Powerservo

bat_boy · October 20, 2011 at 8:52 AM Official Post

Was soll das sein?
Ich will mir einen neuen Rapi zusammenschrauben. Da ich aktuell kein CO2 System bauen will, soll es ein elektrisch betriebener Lifter werden. Charmant fände ich, wenn ich den Liftarm "kontrolliert" anheben kann. Natürlich kann man dass machen, indem man den Arm über einen normalen Regler ansteuert. Der Arm gibt aber keine Rückmeldung an den Reger, wo er sich nun befindet. Das möchte ich aber gerne, um über Fernbedienung bestimmt "Anfahr" Punkte vorzubelegen.

Ich hatte darüber mit dem Heiko gesprochen und da ist rausgekommen, dass man eine Rückmeldung über ein Poti an der Drehachse des Liftarms hinbekommen kann. Meine Überlegung nun: Das Powerservoprinzip = Poti + Regler + Getriebemotor
Ich habe somit meinen alten Car-Regler genommen. Der hat noch eine mechanische Nullpunkteinstellung per Poti hat. Dieses Poti wird ausgelötet und durch ein Poti welches mit der Drehachse des Armes verbunden ist ersetzt. Wenn der Regler betätigt wird fängt der Motor anzu drehen bis das Poti am Arm wieder den Nullpunkt eingestellt hat. Das geht eigentlich zeitgleich, entsprechend folgt der Arm der Knüppelstellung der Fernbedienung, wie ein Servoarm.

Im ersten Test habe ich einen Scheibenwischermotor mit dem Regler verbunden den Nullpunkt über das Poti weit verschoben und dann alles eingeschaltet. Der Motor fängt sofort an zu drehen. Um den Motor zu stoppen muss per Fernbedienung der Kanal bis zu dem dem Punkt angesteuert werden, dass der eingestellte Nullpunkt des Regler "erreicht" wird. Der Motor stoppt. Entspechend funktioniert das auch umgekehrt. Das wird mein nächster Test sein. Problematisch wird wohl eine sich einstellende Hysterese / Bandbreite um den Nullpunkt sein. Der Getriebemotor könnte zu zittern anfangen. Ob das der Regler auf dauer gut findet.... Schließlich will ich einen normalen Akkuschrauber als Servomotor missbrauchen.....

Replikator · October 20, 2011 at 10:01 AM

Dieses "Powerservo"-Prinzip hab ich für meinen Rappi anfangs auch gedacht, bloß weg von Endschaltern!

Hab aber bislang keine brauchbare Elektronik gefunden die man verwenden bzw. "anpassen" kann.

Halte mich auf dem laufenden!

IBF · October 20, 2011 at 10:32 AM Official Post

Danke für die Berichterstattung und die Baubeschreibung.
Das mit dem Zittern kann wirklich ein Problem sein. Habe ich bei den Hockey-Bots immer noch drin. Und da sind normale Endlagenschalter verbaut.

Mit den mechanischen Endlagenschaltern kann ich Replikator nur zustimmen. Der Bau von der Abschalte-Mechanik für Rat-Rap2 hat ca. 3 Arbeitstage gebraucht, bis es endlich funktionierte. Und nach dem ersten größeren Crash hat sich der "Auslöser" verschoben und der Lifterarm zerstörte die eigene Bodenplatte.

Was ich sagen wollte: Die Befestigung des Poti an der Drehachse/-welle ist nicht ganz ohne.

Wegen der Hysterese: Ideal wäre natürlich, das Poti-Signal analog einzulesen, zu digitalisieren und dann mit den Stellgrößen-Vorgaben (=Funke) auszuwerten. Hat den Vorteil, dass man hier tatsächlich eine PI-Reglerfunktion einbauen kann. Mit parametrierbarer Hysterese.
Nachteil: So etwas gibt es meines Wissens noch nicht zu kaufen, müßte man also selber machen. Ist zwar keine große Kunst, wird aber etwas Zeit kosten und steht nicht sofort zur Verfügung.

Gizmo · October 20, 2011 at 10:48 AM Official Post

Das Poti ist vermutlich schon die bessere Lösung für das Problem, leidet aber genau so wie ein Endlagenschalter aufgrund der großen mechanischen Impulsbelastung und der direkten Verbindung. Der Sensor müsste in dem Fall dringend mechanisch entkoppelt werden.

Ich würde das mit einer optischen Abtastung versuchen: Entweder Lochscheibe auf die Achse und dann mit einer Gabellichtschranke die Impulse zählen oder eine Markierung auf der Achse die ebenfalls mit einem IR Sender/Empfänger abgetastet wird oder eine Graycode Scheibe auf die Achse die ebenfalls abgetastet wird. Da gibts mehrere Geschmacksrichtungen...
Evtl. kann man auch über eine magnetische Abtastung nachdenken: Hall Sensor und Magnet auf die Achse und wieder Impulse zählen. Aufgrund der möglichen baulichen Nähe zu den Magneten der Elektromotoren bin ich mir da aber nicht ganz sicher ob das hinhaut...

Für die Lochscheibe und Impulse zählen Methode gibts übrigens i.d.R. günstiges Material aus wirklich alten Computermäusen. Das waren die mit der Kugel drin...

Krümmel · October 20, 2011 at 1:57 PM

Ich habe das mal gesehen da hat einer einen Wischermotor und einen normalen Servo genommen. Den Poti hat er an die Wischerachse befestigt und den Leistungsteil von der Servoelektronik geändert. Er hat die 4 Steueranschlüsse auf 4 Große Mosfets oder Transistoren gelegt. Die Steuerung wurde 1:1 aus dem Servo übernommen. Der Drehwinkel lässt sich durch austauschen eines Kondensators auf der Platiene ändern Ebenso wie der Empfindlichkeitsbereich um den 0 Punkt. Also die Elektronik reagiert erst ab einer größeren Änderung des Sollwertes der Funke.

http://130.94.182.150/mowers.htm

So in etwa.

bat_boy · October 20, 2011 at 3:25 PM Official Post

Handelsmäßig gibt es auch spezielle Module genau für diesen Anwendungszweck zu kaufen. Kosten zwischen 70 - 100 Euro.
http://www.sgs-electronic.com
http://www.benedini.de
http://www.servonaut.de

Ich denke, dass ich aber trotzallem Endlagenschalter mit verbauen sollte, um ein überdrehen und damit eine zerstörung des Potis zu verhindern.

Eine mechanische Impulsbelastung ist eher weniger das Problem. Das Poti würde auf der Abtriebswelle des Liftarmes sitzen. Da diese Welle über ein Schneckengetriebe angetrieben wird, übertragen sich eigentlich keine impulsartigen Drehbewegungen auf das Poti.

aber wir werden sehen, ob das was brauchbares ergibt.

Gruß Dirk

UnskilledWorker · October 20, 2011 at 3:41 PM Official Post

mechanisches entkoppeln des potis:

bitte mit einem stück schlauch...

3cm gummischlauch (z.b. der grüne aquarien-schlauch) 1cm auf die potiachse schieben, 1cm zwischen den Achsen, 1cm auf die "antriebswelle"... funktioniert super, auch über jahre hinweg bei lenkwinkel-rückmelde-potis in gabelstaplern (und die werden extrem oft bewegt und rumpeln wie hölle)

der gummischlauch funktioniert genauso gut wie z.b. eine balg-kupplung kostet aber nix

alle anderen kupplungen, die ich jemals mit potis verwendet habe, haben mir auf dauer die potis zerlegt

bat_boy · October 21, 2011 at 9:53 PM Official Post

Hi,

ich habe nun einen Testaufbau gemacht (Foto folgt). Das Neutralstellungspoti des Reglers ist ausgelötet (und leider auch kaputt gegangen) dafür habe ich per Litze ein externes 50k Poti angelötet. Dieses ist mit der Abgangswelle eines Scheibenwischermotor verbunden. Die ganze Mimik eingeschaltet und sieh da, es funktioniert! Der Scheibenwischermotor folgt der Knüppelstellung der Fernbedienung. Leider war das Originalpoti ein 22k Poti, so dass der "Ausschlag" des motors mit dem 50k Poti nur ein paar Grad sind, aber wie gesagt es funktioniert.

Ich denke, dass ich damit den Liftarm so bewegen kann wie ich will. Der Regler schafft locker 20 Ampere, so dass damit der Akkuschrauber angetrieben werden kann, denn ich verwenden will.

Gruß Dirk

IBF · October 23, 2011 at 11:28 PM Official Post

Zunächst mal danke für das Reporting des Testaufbaus.

Quote

Leider war das Originalpoti ein 22k Poti, so dass der "Ausschlag" des motors mit dem 50k Poti nur ein paar Grad sind, aber wie gesagt es funktioniert.

Hm,... vielleicht täusche ich mich, aber normalerweise müßte mit einem höherohmigen Poti der Ausschlag sogar größer werden.
(Der Spannungsabfall auf den beiden Poti-Bereichen ist, im Vergleich zu den Vorwiderständen an den äußeren Potieingängen, höher. (?)

Krümmel · October 24, 2011 at 1:03 AM

IBF: Manche Potis haben Vorwiderstände manche nicht. Bei den ohne ist das egal welches Poti man einsetzt. Im Antbuch ist eine Schaltung drin den Servoweg zu vergrößern. Oder man findet auf der Servoplatiene den entsprechenden Kondensator.

IBF · October 24, 2011 at 9:29 AM Official Post

@Mike: Kleines Missverständnis: Ich bin davon ausgegangen, dass (bildlich, wenn man auf das Poti schaut), "oben" und "unten" noch ein Vorwiderstand integriert ist. Durch jeweils Verkleinern oder Vergrößern kann man im Prinzip dann die Mittelstellung verschieben.
Wenn jetzt das Poti statt 22k nun 50k hat, dann sind die Spannungsabfälle an den Widerständen kleiner. Ergo müßte sich der Spannungsabfall am Poti vergrößern. Und somit ist bei vorhandenem mechanischem Regelbereich auch der elektronische Regelbereich größer.

Ok, ich will diesen Punkt hier nicht breittreten. Aber es freut mich, dass eine kleine Diskussion in Gang gesetzt wurde. Wenn Dirk das Poti gegen ein 22k ausgetauscht hat, dann wird sich zeigen, ob der Drehbereich jetzt wieder größer (oder noch kleiner) geworden ist.

Flatliner · November 5, 2011 at 1:07 AM Official Post

Dieses Powerservo-Prinzip stelle ich mir auch interessant vor, und zwar für meinen Bot Stalker.
Die Endlagenschalter sind bei Stalker irgendwie nicht das gelbe vom Ei, im Moment benutze ich nur einen für die "ZU"-Stellung Halte uns auf dem Laufenden, das ist ein interessantes Projekt.

Gruß Dirk

IBF · November 5, 2011 at 10:23 AM Official Post

Quote

Die Endlagenschalter sind bei Stalker irgendwie nicht das gelbe vom Ei,

Ja, habe ich bei Rat-Rap auch festgestellt, dass mechanische Endlagenschalter irgendwie bei den Bots nicht so richtig funtionieren. Jede kleine Änderung der Dimensionen (=Crash mit Beschädigung) führt zu Dejustagen.
Ich bin dran, auf induktive Näherungsschalter umzusteigen. Das wird aber dann ein seprater Thread mit den Berichten und Fotos geben.

Replikator · November 5, 2011 at 12:21 PM

Ich übe gerade wieder meine Elektronik-/Programmierkünste und versuche mich momentan am Projekt: IR-Endschalter

Sollte ich da irgendwann mal was hin kriegen, werden die sofort in LJ getestet.

Somit haben wir momentan drei alternativen im "Bau" da bin ich ja mal echt gespannt!

bat_boy · November 5, 2011 at 1:14 PM Official Post

ich habe es leider noch nicht geschafft mir ein passendes poti zu besorgen. sobald ich das habe berichte ich. Klar ist, dass die Stellgeschwindigkeit nicht zu groß werden kann, also eine Rückmeldung z.B. für einen Hammerbot wird das Poti oder die Schleifer im Poti wohl nicht lange mitmachen.

Gruß dirk

Krümmel · November 5, 2011 at 2:30 PM

Ich bin ja immer noch für Federkontackte. Der Waffenarm ist das Minutpotenziel und die federkontackte sind isoliert am Gehäuse angebracht. Ferden gehen nicht kaputt und habe eine gewisse Schalthysterese.
Im Prinziep wie ein Endschalter nur das das Gehäuse ein Kontackt ist.

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Edit: http://www.mikromodellbauwelt.de/html/servostediv__schaltungen.html
Hilft vielleicht weiter.

bat_boy · November 14, 2011 at 12:01 PM Official Post

ich habe nun ein passendes Poti. Bin gespannt ob damit das System einen größeren Armausschlag hat.

Replikator · November 25, 2011 at 7:53 PM

Hi,

ich klatsch das jetzt einfach mal hier rein. Geht ja um unsere Endschalter-Probleme.

Ich habs geschafft!!

Ich saß die letzte Zeit lange an meinem NIBO und war am probieren.
Für die Programmier-Erfahrenen ist das vlt. Kinderkram, für mich ist das mein ersten richtiges C-Projekt.

Schauts euch an. Das Prinzip des Endschalters läuft!

http://www.youtube.com/watch?v=7sX0P9R9348

Als nächstes steht jetzt an, die Platine machen und das richtige Programm erstellen. Dann heißt es testen testen testen!

Im Anhang ist der Quellcode für die Kritiker.

Krümmel · November 27, 2011 at 3:29 PM

Ich denke ein Problem der IR Schalter wird aber die Empfindlichkeit gegen den Halogenstralern sein. Die haben auch einen IR anteil. Nicht das es dann zu fehlauslösern kommt.

Replikator · November 27, 2011 at 9:36 PM

Jo, ich weiss, generell reagieren die Fototransistoren auch auf normales Licht wie ich bislang festgestellt habe... Das ist auch mein Problem bei der Sache. Aber erstmal will ich die Dinger ja überhaupt zum laufen kriegen, dann kann man sie ja vlt. "sicher" montieren oder sowas...

Ich weiss nicht ob es geht, oder besser, ob ich es schaffen kann, aber ich dachte da so an eine IR-LED, die mit einer bestimmten Frequenz läuft und an einen Fototransistor, der genau diese Frequenz erwartet... Naja, wir werden sehen. Bis zum Event ist es ja noch ein wenig hin...

Und ich meine, wenn der Transistor das Licht "sieht", soll er ja Schließen. Also was kann im schlimmsten Fall passieren wenn er Fehlauslöst...? Die Waffe bleibt stehen.
Hauptsache meine Waffe zerlegt sich nicht mehr selber!