Registerzüge selbst herstellen

    • Offizieller Beitrag

    Ein Magnet aus dem Angebot wird mit 24 V 0,29 A betrieben.

    Ein Tutti mit 100 Register benötigt 24 V und 29 A

    Das sind kurzzeitig 696 W.

    Bei Pausch ist der Strombedarf ca. 15% geringer. Die Leistung ist dann 600 W.

    Pausch-Ansteuerung ist direkt mit MIDI kompatibel. Für Restposten muss man notfalls die Elektronik selbst erstellen und dann die MIDI-Signale in die Ansteuerung der Elektromagnete umsetzen.

    Ich persönlich würde die Register mit Tastfunktion und LED bevorzugen

    • Offizieller Beitrag

    Was genau meinst Du mit Linearantrieb?


    Es gibt welche mit Gewindespindel und einem Elektromotor. Diese sind relativ billig und haben durch die Spindel eine Selbsthemmung. Deiner Konstruktion und dem Preis nach, nehme ich diese an. Das Geräusch dürfte dem eines Modellbau-Servos sehr ähnlich sein.

    Eleganter wäre ein richtiger Linearmotor. Da läuft ein Schlitten mit Spulen über eine Magnetstange mit vielen feinen Nord / Süd Magnetisierungen. Mit der entsprechenden Steuerung lässt sich so eine Achse ganz genau positionieren. Sind die Spulen stromlos, kann einfach von Hand verschoben werden, während die Steuerung die Position mit misst. Damit könnte man sich die ganze Mitnehmergeschichte sparen.

    Hier gibt es sowas mit nur 40 mm Hub: https://www.faulhaber.com/de/produkte/serie/lm-083001/

    Das wäre natürlich ideal, ist aber bestimmt alles viel zu teuer.

    Deine tolle Mitnehmerkonstruktion würde sich aber genauso gut eignen, das ganze mit dem Modellbau-Servo für unter 5 € das Stück zu realisieren. Am Ruderarm braucht man nur einen dünnen Stahldraht als Zug einhängen und hat somit die Linearbewegung.

    Stromaufnahme eines kleinen Servos liegt irgendwo zwischen 5 mA und max. 500 mA bei Blockade. Große Kräfte sollten eigentlich kaum nötig sein. Insofern wohl eher bei max. 100 mA. Das wären beim Tutti mit 100 Register dann 10 A bei 5 V und das müsste ein PC Netzteil locker schaffen. Das sind gerade mal 50 W.

    • Offizieller Beitrag

    Ich meine den Antrieb mit Gewindespindel.

    Den Linearantrieb von Faulhaber guck ich mir an. Um die Elektronik zu vereinfachen würde ich ihn von Anschlag zu Anschlag verwenden. Entweder mit einem Impuls oder den Endanschlag mit den Hallsensoren messen, die dann den Strom abschalten. Die Elektronik ist aufwändiger.

    Ich kümmere mich drum. Danke für den Tipp

    • Offizieller Beitrag

    Der Motor muss über einen Motion Controller angesteuert werden.

    Ich bin auf der Suche nach Anbieter und Preis.

    Faulhaber stellt diese Antriebe mit unterschiedlicher Schubkraft her.

    Ich bestell mir ein Muster und spiel mal bissl mit rum.

    Offensichtlich muss man die jeweilige Position elektronisch vorgeben und darf ihn nicht gegen einen mechanischen Anschlag fahren.

    D.h. die Registerknöpfe können in den jeweiligen Stellungen "an" und "ab" um die Positioniergenauigkeit unterschiedlich stehe

    (Auch) Ich verfolge dieses Thema schon seit einiger Zeit mit Interesse, obwohl ich selbst keine Pläne in diese Richtung habe.

    Durch Mitdenken kann ich vielleicht einen sinnvollen Beitrag zu dieser Diskussion leisten.

    Ich möchte auf Rainschos Vorschlag vom 10. Januar mit den Setzermagneten und Haralders Vorschlag eines Magnetschiebers zurückkommen.

    Rainschos Vorschlag mit den beiden Setzermagneten bietet die geforderte Funktionalität, ist aber noch recht komplex in der Umsetzung. Haralders Vorschlag mit einem "Schiebermagneten" ist in dieser Hinsicht viel einfacher, aber die Frage ist dann: Wie erreicht man damit die gleiche Funktionalität? Durch die Kombination beider Vorschläge kam ich auf folgende Idee :Solenoidregisterzug.png

    Solenoidregisterzug.png


    Zwei Spulen auf einem Rohr, darin ein Magneteisenstab (z. B. ein Drahtnagel), der sich frei bewegen kann der Teil des Registerzugs ist .

    • Oben: Registerzug herausgezogen, Register an.
    • Unten: Registerzug eingefahren, Register ab.

    Handbetrieb: Spulen nicht bestromt.

    Setzer-Nutzung:

    • Die Betätigung von Spule A zieht die Mitte des Stabes (rote Linie) über die Mitte der Spule A : Register an
    • Die Betätigung von Spule B zieht die Mitte des Stabes über die Mitte von Spule B: Register ab

    N.B.: Die Erregung ist nur während der Umschaltung erforderlich.

    Ich denke so etwas ist recht günstig realisierbar und bietet sich zum Experimentieren (z.B. selbstgewickelte Spulen und Drahtnägel als Kern) und “selbst herstellen” . Anstelle von Drahtnägeln können Sie auch an Permanentmagnete in Stabform denken. Je leichter die Registerzüge laufen und je kürzer der Hub ist, desto weniger Betätigung ist erforderlich.

    Kurz gesagt: Es gibt noch viel zu entdecken.

    Man sollte die Züge z.B bei einem Tutti nicht alle gleichzeitig bewegen, sondern einzeln. Bei großen Orgel sieht man es in Zeitlupe wunderbar, die Register bewegen sich entweder Einzel oder ihn kleinen Gruppen. Im Grunde braucht man ja nur einen ganz kurzen Impuls damit er sich bewegt. Damit geht man einmal alle durch und das geht ja innerhalb weniger ms. Aber 100 Züge gleichzeitig bewegt wohl keine Orgel.

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    • Offizieller Beitrag

    Ich bin immernoch mit dem Gedanken eines Linearantriebes von Faulhaber beschäftigt. Den gibt es recht günstig.

    Ansonsten rechne ich auch Spulen bzgl. Wicklung und Strom durch. Ein kurzer Impuls ist es eher nicht. Der Elektromagnet muss so lange unter Strom stehen bis der Zug bis zum jeweiligen Anschlag bewegt ist. Entweder man sieht einen Kontakt für den Endanschlag vor. Der dann den Strom abschaltet und weitere Registerzüge aktiviert oder man baut eine Elektronik, die zeitabhängig die Register nacheinander oder in Gruppen ansteuert

    ( hab im Geist schon die Logik vor Augen). Um Strom zu sparen ist auch der Einsatz von Kondensatoren (2 Stück je Register und mit genügend Kapazität) möglich. Zur gleichen Zeit, wenn weitere Register angesteuert werden, laden die Kondensatoren auf. Um Stromspitzen zu vermeiden und die Kondensatoren zu schonen ist für jeden Kondensator eine zusätzliche Ladeelektronik sinnvoll, oder zusätzlich eine Ansteuerung, die die Kondensatoren erst aufladen wenn alle Register vollständig ein- oder ausgeschaltet sind. Die Ansteuerungen werden immer umfangreicher.

    Die Leiterplatten inkl. Elektronik und Kondensatoren kosten Platz und Geld.

    Es werden wenige unter uns sein, die solch eine Steuerelektronik entwerfen und ein Layout mit Bohr und Gerberdaten erzeugen können.

    Aber, nur zu und mit Nagel / Magnet etc. , Spulen und Strom experimentieren. Wenn man Wickeldaten erprobt hat kann man fertige Wicklungen auf Wickelkörper kaufen.

    Man wird sich wundern wie schnell man bei ähnlichen Preisen wie preiswerte Magnete oder Linearantriebe ankommt

    Ich lass mich gerne positiv von einer guten Lösung überraschen, bleibe weiter am Forschen wie beschrieben

    Zitat von Rainscho

    Ein kurzer Impuls ist es eher nicht. Der Elektromagnet muss so lange unter Strom stehen bis der Zug bis zum jeweiligen Anschlag bewegt ist.

    Aber der größte Stromfluss wird ja direkt beim Einschalten auftreten. Wenn er einmal fließt und der Zug sich in Bewegung gesetzt hat sollte der Verbrauch ja sinken. Da müsste man wohl genau messen wie lange dieser große Verbrauch ist und die Steuerung so gestalten dass der Start der Bewegung so zeitlich abläuft, dass es möglichst nicht in unendliche Höhen schießt.

    Theoretisch könnte man ja auch mit einer Schiene und einem Magneten mehrere Züge gleichzeitig bewegen. Die einzelnen Register die mit bewegt werden wollen , müssten sich ja nur in diese Schiene einhängen mit einem Stift um dann bewegt zu werden. Aber das wäre mechanisch wohl schwer als Laie zu bauen und die Logik dahinter zu Programmieren wäre auch nicht trivial. 10 Register auf einer Schiene, 5 wollen in die eine Stellung, 4 in eine andere und einer will so bleiben. Da lauern dutzende Fallstricke und die Schiene müsste sich zweimal dafür bewegen.

    Oder alternativ eine Schiene die für eine Vielzahl von Register eine Bewegung einmal in beide Arten umlenkt und verfügbar macht. Die Register selber entscheiden wie sie sich einhängen darüber ob sie vor, zurück oder in Stellung bleiben... Ein nettes Bastelprojekt, was ich mir nicht aufhalsen werde :)

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    Ich habe noch einmal nachgedacht. Mit einer Schiene könnte man tatsächlich zwei komplette übereinander liegende Registerreihen bewegen. Die Schiene müsste nur bei jeder Änderung eine Bewegung vor und zurück machen. Die Register müssen sich dann über kleine Stifte in der Bewegung einhängen die sich brauchen für ihr neues Ziel. Also entweder hängen sie sich in die Vorwärts oder Rückwärts Bewegung ein. Das sollte sich sogar mechanisch gut umsetzen lassen. Klar dann brauchen die einzelnen Züge immer noch einen Schließer aber der wäre dann ja sehr klein dimensioniert.

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    • Offizieller Beitrag

    Die Version mit dem durchgehenden Nagel funktioniert leider nicht.

    Eine Spule mit Eisenkern zieht nicht einen gleichen Eisenkern an. D.h. der Nagel bewegt sich nicht.

    Der Eisenkern darf maximal so lang sein wie eine Spule. Dann hat die zweite Spule einen unmagnetischen Kern und die erste zieht den Eisenkern bei Stromfluss an und umgekehrt.

    Um Strom zu sparen kann man die Wicklungsanzahl erhöhen und anstelle des Nagels einen Magneten benutzen. Je stärker dieser ist umso höher die Wicklungszahl und kleiner der Strom.

    Diese Magnete sind auch nicht ganz preiswert

    • Offizieller Beitrag
    Zitat von Haralder

    Ich habe noch einmal nachgedacht. Mit einer Schiene könnte man tatsächlich zwei komplette übereinander liegende Registerreihen bewegen. Die Schiene müsste nur bei jeder Änderung eine Bewegung vor und zurück machen. Die Register müssen sich dann über kleine Stifte in der Bewegung einhängen die sich brauchen für ihr neues Ziel. Also entweder hängen sie sich in die Vorwärts oder Rückwärts Bewegung ein. Das sollte sich sogar mechanisch gut umsetzen lassen. Klar dann brauchen die einzelnen Züge immer noch einen Schließer aber der wäre dann ja sehr klein dimensioniert.

    Sei bitte mal so lieb und skizziere es. Ich will es verstehen. Eine Schiene ist evtl. für das Tutti einsetzbar. Für Kombinationen mit wenigen Registern oder Handregister müssen sich die Züge aus der Schiene auskoppeln können.

    Zitat von Rainscho

    Für Kombinationen mit wenigen Registern oder Handregister müssen sich die Züge aus der Schiene auskoppeln können.

    Richtig, die Register wären im Normalzustand ausgekoppelt da sie ja von Hand bewegt werden sollen. Nur in dem Moment wo eine automatische Veränderung stattfindet würde eine Schiene eine Bewegung in beide Richtungen machen und die Register würden einen kleinen Stift oder so ausfahren um die gewünschte Bewegung mitzufahren. Ich Skizziere es mal. Mit etwas Glück kann ich es bei einem Bekannten mal mit Lego Technik als Modell bauen.

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    Da müsste man aber noch einige Punkt bedenken. Rechts am Zug ist im Grunde ein kleiner Stift der mit einem Motor oder Magnet bewegt werden kann um sich in der Schiene bei Bedarf festzuhalten bei einer Bewegung. Die Schiene würde sich immer einmal komplett nach Vorne und nach Hinten bewegen um die Züge welche sich einhängen in die passende Position bringen zu können.

    pasted-from-clipboard.png

    Problem wäre natürlich wenn jemand ein Register zieht während es eingezogen werden soll und noch ein paar Punkte die man bedenken sollte. Was wenn ein Register eine undefinierte Stellung besitzt.

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    • Offizieller Beitrag

    Ist eine Idee sich als programmiertes Register über eine Stiftverstellung in die Schiene einzukoppeln.

    Nach dem Einkoppeln schiebt die Schiene die entsprechenden Register z. B. heraus.

    Dann muss sich der Stift auskoppeln damit das Register von Hand bewegt werden kann. Die Schiene muss dort stehen bleiben. Wird eine andere Kombination gesetzt müssen sich alle Register wieder einkoppeln. Dann geht die Schiene zurück, alle Register koppeln sich über die Stifte aus, die Register der neuen Kombination koppeln sich ein, die Schiene schiebt sie heraus, die Register koppeln sich aus usw.

    Wenn alle Setzer außer Betrieb sind fährt die Schiene zurück und alle Stifte koppeln sich aus.

    Geht sicherlich. Wenn man den Stift elektromechanisch bewegen muss kann man auch gleich den Registerzug damit bewegen. Damit würde die Mechanik einfacher.

    Ich bekomme noch diese Woche von Faulhaber eine Preisauskunft von Linearmotor und Ansteuerung.

    Zitat von Rainscho

    Die Version mit dem durchgehenden Nagel funktioniert leider nicht.

    Eine Spule mit Eisenkern zieht nicht einen gleichen Eisenkern an. D.h. der Nagel bewegt sich nicht.

    Der Eisenkern darf maximal so lang sein wie eine Spule. Dann hat die zweite Spule einen unmagnetischen Kern und die erste zieht den Eisenkern bei Stromfluss an und umgekehrt.

    Sie denken, dass sich der Nagel nicht bewegen wird, aber das ist etwas zu pessimistisch. Schließlich geht es hier nicht um zwei Eisenkerne, die sich anziehen sollen. Es gibt nur einen Eisenkern (den Nagel), der entweder von der einen oder der anderen Spule magnetisiert wird, wodurch er an einem Ende einen Nordpol und am anderen einen Südpol erhält. Der Mittelpunkt des (magnetisierten) Nagels sucht den Mittelpunkt des Magnetfeldes der gerade erregten Spule. Daher bewegt sich der Nagel, sofern die Feldstärke ausreicht.

    Siehe zum Beispiel diesen Videoclip von “The Engineering Mindset”:

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    . Es betrifft die letzte Minute, also ungefähr ab Minute 8. Dort sieht man auch, was mich dazu inspiriert hat, einen Nagel als Eisenkern einzuzeichnen.

    Ihr Kommentar gibt aber Anlass, über die Effizienz der Verwendung eines Nagels nachzudenken, der (weit) über die Spulen hinausragt. Der Kern der Idee liegt jedoch nicht im Nagel, sondern in der Vereinfachung der gesamten Konstruktion, die dadurch erreicht wird, dass die Magnetantriebe zum Ein- und Ausfahren des Registerziehers auf einer mit der Registerzieherachse zusammenfallenden Achse zusammengefasst werden.

    Mal sehen, ob wir eine bessere Lösung für den Nagel finden. Es wird zweifellos mit einem kürzeren Kern aus magnetisierbarem Material effizienter funktionieren. Dieser könnte dann mit einem (Draht-)Stab aus nicht magnetisierbarem Material mit dem Registerzieher verbunden werden. Wenn Sie den Eisenkern so kurz wie eine Spule machen würden, würde das bedeuten: Eine leere Spule sollte den Eisenkern anziehen, der sich zu diesem Zeitpunkt weitgehend außerhalb des Magnetfelds der Spule befindet und nicht magnetisiert ist. Ich denke, es wird viel besser funktionieren, wenn wir den Eisenkern etwas länger halten, damit immer ein Teil des Eisenkerns etwas tiefer im Magnetfeld der Spule ist damit der Eisenkern schnell ummagnetisiert wird.

    Sehen Sie hier ein verbessertes Konzeptdesign:


    Verbesserte Solenoidregisterzug(2).png


    Ein solcher Pleuel (ist das ein guter Begriff dafür auf Deutsch?) ist (mit etwas Erfahrung in der Metallverarbeitung) einfach und billig aus Stabeisen und (z. B.) einer Messinggewindestange selbst herzustellen.

    Kosten:

    Messing-Gewindeende (M3 oder M4): ca. 2,50 €/m

    Stangeneisen (ɸ 10) : ca. € 2/

    Zitat

    Um Strom zu sparen kann man die Wicklungsanzahl erhöhen und anstelle des Nagels einen Magneten benutzen. Je stärker dieser ist umso höher die Wicklungszahl und kleiner der Strom.

    Diese Magnete sind auch nicht ganz preiswert

    Ich habe mir auch Magnete für diese Lösung angesehen. Wenn man es klein halten kann (schließlich sind keine großen Kräfte im Spiel) ist es kostenmäßig nicht so schlimm.

    Stabmagnet ɸ 10 lang 40: ca. 4 €

    Topfmagnet ɸ 10 mit Gewindebuchse M3: ca. 1,50 €

    Die Frage ist dann, welche Kostenreduktion damit auf der elektrischen Seite erreicht werden kann