Время доброе, уважаемые специалисты.

Если не тяжело - поучаствуйте пожалуйста в выборе верного направления решения следующей задачи:

Требуется создать систему управления колокольным звоном.
Имеется настоящая колокольня и потребность проигрывать на ней треки в MIDI формате.

Пока идея примерно такая:

Программируемый контроллер типа ARDUINO принимает и расшифровывает пакеты MIDI от синтезатора. После - формирует сигналы для управления мощными соленоидами, якоря коих ударяют в колокола. (Все понимаем, что удары обязательно должны варьироваться по силе)

СТОИТ БОЛЬШОЙ ВОПРОС:

какой метод управления мощными соленоидами избрать ?

Быть может, лучше использовать мощные транзисторы (каскады транзисторов) Которые будут усиливать аналоговый или ШИМ сигнал от контроллера.
Быть может не использовать транзисторов, а каждый соленоид должен содержать по 5-10 обмоток и быть подключен через соответствующее количество штук реле, и, в зависимости от требуемой силы удара, будут включаться 1,2 или больше обмоток соленоида. ..?

Самый большой колокол в звоннице весит 5 тонн. Якорь соленоида для него должен будет весить около 5 кг, соответственно и катушка должна быть мощной. Стоит ли связываться в таком случае с переменным током и какие проблемы это сулит ?

Быть может у Вас есть какие-то действительно нормальные идеи на этот счёт, я буду рад их услышать))).


________________________________________________________________________________
__________________________________
Только прежде хочу заметить, что конструкция обязана быть в целом максимально проста и надежна, ибо ей под дождями и ветрами звонить годами без обслуживания на большой высоте.

С линейными шаговыми двигателями связываться не хочется ввиду их дороговизны (но ежели вы посчитаете этот выход оптимальным - можно и его рассмотреть накрайняк).

И ещё - я дилетант и возможно написал какую-то чушь, надеюсь, Вы в целом поняли что я хотел сказать. Если раздел для этого поста не подходящий - каюсь, на форуме новичок.

СпасиБо.

Охъ как здорово что Тема получила активное обсуждение.
Есть что почитать и над чем поразмыслить.
Пока я остановил свои мысли на варианте использовать простые электромагниты и молотки (вроде как на картинке в первых постах). просто использовать на каждый колокол по 4-5 молотков с разной силы электромагнитами, разным весом молотков и разным ходом ударной части.

Так и скоростные мелодии легче будет проигрывать, и растяжка в 4-5 возможных варианта сил удара в каждый колокол - это , на мой взгляд, достаточно для сносного воспроизведения любой мелодии.

Касательно реализации этой схемы у меня всё равно остаётся несколько вопросов к Вам, господам профессионалам.

1) Есть ли смысл городить для силовой части устройства выпрямитель, и питать электромагниты постоянным током ?... или переменный ток не сулит больших потерь в индукции и пригоден для питания наших с вами электромагнитов? (Я просто часто сталкиваюсь с тем, что в описании самых мощных электромагнитов, типа как на станциях сбора металлолома, везде пишут, что они работают на постоянном токе.. врятли оно просто так)

2) Чем лучше всего можно ограничивать и подстраивать ток в электромагните ? (если кпримеру у меня три магнита с одинаковыми катушками, но нужно, что бы каждый магнитил чуть сильнее другого) Нечто вроде подстроечного резистора... Что обычно применяют в таких целях и при таких токах ?

...

Постоянный, конечно. Проще в управлении и эффективнее.
Регулировать можно длительностью импульса. Это почти напрямую и импульс механический. Обычно, электромагнитные механизмы срабатывают за 5-25 мс. КПД...процентов 40, насколько помню.
Ход якоря 2-3мм , редко 6-8. больше - неэффективно, падает начальное усилие. А рабочий ход молотка - рычагом легко достичь.

Если делать полноценный музыкальный инструмент, то кроме ударного механизма нужно еще предусмотреть и механизм "глушения" колокола.
Он должен ограничивать послезвучание, как это сделано, например, в рояле. Иначе быстрые темпы будут недоступны для исполнения.

To @Ark: верно. Глушение предусмотрено! Вы всё правильно понимаете.

To Microwatt: Да, шириной импульса - это безусловно, и тем не менее - хотелось бы ограничивать и подстраивать мощность каждого магнита ещё и чем-то вроде димера.



Дураацкий пример конечно )))) Но что-то вроде того и нужно, только бОльшую мощность.
Может есть готовые промышленные варианты таких штук...

Сообщение отредактировал Брандмейстер - Nov 1 2011, 09:04

Значит надо повесить несколько языков(три), и колебать их трехфазно.

Диммер как раз и регулирует мощность шириной импульса.

Да здесь нужно не регулирование некоего среднего значения, как в диммере.
Здесь нужно подать один, заранее вычисленный по длительности, импульс от стабилизированного источника питания или, скорее, от буферной емкости, заряженной до стабильного напряжения.

Мне думается, вернее будет регулировать силу удара не шириной импульса, а величиной напряжения буферной ёмкости. Потому как скорость нарастания тока в соленоиде от ширины импульса зависеть не будет, а когда нарастёт - уже поздновато может быть...

Поскольку энергия довольно велика, зарядить за короткое время буферный конденсатор до заданного напряжения очень трудно будет.
Возможно, тут точнее будет регулировать не длительность импульса, а амплитуду тока. Задача вполне решаемая.
Тогда к молотку подведется калиброванная энергия E=(LI^2)/2

Давно так не веселился!

Продолжу тему в том же духе:
А может не заморачиваться со всей этой молотковой механикой, а использовать что-то вроде такого: (см. файл)
Материал самого колокола электропроводный, катушку на боку закрепить реально, релировка усилия вообще любая...
Чем не выход?

Нужно оценить это время по максимальной частоте ударов. А как Вы предлагаете регулировать амплитуду тока? Последовательным резистором?


А что мешало?

А вот это очень интересно и никаких движущихся элементов.

Очень это сомнительно. Сила действия равна силе противодействия.
Катушка должна прикрепляться к более массивному, чем колокол, телу очень жестко. Тут есть вариант, когда эти силы будут прикладываться к разным сторонам колокола - растягивать его. Колокол даже качаться не будет. Только как долго катушка на колоколе продержится? И колокол должен быть большой. И звук может быть противный.
С другой стороны, если импульсы попадут в резонанс, то может быть интересно. Но это трудно себе (мне) представить.

to MaslovVG & 314:

ого ))) Признаюсь честно - в силу своей дундучности прочёл пдфки по диагонали... и, похоже, не понял "юмора".

Там говорится о притяжении участка куска металла с его последующей деформацией. Типа - битые машины выправлять или раковины из нержавейки штамповать )))

А как такой штукой стукнуть в колокол ? Намагнитить часть юбки колокола что бы к ней "прилип" язык и тем самым в неё ударил ? В таком случае - это "тот же шарик только в профиль".
Хотя, я скорее всего ничего не понял из этой научной работы...

Плотность энергии магнитного поля - это давление. Импульсное поле создает импульсное давление.
Точнее - разность плотностей между двумя сторонами проводящей поверхности. Наведенные токи в проводящей стенке как раз и создают эту разность. Gauss gun по сути.