月: 2023年3月

Was ist ein Flyback-Transformatoren?

Ein Flyback-Transformator ist ein Transformator, der in einem Sperrwandler verwendet wird.

Es handelt sich um eine Schaltungsart für isolierte Schaltnetzteile wie isolierte DCDC-Wandler und ACDC-Wandler sowie für Vorwärts-, LLC-Resonanz- und Gegentaktverfahren.

Bei der Flyback-Methode wird während der Leistungsumwandlung wiederholt Energie im Transformator gespeichert und aus ihm abgegeben. Daher müssen Flyback-Transformatoren im Gegensatz zu Transformatoren anderer Typen die Eigenschaft haben, große Energiemengen zu speichern.

Verwendungszwecke von Flyback-Transformatoren

Flyback-Transformatoren werden in Schaltnetzteiltransformatoren verwendet, die in einer Vielzahl von Verbraucher- und Industrieanwendungen zum Einsatz kommen. Die Leistung, die von diesen Netzteilen bewältigt werden kann, beträgt nur einige zehn Watt, wodurch sie sich im Vergleich zu isolierten Schaltnetzteilen anderer Typen für Anwendungen mit relativ geringem Stromverbrauch eignen.

Andererseits zeichnet es sich durch einen weiten Eingangsspannungsbereich aus. Der Vorteil besteht darin, dass der Aufbau des Stromversorgungsschaltkreises einfach ist, die Anzahl der Bauteile gering ist und die Kosten niedrig sind. Allerdings ist der Spitzenstrom höher, so dass bei der Auswahl von Schaltelementen, Gleichrichterdioden und anderen Komponenten auf die Spezifikationen geachtet werden muss.

Außerdem ist der Ripplestrom höher als bei anderen Systemen, so dass die Kapazität des Glättungskondensators erhöht werden muss.

Prinzip der Flyback-Transformatoren

Das Prinzip des Flyback-Transformators beruht auf der Aufladung, wenn Strom durch die Primärseite des Transformators fließt, und auf der Entladung durch die Sekundärseite des Transformators, nachdem der Strom unterbrochen wurde. Aufgrund des Funktionsprinzips ist die Akkumulation der elektromagnetischen Energie im Transformator für die Eigenschaften sehr wichtig.

An die Primärseite des Flyback-Transformators sind Schaltelemente (z. B. Leistungstransistoren, Leistungs-MOSFETs) angeschlossen, und an die Sekundärseite ist über eine Gleichrichterdiode ein Glättungskondensator angeschlossen. Die Polarität der Wicklungen ist umgekehrt, so dass bei Anlegen eines Erregerstroms an die Primärseite des Transformators eine Spannung in der Richtung erzeugt wird, in der die Gleichrichterdiode auf der Sekundärseite ausgeschaltet ist.

Wenn das Schaltelement eingeschaltet ist, fließt der Erregerstrom in der Primärseite des Transformators und elektromagnetische Energie wird im Transformator gespeichert. Wird das Schaltelement in diesem Zustand ausgeschaltet, wird der Erregerstrom auf der Primärseite unterbrochen, die Richtung der Spannung auf der Sekundärseite wird umgekehrt und die im Transformator gespeicherte elektromagnetische Energie wird über die Gleichrichterdiode freigesetzt. Diese wird durch einen Kondensator geglättet, um eine Gleichspannung am Ausgang zu erzeugen.

Der Flyback-Transformator muss eine große Menge an elektromagnetischer Energie speichern. Bei Transformatoren, die für die Energieübertragung bestimmt sind, werden wie bei anderen Verfahren Kernmaterialien mit hoher magnetischer Permeabilität verwendet, um den Kopplungskoeffizienten zu erhöhen, aber solche Materialien sind in der Regel nicht in der Lage, große Mengen elektromagnetischer Energie zu speichern. In Flyback-Transformatoren wird daher in einem Teil des Kerns, in dem die magnetische Permeabilität gering ist, ein Luftspalt geschaffen, in dem Energie gespeichert wird.

Weitere Informationen über Flyback-Transformatoren

1. Unterschiede zwischen Sperrwandler- und Vorwärtsstromversorgungen

Flyback-Stromversorgungen erfordern einen relativ großen Transformator, da die elektromagnetische Energie im Transformator gespeichert werden muss und in einem Teil des Kerns ein winziger Spalt entsteht, um die Permeabilität zu senken und die elektromagnetische Energie zu speichern. Bei Vorwärtsstromversorgungen hingegen ist ein solcher winziger Spalt nicht erforderlich, da der Transformator keine elektromagnetische Energie speichern muss und der Transformator kleiner gebaut werden kann.

Außerdem ist bei Flyback-Stromversorgungen keine isolierte Trennung der primären und sekundären Rückkopplungskreise erforderlich, so dass die Schaltungskonfiguration sehr einfach ist, während bei Vorwärtsstromversorgungen eine Isolierung und ein Spannungsrückkopplungskreis vom Ausgang erforderlich sind.

2. In Flyback-Transformatoren verwendetes Ferritmaterial

Flyback-Transformatoren sind aufgrund ihrer Konstruktion in AC-DC-Schaltnetzteilen weit verbreitet, aber die Halbleiterbauelemente zum Schalten und der Transformator sind die beiden Bereiche mit den höchsten Verlusten in AC-DC-Schaltnetzteilen. Bei schnellen Schaltvorgängen kommt es im Transformator zu schnellen Änderungen des magnetischen Flusses, und wenn ein Eisenkern für den Transformatorkern verwendet wird, macht die durch Wirbelstromverluste erzeugte Wärme den Transformator unbrauchbar.

Aus diesem Grund werden Flyback-Transformatoren für hochfrequente AC-DC-Schaltnetzteile häufig mit Ferrit als Kernmaterial ausgestattet. Da die Eigenschaften von Ferrit frequenz- und temperaturabhängig sind, ist es wichtig, einen Flyback-Transformatoren mit einem Kern aus Ferritmaterial zu wählen, der für die gewünschte Betriebsgeschwindigkeit geeignet ist.

Was ist ein Kommissioniersystem?

Ein Kommissioniersystem ist ein System zur effizienten Durchführung des Kommissioniervorgangs, bei dem es darum geht, bestimmte Artikel aus der großen Vielfalt der Produkte in einem Lager zu finden und zu bringen.

Kommissioniersysteme tragen dazu bei, versehentliche Entnahmen zu vermeiden und ermöglichen es auch Anfängern, das gewünschte Produkt oder die Ware in kurzer Zeit zu finden. Es gibt verschiedene Arten von Kommissioniersystemen, von physischen Systemen wie Wagen mit Indikatoren und Handheld-Terminals bis hin zu solchen, die als Software verkauft werden und einfach durch die Installation einer App auf Ihrem Smartphone oder Tablet genutzt werden können.

Anwendungen von Kommissioniersystemen

Kommissioniersysteme werden für die Verwaltung von Warensendungen in Logistiklagern und Industrieanlagen eingesetzt. Kommissioniersysteme sind unverzichtbar, um schnell die gewünschte Anzahl von Produkten aus einer Vielzahl von Beständen auszuwählen.

In den letzten Jahren hat die Entwicklung von E-Commerce-Websites die Nachfrage nach Online-Einkäufen erhöht und die Versandhändler stehen vor der Herausforderung, wie schnell und genau die Produkte in ihren Logistiklagern den Versandprozess erreichen können. Kommissioniersysteme wurden in den Logistiklagern solcher Versandhäuser eingeführt, um eine genaue und schnelle Sortierung zu gewährleisten.

Kommissioniersysteme werden auch in Apotheken als Arzneimittelüberwachungssysteme installiert. Arzneimittelüberwachungssysteme sind Systeme, die mit Hilfe von Maschinen feststellen, ob die Art und Anzahl der Arzneimittel korrekt ist.

Die Ergänzung des Apothekenmanagements durch ein Arzneimittelkontrollsystem kann dazu beitragen, Abgabeunfälle zu vermeiden, bei denen das falsche Arzneimittel abgegeben wird, die Effizienz der Arbeit des Apothekers zu verbessern und die Wartezeit der Patienten auf ihre Medikamente zu verkürzen.

Funktionsweise von Kommissioniersystemen

Die Funktionsweise eines Kommissioniersystems, unabhängig von seiner Größe, beruht auf drei Funktionen: erstens die Funktion, dem Bedienpersonal und den Transportmaschinen Kommissionieranweisungen zu erteilen, zweitens die Funktion, die tatsächlichen Ergebnisse zu erfassen, und drittens die Funktion, eine Schnittstelle zu Bestandsverwaltungssystemen und anderen Systemen herzustellen.

Die heutigen Kommissioniersysteme ermöglichen die Verwaltung über PCs, Tablet-PCs und Smartphones. Es gibt verschiedene Arten von Kommissioniersystemen.

Zu den kleineren Systemen gehören digitale Kommissioniersysteme (DPS). Diese unterstützen die Arbeit des Bedieners mit Hilfe eines Displays, z. B. eines Handheld-Terminals.

Großkommissioniersysteme hingegen automatisieren den gesamten Kommissioniervorgang mit Maschinen. Sie werden in großen Lagern und Fabriken installiert.

Auswahl eines geeigneten Kommissioniersystems

1. Einzelkommissionierung und Gesamtkommissionierung

Die Einzelkommissionierung ist eine Methode, bei der die Waren für jeden Auftrag aus dem Lager entnommen werden, und ist geeignet, wenn nur eine geringe Anzahl von Waren vorhanden ist. Bei der Gesamtkommissionierung werden die bestellten Waren in Chargen aus dem Lager entnommen und später aussortiert. Sie verkürzt die Wege und den Zeitaufwand, da die Waren artikelweise zusammengestellt werden.

2. Kabellose und kabelgebundene Systeme

Kabellose Kommissioniersysteme erfordern keine Verkabelung und sind relativ einfach zu installieren, müssen aber aufgeladen werden. Kabelgebundene Systeme hingegen müssen nicht aufgeladen werden, erfordern aber Installationsarbeiten, und die Verkabelung muss bei jeder Änderung des Aufstellungsortes überprüft werden.

3. Cloudbasierte und Vor-Ort-Systeme

Cloudbasierte Systeme erfordern keine Serververwaltung und haben niedrigere Anfangskosten, erfordern aber eine besondere Aufmerksamkeit in Bezug auf die Sicherheit, da sie über das Internet laufen. Vor Ort installierte Systeme erfordern zwar höhere Anfangskosten, lassen sich aber oft leicht mit bestehenden Systemen verbinden, und wenn Sie bereits über eigene Server und eine andere Umgebung verfügen, können Sie auch die Gesamtkosten senken.

Weitere Informationen zu Kommissioniersystemen

Beispiele für die Einführung in Apotheken

Bei Kommissioniersystemen, die in Apotheken eingesetzt werden, müssen geeignete Systeme eingesetzt werden, die gewisse Anforderung des Ministeriums für Gesundheit erfüllen. In pharmazeutischen Kommissioniersystemen werden hauptsächlich zwei Arten von Identifizierungsmethoden eingesetzt.

1. Kommissioniersysteme, die eine in das Gerät eingebaute Kamera verwenden, um Bilder zu erfassen und sie durch Bilderkennung zu identifizieren
Der Systemtyp, der eine Kamera mit eingebautem Gerät zur Aufnahme von Fotos und zur Identifizierung durch Bilderkennung verwendet, kann auch Arzneimittel identifizieren, die keinen Barcode tragen, und kann auch automatisch ein Foto hinterlassen. Andererseits ist die Ausrüstung selbst oft groß und kann teurer sein als andere Typen.

2. Kommissioniersysteme, die durch Scannen eines gedruckten Barcodes identifizieren
Kommissioniersysteme, die mit dem Scannen von gedruckten Strichcodes arbeiten, haben den Vorteil, dass sie relativ preiswert und einfach zu installieren sind, da viele von ihnen klein sind und keine Verkabelung erfordern. Allerdings sind viele Modelle nicht in der Lage, Mengenprüfungen durchzuführen, so dass man sich vergewissern muss, dass das Gerät für diesen Zweck geeignet ist.

Die Einführung einer geeigneten Kommissionierung ermöglicht eine fehlerfreie Kommissionierung durch jedermann und schafft ein Umfeld, in dem sich die Apotheker auf ihre Hauptaufgaben konzentrieren können. Außerdem können gleichzeitig Mengenprüfungen durchgeführt werden, was die Arbeitsbelastung des mit der Prüfung beauftragten Apothekers verringert und die Effizienz von Bestellung und Inventur verbessert.

Was ist ein Hochfrequenz-Relais?

Ein Hochfrequenz-Relais ist eines der Elemente, die Hochfrequenzsignale schalten.

Hochfrequenz-Relais haben in der Regel keine Anschlüsse und werden daher durch Löten verwendet, und ihre Hochfrequenzeigenschaften werden stark durch das Substrat beeinflusst. Bei der Verwendung von Relais in Hochfrequenz-Schaltkreisen stellen sich auch Fragen der Isolierung (Signalverluste zwischen den Kontakten (Schaltkreisen), wenn die Kontakte offen sind) und der Einfügedämpfung (Signalverluste, wenn die Kontakte geschlossen sind).

Verwendung von Hochfrequenz-Relais

Hochfrequenz-Relais werden in Geräten mit einem so genannten Hochfrequenz-Stromkreis verwendet. Zur Steuerung von Hochfrequenzsignalen ist ein hochfrequenzspezifisches Relais anstelle eines gewöhnlichen Relais erforderlich.

Beispiele sind Mobilfunk-Basisstationen, Rundfunkgeräte, Messgeräte und Funkgeräte. Eine weitere Anwendung sind drahtlose LAN und Bluetooth, die im Haushalt weit verbreitet sind. In beiden Fällen ist das Relais für das reibungslose Umschalten von Signalen in verschiedenen Geräten verantwortlich.

Prinzip der Hochfrequenz-Relais

Hochfrequenz-Relais haben eine ähnliche Struktur wie gewöhnliche Relais.

1. Relaisprinzip

Wenn in einem Relais eine kleine Menge Strom durch eine um einen Eisenkern gewickelte Spule fließt, zieht ein Elektromagnet die Eisenteile zusammen und bringt sie miteinander in Kontakt, wodurch der Stromkreis geschlossen wird und eine große Menge Strom direkt von der Stromquelle zu den elektrischen Bauteilen fließen kann. Wird der Strom zwischen den Anschlüssen unterbrochen, wird das in der Spule erzeugte Magnetfeld abgebaut und die elektrischen Geräte stellen ihren Betrieb ein.

Bei der Verwendung von Relais in Hochfrequenz-Schaltkreisen sind Isolierung und Einfügungsdämpfung ein Problem.

2. Isolierung

Die Isolierung entspricht dem Widerstand zwischen den Ausgangsklemmen, wenn das Relais ausgeschaltet ist. Bei hohen Frequenzen kommt es zu Signalverlusten, auch wenn das Relais ausgeschaltet ist. Die Isolation ist ein Parameter, der das Ausmaß dieser Signalverluste angibt.

Je höher die Frequenz ist, desto größer ist das Lecksignal, während der Isolationswert selbst tendenziell kleiner ist. Dies kann zu Interferenzen zwischen Schaltkreisen führen.

3. Einfügungsdämpfung

Die Einfügedämpfung, auch Einfügungsdämpfung genannt, bezieht sich auf den Signalverlust zwischen den Kontakten, der auftritt, wenn die Kontakte geschlossen sind. Je höher die Frequenz ist, desto größer ist der Signalverlust zwischen den Kontakten (Schaltkreisen), was eine genaue Übertragung des Signals unmöglich macht und zu Wärmeentwicklung führt.

Mit anderen Worten, es ist wichtig, dass es zwischen den Kontakten nur geringe Signalverluste gibt, wenn sie offen sind, und nur geringe Signalverluste, wenn sie geschlossen sind, auch wenn die Frequenz des Signals steigt.

4. Rückflussdämpfung

Bei einer Impedanzänderung im Signalweg tritt ein als Reflexion bekanntes Phänomen auf, bei dem ein Teil des Signals das empfangende Ende nicht erreicht, sondern zum sendenden Ende zurückkehrt.

Der Grad der Signalreflexion wird als Rückflussdämpfung bezeichnet und durch das Verhältnis der Eingangsleistung zur reflektierten Leistung ausgedrückt. Ein weiterer Indikator für den Reflexionsgrad ist das VSWR (Voltage Standing Wave Ratio): Je näher der VSWR-Wert bei 1 liegt, desto geringer ist die Reflexion, was bedeutet, dass es sich um eine gute Eigenschaft handelt.

Relais, die in Hochfrequenzschaltungen eingesetzt werden, benötigen neben den allgemeinen Relaiseigenschaften auch Hochfrequenzeigenschaften, d. h. sie müssen, wie oben beschrieben, eine hohe Isolation und eine geringe Einfügungsdämpfung aufweisen. Darüber hinaus muss die Rückflussdämpfung, die den Grad der Signalreflexion angibt, groß sein, das VSWR muss klein sein und der Wellenwiderstand, der den Widerstandswert angibt, muss angemessen sein.

Weitere Informationen zu Hochfrequenz-Relais

Hochfrequenzschaltungen

Unter Hochfrequenzschaltungen versteht man elektronische Schaltungen, die bei hohen Frequenzen anders funktionieren als bei niedrigen Frequenzen. Schaltungen, die elektronische Signale mit Frequenzen von bis zu mehreren GHz verarbeiten, wie z. B. Wireless LANs, sind Hochfrequenzschaltungen.

Bei elektronischen Signalen mit hohen Frequenzen muss berücksichtigt werden, dass die Strom- und Spannungspegel der Signale an verschiedenen Stellen der elektronischen Schaltung unterschiedlich sind. Schaltungen, die dieses Verhalten berücksichtigen, werden als verteilte Konstantstromkreise bezeichnet.

Was ist ein Beleuchtungsmessgeräte?

Ein Beleuchtungsmessgerät ist ein Messgerät, das die Helligkeit einer von einer Lichtquelle beleuchteten Fläche misst.

Eine Lichtquelle kann die Sonne, eine Leuchtstoff- oder Glühlampe oder LED-Licht sein. Die Helligkeit ist definiert als Lichtstrom pro Flächeneinheit (lm/m2), ausgedrückt in Lux (lx). Die in der Studiofotografie verwendeten Auflicht-Belichtungsmesser sind ebenfalls eine Art von Beleuchtungsstärkemessern, zeichnen sich jedoch durch die Anzeige von EV-Werten aus, die leicht in Blende und Verschlusszeit umgerechnet werden können.

Verwendungszwecke von Beleuchtungsmessgeräten

Die Helligkeit der Arbeitsumgebung kann bestimmt werden. Die Beleuchtungsstärke von Beleuchtungsanlagen an Arbeitsplätzen wie Schulen, Fabriken und Büros wird beispielsweise durch die “School Environmental Health Standards”, die “Occupational Health and Safety Regulations” und die “Office Health Standards Regulations” geregelt. Dort werden Beleuchtungsmessgeräte eingesetzt, um zu messen, ob die Normen eingehalten werden.

In Wissenschaft und Technik werden Beleuchtungsmessgeräte eingesetzt, wenn die Helligkeit die Ergebnisse von Experimenten beeinflusst. Die im vorigen Abschnitt erwähnten Belichtungsmesser werden verwendet, um beim Fotografieren die richtigen Belichtungsbedingungen zu bestimmen.

Prinzip der Beleuchtungsmessgeräte

Beleuchtungsmessgeräte messen und quantifizieren die Helligkeit einer mit Licht beleuchteten Fläche. Dazu wird ein Sensor benötigt, der die Intensität des Lichts erfasst, wofür sich Fotodioden eignen. Fotodioden werden als Sensoren in Beleuchtungsmessgeräten eingesetzt, weil der Fotostrom proportional zur Lichtintensität fließt und sie einen großen Dynamikbereich haben. Das Grundprinzip eines Beleuchtungsmessgeräts besteht darin, diesen Fotostrom zu messen und in Helligkeit umzuwandeln. Als Beleuchtungsmessgerät muss es auf die folgenden beiden Elemente reagieren.

1. Ausgleich der visuellen Empfindlichkeit

Das menschliche Auge reagiert auf Licht (elektromagnetische Wellen) im Bereich von 380-700 nm mit einer Spitzenwellenlänge von 555 nm, aber die Empfindlichkeit nimmt allmählich ab, je weiter man sich von der Spitzenwellenlänge entfernt. Diese Eigenschaft ist international genormt und wird als standardisierte spektrale photopische Effizienz V (λ) bezeichnet. Die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik einer Fotodiode hingegen unterscheidet sich völlig von V (λ), weshalb ein Sichtbarkeitskorrekturfilter in der Nähe der Fotodiodenoberfläche angebracht wird, um die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik eines Beleuchtungsmessgeräts an V (λ) anzunähern.

2. Kosinuskorrektur

Wenn die Beleuchtungsstärke in der Ebene senkrecht zum parallelen Lichtstrom E ist, ist die Beleuchtungsstärke E’ in der um θ geneigten Ebene.

E’=E cosθ

E’ ist E’=E cosθ. Zur Durchführung der Kosinuskorrektur wird im lichtempfangenden Teil des Beleuchtungsmessgeräts ein halbkugelförmiger Transmissionsdiffusor installiert, und das diffuse Licht, das diesen Diffusor passiert, wird durch einen Korrekturfilter für die visuelle Empfindlichkeit geleitet und gelangt in die Fotodiode.

Arten von Beleuchtungsmessgeräten

Es gibt verschiedene Arten von Beleuchtungsmessgeräten, die sich nach Messbereich, Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit unterscheiden.

1. Analoger Typ

Hierbei handelt es sich um ein einfaches Beleuchtungsmessgerät für einfache Inspektionen, bei dem das angezeigte Ergebnis in der Regel mit Hilfe einer Nadel am Messgerät abgelesen wird. Sie werden hauptsächlich zur Überprüfung der Helligkeit von Beleuchtungskörpern wie Leuchtstoff- und Glühlampen verwendet und verbrauchen aufgrund ihrer einzigen Funktion relativ wenig Strom.

2. Integrierter digitaler Typ

Bei diesem Typ sind der Lichtempfangsteil und die Haupteinheit integriert. Im Vergleich zu den analogen Typen ist dieser Typ vielseitiger und hat einen größeren Messbereich, was ihn zum Standardtyp macht. Der Vorteil dieses integrierten Typs ist seine einfache Handhabung.

3. Separater digitaler Typ

Der Lichtempfangsteil und die Haupteinheit können für die Messung getrennt werden, was den Einfluss des von der zu messenden Person reflektierten Lichts verringert und genauere Messungen ermöglicht. Die Lichtempfangseinheit kann in der richtigen Position im Verhältnis zur Lichtquelle platziert werden, auch in hohen oder engen Räumen, was eine größere Messfreiheit ermöglicht. Separate Modelle sind in der Regel genauer und haben einen größeren Messbereich und können überall eingesetzt werden, vom Sonnenlicht bis zur Dunkelheit. Die Messgenauigkeit wird in drei Klassen eingeteilt: Klasse A, Klasse AA und Präzisionsklasse, wobei die Klasse AA und höher für industrielle Messungen verwendet wird. Früher gab es Beleuchtungsmessgeräte der Klasse B, die heute jedoch nicht mehr verwendet werden.

Weitere Informationen über Beleuchtungsmessgeräte

Wie werden Beleuchtungsmessgeräte verwendet?

Beleuchtungsmessgeräte sind einfach zu bedienen: Drücken Sie einfach die Messtaste am Beleuchtungsmessgerät und der Messwert wird angezeigt. Die relativ geringe Größe des Beleuchtungsstärkemessgeräts erleichtert die Verwendung in einer Vielzahl von Situationen, aber je nachdem, wie das Beleuchtungsstärkemessgerät verwendet wird, werden möglicherweise nicht immer korrekte Messwerte erzielt. Bei der Verwendung des Beleuchtungsstärkemessgeräts sind die folgenden Vorsichtsmaßnahmen zu beachten.

1. Reflektiertes Licht

Das Beleuchtungsmessgerät nimmt nicht nur das direkt von der Lichtquelle einfallende Licht auf, sondern auch das von den umgebenden Gegenständen reflektierte Licht und wird daher durch das von der Hand, dem Gesicht oder der Kleidung der gemessenen Person reflektierte Licht beeinflusst. Ergreifen Sie Maßnahmen, wie z. B. sich außerhalb des Lichterfassungsbereichs des Sensors zu platzieren oder Kleidung mit geringem Lichtreflexionsgrad zu tragen.

2. Punktdurchmesser des zu messenden Lichts

Bei schmalen Lichtstrahlen wie z. B. Lasern, die üblicherweise in Beleuchtungsmessgeräten verwendet werden, ist eine genaue Messung schwierig, da der Weg des Lichts, das den Sensor erreicht, je nach Einfallswinkel variiert. Bei der Messung eines Lichtpunktes, der kleiner ist als die Lichtempfangsfläche des Beleuchtungsmessgerätes (die Größe der durchlässigen Streuscheibe), wird der Fehler größer.

3. Abstand zwischen Lichtquelle und Beleuchtungsmessgeräte-Empfänger

Bei der Messung der Beleuchtungsstärke von Licht, das von einer Punktlichtquelle ausgeht, ist der Einfallswinkel auf den Sensor umso größer, je geringer der Abstand zwischen Lichtquelle und Beleuchtungsmessgerät ist, was zu Fehlern führt. Der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Beleuchtungsmessgerät sollte mindestens 1 m betragen. Bei der Prüfung, ob die Umgebung für Schulen, Arbeitsplätze, Fabriken usw. geeignet ist, müssen die vorgegebenen Normen und Messverfahren eingehalten werden.

Was ist ein Motor-Treiber?

Ein Motor-Treiber ist ein Gerät, das zur Steuerung des Antriebs im Zusammenhang mit der Motordrehung verwendet wird. In Verbindung mit einem Computer, z. B. einem Mikrocomputer, steuert er das Timing und die Geschwindigkeit der Motordrehung, indem er die entsprechende Spannung und den entsprechenden Strom anlegt.

Der Motor-Treiber-IC, das Herzstück des Motor-Treibers, ist extrem klein und hat daher den Vorteil, dass er im Vergleich zum Aufbau einer separaten Motorsteuerungsschaltung durch die Kombination von Einzelkomponenten weniger Platz benötigt. Darüber hinaus sind einige Motortreiber mit Schutzfunktionen gegen Überstrom und Überhitzung ausgestattet, so dass der Benutzer den Motor sicher steuern kann.

Einsatzmöglichkeiten von Motor-Treibern

Die Auswahl des geeigneten Motor-Treibers richtet sich nach der Art des Motors. Typische Motoren sind bürstenbehaftete Gleichstrommotoren, bürstenlose Motoren, Schrittmotoren und Linearmotoren.

Gleichstrommotoren sind einfach und kostengünstig und daher vielseitige Motoren, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, darunter auch in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen. Sie werden auch in Linearmotoren verwendet, bei denen die Magnetpole durch Änderung der Stromrichtung verändert werden. Der lineare Shinkansen ist ein synchroner Linearmotor, für dessen Steuerung Motor-Treiber verwendet werden, da die Antriebskraft durch Änderung der Magnetpole der Schienen erreicht wird.

Funktionsprinzip von Motor-Treibern

Das Funktionsprinzip eines Motor-Treibers hängt von der Art des zu steuernden Motors ab. Insbesondere die Konfiguration der Brückenschaltung für die Schaltspannung ist unterschiedlich.

Motor-Treiber für Gleichstrommotoren beispielsweise steuern die Drehrichtung, indem sie die Richtung des zu den Elektromagneten fließenden Stroms umschalten. Wird beispielsweise ein mit hoher Geschwindigkeit drehender Motor mit einem Strom in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, kann die Drehung gebremst und damit die Geschwindigkeit verringert werden.

In diesem Fall wird eine Halbbrückenschaltung mit mehreren Transistoren aufgebaut. Die Kombination der Transistoren bestimmt die Richtung des Stromflusses. Bei bürstenlosen Motoren und Schrittmotoren steuert die Halbbrückenschaltung den Strom entsprechend der Anzahl der Spulen (Anzahl der Phasen), die vom Motor gezogen werden.

Bei bürstenlosen Motoren kann dies einphasig oder dreiphasig sein, bei Schrittmotoren zweiphasig oder fünfphasig. Andere Methoden zur Steuerung der Drehzahl umfassen eine Kombination aus PWM-Steuerung, die die Breite der Impulsspannung moduliert, und PWM-Steuerung, die die Drehzahl steuert.

Weitere Informationen zu Motor-Treibern

Bürstenlose Motoren und Schrittmotoren

Der Markt für Motor-Treiber lässt sich grob in die bereits erwähnten Gleichstrommotoren (mit Bürsten), bürstenlose Motoren und Schrittmotoren unterteilen. Bürsten-Gleichstrommotoren sind einfach zu handhaben, da sie leicht durch Anlegen einer Spannung angetrieben werden können, aber sie sind in einem Markt, in dem viele verschiedene Arten von Motoren verfügbar sind, kostenintensiv.

Bürstenlose Motoren werden in PC-Lüftern und anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen ein relativ effizienter Betrieb und hohe Zuverlässigkeit erforderlich sind. Schrittmotoren zeichnen sich, wie der Name schon sagt, durch ihre Fähigkeit aus, eine fortschrittliche Steuerung der Motordrehung zu ermöglichen, und werden in industriellen Anwendungen wie der hochpräzisen Steuerung von Aktuatoren für die Fabrikautomatisierung und in Verbrauchergeräten wie Druckern eingesetzt.

Im Automobilmarkt, wie er durch die jüngste Umstellung auf Elektrofahrzeuge gekennzeichnet ist, ist der hocheffiziente Betrieb von Motoren mit Hilfe von Motor-Treibern von entscheidender Bedeutung, da sie einen breiten Bereich der Motorsteuerung unterstützen, von hohem Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen bis hin zu hohen Drehzahlen, und die Lebensdauer der Batterie bis zur Entladung direkt die Fahrstrecke beeinflusst. Um dies zu realisieren, ist die PWM-Steuerung des Motor-Treibers mit Hilfe eines Mikrocontrollers eine wesentliche Technologie zusammen mit der Inverter-Steuerungstechnologie für eine hohe Ausgangsleistung für den Einsatz im Fahrzeug.

Obwohl Motor-Treiber ein technisches Gebiet mit einer Vielzahl von Möglichkeiten sind, können selbst Anfänger ihre eigenen Motor-Treiber aus einzelnen Komponenten bauen, erfordert die Steuerung in vollem Umfang ein Verständnis der Prinzipien des Motorbetriebs, der Steuerungsalgorithmen und der Software-Unterstützung durch einen Mikrocontroller.

Daher enthalten einige neuere Motor-Treiber Innovationen, die es dem Benutzer leicht machen, sie mit Hilfe einer speziellen Anwendungssoftware zu nutzen.

Was ist ein 3D-Drucker?

Ein 3D-Drucker ist ein Gerät, das dreidimensionale Objekte herstellt, indem es auf der Grundlage dreidimensionaler Daten gedruckte Querschnitte schichtet.

3D-Drucker können mit verschiedenen Verfahren hergestellt werden, z. B. mit dem FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling), dem SLA-Verfahren (Stereolithographie), dem SLS-Verfahren (Selektives Lasersintern), dem Tintenstrahlverfahren, dem Tintenstrahl-Pulver-Laminierverfahren, dem Tintenstrahl-Pulver-Laminierverfahren und dem Tintenstrahl-Lasersinterverfahren. Tintenstrahlverfahren” und “Tintenstrahl-Pulver-Laminierverfahren”.

Für den Heimgebrauch werden häufig zwei Arten von 3D-Druckern verwendet: das thermische Schmelz- und Laminierverfahren und das optische Formverfahren.

Anwendungen, Prinzipien und Vorteile der einzelnen Arten von 3D-Druckern

1. Thermisches Schmelz- und Stapelverfahren (FDM: Fused Deposition Modelling)

Verwendungszwecke
Herstellung von Figuren, Modellen, usw.

Prinzip
Thermoplastisches Harz wird durch eine dünne Düse von etwa 0,5 mm ausgestoßen, um einen Druck zu erzeugen.

Vorteile

• Die Haupteinheit ist kostengünstig
• Der Druck ist aufgrund der preiswerten Materialien zu geringen Kosten möglich
• Mainstream als 3D-Drucker für den allgemeinen Gebrauch

Nachteile

• Trägermaterial erforderlich
• Verschlechterung des Aussehens des geformten Objekts aufgrund von Stapelmarken, die während des Drucks entstehen

Druckbare Materialien
PLA-Harz, ABS-Harz, usw.

2. Stereolithografie-Verfahren (SLA)

Verwendungszwecke
Herstellung von Modellen, Bühnenrequisiten, usw.

Prinzip
Lichthärtendes flüssiges Harz wird durch Belichtung gehärtet und gedruckt.

Vorteile
Einfache Verarbeitung nach dem Modellieren, transparentes Druckmaterial kann erstellt werden

Nachteile

• Das bedruckte Material ist empfindlich gegenüber Sonnenlicht
• Zeitaufwändige Nachbearbeitung der gedruckten Materialien

Bedruckbare Materialien
Epoxidharze, Acrylharze, etc.

3. Additives Fertigungsverfahren durch Pulversintern (SLS: Selective Laser Sintering)

Anwendungen
Teile für Industrieanlagen und medizinische Implantate

Prinzip
Der Druck erfolgt durch wiederholtes selektives Erhitzen und Sintern von pulverförmigen Materialien, Schicht für Schicht.

Vorteile
Große, stabile Strukturen können ohne Stützmaterial gedruckt werden

Nachteile

• Die Ausrüstung, einschließlich des Druckers selbst, ist teuer
• Das gedruckte Material hat eine raue Oberfläche

Bedruckbare Materialien
Nylon, metallische Werkstoffe wie Titan usw.

4. Tintenstrahlverfahren

Verwendungszweck
Herstellung von medizinischen Komponenten und Kleinserienprodukten

Prinzip
Beim Druckverfahren werden UV-härtbare Materialien auf eine zweidimensionale Oberfläche aufgebracht und anschließend durch UV-Licht gehärtet, als ob sie mit einem normalen Drucker gedruckt würden.

Vorteile
Einfache Installation und hochauflösender Druck

Nachteile
Das bedruckte Material ist spröde und anfällig für Sonnenlicht

Bedruckbare Materialien
Epoxidharze, Acrylharze, ABS-Harze, usw.

5. Tintenstrahl-Pulver-Laminierungsverfahren

Verwendungszwecke
Herstellung von medizinischen Bauteilen und Kleinserien von Produkten

Prinzip
Die Bedruckung erfolgt durch Aufbringen eines Klebstoffs auf den Gips und Aushärtenlassen. Durch die Verwendung eines Farbstoffs können farbige Strukturen erzeugt werden.

Vorteile
Einfache Installation und hochauflösender Druck

Nachteile
Das bedruckte Material hat eine geringe Festigkeit

Bedruckbare Materialien
Gips, Harz, Metall, Sand, usw.

Wie 3D-Drucker eingesetzt werden

3D-Drucker können verwendet werden, um entworfene Strukturen durch Auflösen des Harzes zu schichten.

In diesem Abschnitt wird erläutert, welche Vorbereitungen Sie treffen müssen und wie das Verfahren abläuft.

Was Sie zur Vorbereitung benötigen

• Einen Computer
• 3D-Drucker
• 3D-CAD-Software für die Erstellung dreidimensionaler CAD-Zeichnungen
• Slicing-Software
  • Slicing-Software ist in der Lage, 3D-Daten in Werkzeugbahndaten umzuwandeln.
• Filamente
  • Filament ist das zu laminierende Material; je nach Laminierungsmethode des 3D-Druckers werden unterschiedliche Typen verwendet, aber PLA- und ABS-Harz werden von Anfängern häufig verwendet.

Schritte zum Laminieren einer Struktur mit einem 3D-Drucker

1. Um eine Struktur zu laminieren, werden 3D-Daten mit einer 3D-CAD-Software erstellt.

2. Konvertieren Sie die 3D-Daten in das STL-Format, damit der 3D-Drucker sie lesen kann.

3. Konvertieren der Daten im STL-Format in Werkzeugbahndaten.

4. Aktivierung des 3D-Druckers

5. Entfernen von Sekundärmaterialien, die als Stützmaterial an die Struktur geschweißt sind.

6. Oberflächenbehandlung von Graten usw. für eine glatte Oberfläche.

Verarbeitbare Filamentmaterialien

3D-Drucker können je nach Gerätetyp und Schmelzverfahren des Materials nur eine begrenzte Anzahl von Materialien verarbeiten.

Ein 3D-Drucker, der Kunstharze unterstützt, kann z. B. allgemein weiche und harte Kunstharze verarbeiten. Einige Arten von 3D-Druckern können eine breite Palette von Materialien verarbeiten.

Dieser Abschnitt konzentriert sich auf Kunstharz und Metall als Filamentmaterialien, die verarbeitet werden können.

Harz-Filament

Die von Anfängern bis hin zu fortgeschrittenen Anwendern am häufigsten verwendeten Arten von Harzfilament sind PLA- und ABS-Harze.

Andere Harzmaterialien sind Nylon, Gips, Gummi und Materialien auf Epoxidbasis.

1. PLA-Harz

Aus recycelten Materialien synthetisierte Harze, die hauptsächlich aus Polymilchsäure bestehen, die aus Mais und anderen Materialien hergestellt wird.

2. ABS-Harz

Synthetisches Harz, das aus Acrylnitril, Butadien und Styrol besteht.

Metallfäden

Zu den Arten von Metallfäden gehören Edelstahl, Messing, Titan, Platin, Silber und Gold.

Andere spezielle Materialien sind Fäden, die Bronze in Form von Pulver enthalten.