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Elektrotechnische Schaltung von Roboter Greifer mit Arduino?

Hallo Zusammen!

Ich habe ein Problem und komme nicht so recht weiter. Ich muss dazu gestehen, dass mir Elektrotechnik nicht so gut liegt und ich mich aber gerade mittels zahlreicher Tutorials und Internetbeiträgen zu mehr Wissen hinarbeite.

Mein Problem:

Ich habe einen Cobot, welcher mit 24V Betriebsspannung arbeitet. Ich wollte für diesen Cobot nun einen Greifer entwickeln, dieser soll mittels eines Servos öffnen und schließen. Die Mechanik des Greifers ist 3D gedruckt und funktioniert soweit. Der Cobot hat einen 24V Versorgungsausgang. Diesen möchte ich gerne zur Steuerung meines Arduino nutzen. Zudem verfügt der Cobot über 7 Digital Inputs und 7 Digital Outputs, wovon ich gerne einen oder zwei Outputs nutzen möchte, um das Signal zum Schließen und Öffnen zu realisieren. Leider fehlt es mir einfach an grundlegendem Verständnis.

Ich habe mal grob eine kleine Zeichnung meines Schaltkreisverständnisses aufgezeichnet (siehe Anhang).

Mein Plan ist es, ein Step-Down-Modul zu verwenden, um die Spannung von 24V auf 5V für den Arduino zu reduzieren. Dann würde ich den Digitalen Output des Roboters mit einem Optokoppler oder einem Spannungsteiler (hier verstehe ich noch nicht, wie ich einen Spannungsteiler in ein digitales Output-Signal von 24V einbaue) verbinden und in den Eingang des Arduino geben. Die Ansteuerung des Servos würde ich dann vom Arduino aus steuern. Ein Problem dabei ist, dass, soweit ich das richtig verstanden habe, der Servo mit 6V arbeitet und mein Arduino nur 5V liefern kann. Zudem verstehe ich in der gesamten Schaltung nicht, wieso ich den Strom nicht begrenzen muss. Ich reduziere zwar die Spannung für den Arduino, aber wieso muss ich nicht auch den Strom reduzieren bzw. woher weiß ich überhaupt, wie viel Ampere der Cobot liefert? Ich glaube, hier verstehe ich trotz zahlreicher Videos nicht den Zusammenhang zwischen Spannung und Strom.

Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand bei meinem Problem helfen könnte und mir erklären könnte, wie ich meine Schaltung richtig aufbaue, um meinen Greifer mit dem Arduino zu steuern und dabei die richtigen Spannungs- und Stromwerte zu berücksichtigen.

Vielen Dank im Voraus!

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Roboter, Elektrik, Spannung, Arduino, Elektrizität, Physik, Schaltung

Wie funktioniert die Energieübertragung bei Wechselspannung?

Ich habe ein grundlegendes Verständnisproblem im Bereich der Wechselspannung. Da ich mir nicht sicher bin welches Puzzleteil in meinem Kopf fehlt möchte ich hier einige Beispiele anführen, welche wie ich denke, auf demselben Unwissen beruhen.

Das erste Beispiel:

Im sogenannten "IT-System" im Bereich der Elektroinstallation, kommt es bei einem einphasigen Leiter-Erde-Schluss zu keinem Stromfluss. Die Begründung dafür ist, dass der Stromkreis nicht geschlossen ist, da der Sternpunkt des Trafos nicht geerdet ist. Leider kann ich mit dieser Erklärung nichts anfangen. Dass keine Spannung zwischen Leiter und Erde anliegt weiß ich auch, trotzdem verstehe ich nicht wie ein Leiter durch welchen sonst Strom fließt, in diesem Fall keine Gefahr darstellt? – schließlich wird im Normalfall Energie über den Leiter übertragen, also warum passiert nichts?

Das zweite Beispiel:

An einer Steckdose bei mir zu Hause liegen 230V/50Hz an - die Spannung schwingt sinusförmig. Ich schließe nun einen Verbraucher an und es kommt zum "Stromfluss".

Laut meinem Verständnis ist der "Stromfluss" bei Wechselspannung kein einseitiger Elektronenfluss in eine Richtung, sondern kann eher als eine Schwingung der Elektronen hin und her angesehen werden - direkt abhängig von der anliegenden Spannung.

Die Frage, auf hinaus will ist Folgende: Wenn die Spannung dafür sorgt, dass die Elektronen hin und her schwingen, warum fließt dann nicht dauerhaft ein Strom auf der Leitung auch wenn kein Verbraucher angeschlossen ist?

 

Wenn Spannung die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten ist – dann sollte diese doch auch auf Elektronen wirken, wenn der Stromkreis offen ist? Also warum schwingen die Elektronen in meinem Kabel nicht dauerhaft mit der dort anliegenden Spannung? Warum beeinflusst die Spannung nicht die Elektronen in dem sehr gut leitenden Kupfer meiner Phase (damit ist L1 an der Steckdose gemeint)?

Strom, Elektrotechnik, Spannung, Stromkreis

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