Endlich läuft mein Hall-Effekt-Controller-Pulsmotor (Reed-Schalter)

Hook

Ich habe das Netzteil hochgefahren, der Rotor hat in die entgegengesetzte Richtung gedreht als erwartet, und plötzlich wurde das Ganze zu einem funktionierenden Gyro. Dieses Reverse-Layout mit Magneten außen am Puls und elektromagnetischen Spulen am Rotor ist auf seltsame Weise befriedigend.

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Der Motor ist ein Drei-Magnet-Drei-Spulen-Aufbau. Bifilar-Spulen sitzen fest in der Mitte. Der Rotor trägt drei große Permanentmagnete außen. Ein auf die Basis geklebter Reed-Schalter übernimmt das Timing. Zwei Kupferringe funktionieren wie ein schwimmender Kommutator – einer positiv in der Mitte, einer negativ am Außenring. Drähte hängen von der oberen Flansch herunter und schleifen über die Ringe, während der Rotor sich dreht.

What you'll learn

Du siehst, wie ein Magnete-außen-Layout einen klaren Gyro-Effekt erzeugt, warum der Rotor von allein die Richtung gewechselt hat und wie das Kombinieren von Antriebs- und Triggerspulen in denselben 2630-Bifilar-Spulen alles einfach hält. Wir testen auch, was passiert, wenn die Spannung von 24 V auf 35 V steigt.

From the bench

Alles wurde an einem Nachmittag zusammengeworfen. Die Basis hält drei Bifilar-Spulen, verdrahtet als 2630-2630-2630, wobei die Triggerstränge in den Antrieb eingebunden sind. Keine separate Hall-Effekt-Controller-Platine – nur ein festgeklebter Reed-Schalter. Der obere Flansch wird auf die Welle gesteckt und trägt drei große Magnete im 120°-Abstand. Zwei Kupferringe sitzen unter dem Flansch: Mittelring positiv, Außenring negativ. Das Netzteil wird über den Reed-Schalter an die Spulen angeschlossen und dann an Masse. Der gesamte Rotor dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, sobald Strom fließt.

How it works / what we changed

Ich habe die Drehrichtung vor dem ersten Test richtig geraten. Als ich versucht habe, die ganze Baugruppe in eine Richtung zu drehen, hat der Rotor sofort umgekehrt und ist in die andere Richtung losgegangen. Das war der Gyro-Effekt, der eingesetzt hat. Der positive Kontakt ist jetzt der Mittelring und der negative der Außenring aus Kupfer. Der mittlere Kontakt bleibt konstant, während der Außenring kleine Einbrüche zeigt, aber insgesamt bleibt die Verbindung gut. Wenn man den Deckel abnimmt, dreht sich der Rotor weiter in dieselbe Richtung, auch nachdem der Strom abgeschaltet wurde.

magnets outside pulse

Der Begriff „magnets outside pulse“ beschreibt genau, was wir gebaut haben. Drei große Permanentmagnete sitzen am äußeren Rand des Rotors, während die elektromagnetischen Spulen fest in der Mitte sitzen. Dieses Layout erzeugt einen sichtbaren Kreisel-Effekt – der Rotor dreht in eine Richtung, während der obere Teil in die andere zu präzedieren scheint. Bei 24 V startet er sofort, bei 35 V fliegt er. Die Platzierung der Magnete außen lässt das Ganze wie einen seltsamen, sich selbst antreibenden Kreisel aussehen, der irgendwie in beide Richtungen gleichzeitig arbeitet.

rotor permanent magnets

Die rotor permanent magnets sind drei starke Neodym-Magnete, die im 120°-Abstand am äußeren Rand der Drehscheibe sitzen. Sie laufen über die festen inneren Spulen und erzeugen die Haupt-Magnetwechselwirkung. Weil sie außen statt wie üblich innen sitzen, wird der Gyro-Effekt offensichtlich. Der Motor hat sofort die Richtung gewechselt, als ich versucht habe, ihn andersherum zu drehen – ein Beweis, dass die rotor permanent magnets die stabile Drehrichtung vorgeben. Auch nach Abschalten der Spannung drehen die rotor permanent magnets noch eine Weile weiter.

electromagnetic coils the rotor

Bei diesem Bau berühren die electromagnetic coils the rotor den Rotor eigentlich nie – sie stehen fest in der Mitte, während die Magnete vorbeifliegen. Drei Bifilar-Spulen sind in Reihe geschaltet, wobei die Triggerstränge in die Antriebsstränge eingefaltet sind (2630-2630-2630). Der Strom fließt vom Reed-Schalter durch die Spulen und dann an Masse. Die electromagnetic coils the rotor sind daher der feste Stator und nicht etwas, das am rotierenden Teil befestigt ist. Das ist das Gegenteil der meisten Pulsmotoren und der Grund, warum ich es Reverse-Gyro nenne.

Builder checklist

• Reed-Schalter exakt positionieren und festkleben, damit die Magnete ihn sauber auslösen
• Bifilar-Spulen als 2630-2630-2630 mit integriertem Trigger verdrahten
• Mittelring als positiv, Außenring als negativ einstellen
• Drei rotor permanent magnets exakt auf 120° Abstand setzen
• Oberen Flansch aufsetzen, sodass die hängenden Drähte die Kupferringe berühren
• Bei 24 V starten und langsam auf 35 V erhöhen, dabei auf Vibration achten

Troubleshooting

Wenn der Rotor stockt, prüfe, ob der Reed-Schalter im richtigen Winkel geklebt ist, damit er jeden Magnetdurchgang erfasst. Bei starkem Funken am Kontakt muss der äußere negative Ring glatt sein und die hängenden Drähte die richtige Spannung haben. Bei höherer Spannung wird die Drehzahl durch die kombinierte Trigger-/Antriebswicklung begrenzt – das ist normal. Dreht er in die falsche Richtung, ist wahrscheinlich die Magnetpolarität oder die Spulenwicklungsrichtung vertauscht.

Safety

Ein strombegrenztes Netzteil verwenden. Finger vom drehenden Rotor mit seinen starken Magneten fernhalten. Die Kupferringe und hängenden Drähte können bei höheren Spannungen Funken schlagen – daher Augenschutz tragen. Den Motor nicht unbeaufsichtigt laufen lassen. Der Gyro-Effekt kann unerwartete Richtungswechsel verursachen, daher die Basis bei den ersten Tests gut festhalten.

FAQ

Q: Verwendest du einen Hall-Effekt-Controller?

A: Nein – diese Version nutzt einen festgeklebten Reed-Schalter, auch wenn die Inspiration von Noah und Peters Hall-Effekt-2.0-Arbeit stammt.

Q: Warum dreht er rückwärts?

A: Das magnets-outside-pulse-Layout erzeugt einen Gyro-Effekt, der den Rotor zwingt, umzukehren, wenn man ihn andersherum drehen will.

Q: Wie schnell läuft er?

A: Bei 24 V läuft er schön und wird bei 35 V schneller, aber die kombinierten Wicklungen begrenzen die Höchstgeschwindigkeit. Trotzdem schneller als mein vorheriger Motor.

Q: Kann ich später einen echten Hall-Effekt-Sensor einbauen?

A: Ja – der Dank an Noah und Peter gilt genau diesem zukünftigen Upgrade-Pfad.

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