Verständnisfrage zum Magnetspielzeug (schwebendes Flugzeug)

[Andreas Bockelmann]

Hallo liebe Zielgruppe,

ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.

da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

[Marcel Mueller]

Post by Andreas Bockelmann
ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

Unwahrscheinlich. Schon deshalb nicht, weil die Anzahl der
Freiheitsgrade nicht stimmt. Die Spulen dürften als Helmholzspulen
verschaltet sein, und können damit nur zwei Dimensionen regeln.

Technisch gesehen funktioniert das eigentlich auch ohne Regelung. Man
kann ein stark nichtlineares Magnetfeld so erzeugen, so dass ein Magnet
an einem bestimmten Ort metastabil schwebt.
Die Sache ist dann nur ziemlich instabil. Selbst kleinere Abweichungen
vom Zielort führen dazu, dass der Magnet stattdessen in nach unten an
einen der (starken) Magnete donnert. Man braucht schon ziemlich viel
Fingerspitzengefühl, um ihn an den Punkt zu setzen.
Und da kommt die Regelung ins Spiel. Damit kann man kleinere
Abweichungen kompensieren. Da aber die Sensoren auch das Feld der
starken Magnete sehen und die auch nie genau 100% exakt sind, vermute
ich schon etwas schlauere Software als nur eine einfache Regelbrücke.
Mindestens die Massenträgheit und das Trägheitsmoment des Schwebekörpers
muss auch mit rein.

Falls es das Ding ist, was ich vermute, dürfte im Flieger auch noch
Elektronik sitzen und die Spulen zusätzlich ein Signal an selbiges
übertragen, und sei es nur zur Energieversorgung.


Marcel

[Andreas Bockelmann]

Post by Andreas Bockelmann
ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

Unwahrscheinlich. Schon deshalb nicht, weil die Anzahl der Freiheitsgrade
nicht stimmt. Die Spulen dürften als Helmholzspulen verschaltet sein, und
können damit nur zwei Dimensionen regeln.
Technisch gesehen funktioniert das eigentlich auch ohne Regelung. Man kann
ein stark nichtlineares Magnetfeld so erzeugen, so dass ein Magnet an einem
bestimmten Ort metastabil schwebt.
Die Sache ist dann nur ziemlich instabil. Selbst kleinere Abweichungen vom
Zielort führen dazu, dass der Magnet stattdessen in nach unten an einen der
(starken) Magnete donnert. Man braucht schon ziemlich viel
Fingerspitzengefühl, um ihn an den Punkt zu setzen.
Und da kommt die Regelung ins Spiel. Damit kann man kleinere Abweichungen
kompensieren. Da aber die Sensoren auch das Feld der starken Magnete sehen
und die auch nie genau 100% exakt sind, vermute ich schon etwas schlauere
Software als nur eine einfache Regelbrücke. Mindestens die Massenträgheit
und das Trägheitsmoment des Schwebekörpers muss auch mit rein.
Falls es das Ding ist, was ich vermute, dürfte im Flieger auch noch
Elektronik sitzen und die Spulen zusätzlich ein Signal an selbiges
übertragen, und sei es nur zur Energieversorgung.

Hall Marcel,

danke für Deine Erklärungen. Im Flieger selbst scheint nicht all zu viel
Elektronik zu stecken. In der Basis sind im Kreis ein paar IR-LEDs
vorhanden. Unter den Tragflächen sind kleine Solarzellen eingebaut. So weit
ich es feststellen konnte, wird hier nur die Energie übertragen um den
Propeller des Fliegers zu betreiben. Wenn ich ein Blatt zwischenlege, bleibt
der Propeller stehen.

[Helmut Wabnig]

Post by Andreas Bockelmann
Hallo liebe Zielgruppe,
ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

Schenk mir so ein Ding dann kann ich es analysieren.
w.

[Andreas Bockelmann]

Post by Helmut Wabnig

Post by Andreas Bockelmann
Hallo liebe Zielgruppe,
ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

Schenk mir so ein Ding dann kann ich es analysieren.
w.

Du versteckst Deine Mailadresse, schreib mich an, der Spaß ist es mir wert :-)

[Frank Müller]

Post by Andreas Bockelmann
Hallo liebe Zielgruppe,
ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.

Ich würde vermuten daß diese ein Dreieck bilden in dem
der Flieger gehalten werden soll.

Post by Andreas Bockelmann
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

Vom Prinzip her sollte das ähnlich funktionieren wie dieses:

Frank

[Heinz Schmitz]

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann
Hallo liebe Zielgruppe,
ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.

Ich würde vermuten daß diese ein Dreieck bilden in dem
der Flieger gehalten werden soll.

Post by Andreas Bockelmann
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

http://youtu.be/QlOeEINzbhE

https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_levitation
https://de.wikipedia.org/wiki/Levitation_(Technik)

https://www.magnet-shop.net/blog/magnetic-levitation/
https://www.amazon.de/magnetic-levitation-Spielzeug/s?k=magnetic+levitation&rh=n%3A12950651

Grüße,
H.

[Andreas Bockelmann]

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann
Hallo liebe Zielgruppe,
ich habe hier von "Nikola Toy" eine Uhr, über der ein kleines Flugzeug
magnetisch schwebt. Unter der Abdecklatte befindet sich ein Kreis aus
mehreren starken Magneten. Innerhalb des Kreises sind kreuzförmig vier
Magnetspulen senkrecht angeordnet. Soweit klar.
In der Mitte des Kreuzes entdecke ich sehr wahrscheinlich insgesamt 3
Hallsensoren, je einen in X-, Y- und Z-Achse.

Ich würde vermuten daß diese ein Dreieck bilden in dem
der Flieger gehalten werden soll.

Post by Andreas Bockelmann
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

http://youtu.be/QlOeEINzbhE

Ja, Wolfgang bewegt den Magneten in einer Dimension.

[Frank Müller]

Post by Andreas Bockelmann

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

http://youtu.be/QlOeEINzbhE

Ja, Wolfgang bewegt den Magneten in einer Dimension.

Diese einfache Anordnung hat einen Elrktromagneten oben,
der immer zu sich hin zieht, bei deiner Uhr:
https://nikolatoy.com/products/cute-maglev-mini-aircraft-creative-clock
macht man das über die Abstoßung, da braucht man mehr
gesteuerte Elektromagneten, aber mehr Bewegung hast
du da auch nicht, das schwebt nur in einer Höhe in der Mitte
über der Uhr.

Frank

[Andreas Bockelmann]

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

http://youtu.be/QlOeEINzbhE

Ja, Wolfgang bewegt den Magneten in einer Dimension.

Diese einfache Anordnung hat einen Elrktromagneten oben,
https://nikolatoy.com/products/cute-maglev-mini-aircraft-creative-clock
macht man das über die Abstoßung, da braucht man mehr
gesteuerte Elektromagneten, aber mehr Bewegung hast
du da auch nicht, das schwebt nur in einer Höhe in der Mitte
über der Uhr.

Das ist richtig. Während Wolfgang aber eine zentrale Anziehung hat, habe ich
hier vier Spulen zur Abstoßung.

Hier ist das Innnenleben <Loading Image...>

Die Dinger mit den Kreuzschlitzschrauben sind Permanentmagnete. Die LEDs
sind IR-LEDs um den Flugzeugpropeller mit Energie zu versorgen. die drei
Dreibeiner in der Mitte sind Hallsensoren.

[Frank Müller]

Post by Andreas Bockelmann

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

http://youtu.be/QlOeEINzbhE

Ja, Wolfgang bewegt den Magneten in einer Dimension.

Diese einfache Anordnung hat einen Elrktromagneten oben,
https://nikolatoy.com/products/cute-maglev-mini-aircraft-creative-clock
macht man das über die Abstoßung, da braucht man mehr
gesteuerte Elektromagneten, aber mehr Bewegung hast
du da auch nicht, das schwebt nur in einer Höhe in der Mitte
über der Uhr.

Das ist richtig. Während Wolfgang aber eine zentrale Anziehung hat, habe
ich hier vier Spulen zur Abstoßung.
Hier ist das Innnenleben
<https://tinypic.host/images/2024/11/18/innen.jpg>
Die Dinger mit den Kreuzschlitzschrauben sind Permanentmagnete. Die LEDs
sind IR-LEDs um den Flugzeugpropeller mit Energie zu versorgen. die drei
Dreibeiner in der Mitte sind Hallsensoren.

Interessant wie die die Hall-Sensoren angeordnet haben, so
kann man das komplette Magnetfeld detektieren und bekommt
jede kleine Änderung, die der Magnet im Flugzeug erzeugt, mit.

Frank

[Andreas Bockelmann]

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann

Post by Frank Müller

Post by Andreas Bockelmann
da meine Grundlagen auch rund 35 Jahre her sind: Auf was regeln die
Hallsensoren um den "Flieger" stabil zu halten? Feldstärke 0?

http://youtu.be/QlOeEINzbhE

Ja, Wolfgang bewegt den Magneten in einer Dimension.

Diese einfache Anordnung hat einen Elrktromagneten oben,
https://nikolatoy.com/products/cute-maglev-mini-aircraft-creative-clock
macht man das über die Abstoßung, da braucht man mehr
gesteuerte Elektromagneten, aber mehr Bewegung hast
du da auch nicht, das schwebt nur in einer Höhe in der Mitte
über der Uhr.

Das ist richtig. Während Wolfgang aber eine zentrale Anziehung hat, habe
ich hier vier Spulen zur Abstoßung.
Hier ist das Innnenleben <https://tinypic.host/images/2024/11/18/innen.jpg>
Die Dinger mit den Kreuzschlitzschrauben sind Permanentmagnete. Die LEDs
sind IR-LEDs um den Flugzeugpropeller mit Energie zu versorgen. die drei
Dreibeiner in der Mitte sind Hallsensoren.

Interessant wie die die Hall-Sensoren angeordnet haben, so
kann man das komplette Magnetfeld detektieren und bekommt
jede kleine Änderung, die der Magnet im Flugzeug erzeugt, mit.

Eben. Der "Flieger" ist erstaunlich stabiliisiert. Den kann man anstupsen,
herunterdrücken. Ich schrieb ja schon, "3 Hallsensoren in drei Achsen".