Modellbau : Antriebstechnik und Steuerung

Begonnen von picass, 25.01.2024, 16:30:29 CET

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picass

Ab heute könnte es starten: meine Einarbeitung in Grundlagen von Antriebstechnik im Modellbau. Damit meine ich den Umgang mit kleinen Elektromotoren und vor allem der Übertragung von Bewegungen via z.B. Zahnräder, Kegelräder, Achswellen, etc., etc. In diesem Bereich der Mechanik habe ich nur sehr rudimentäre Erfahrungen.
Ab heute, weil gerade zwei Lieferungen eingetroffen sind mit diversen, auf Verdacht bestellten Grundmaterialien. Besonders angetan hat es mir der MicroMotor. Der läuft nahezu unhörbar, schluckt nur 60 mA und scheint doch zwecks seines am Ausgang langsam drehenden Getriebes eine ziemliche Kraft zu haben.
Erstes Projekt wird das Erstellen eines Drehtellers und des entsprechenden Antriebes dafür. Ein PIC ist anfangs noch nicht dabei, aber das wird sich voraussichtlich fix ändern, schließlich soll das Alles irgendwie gesteuert werden.
Grüße, picass
grundmaterial.jpgmicromotor.jpg

PICkel

#1
Ich verwende auch solche Micromotoren für den automatischen Aufzug meiner Holzuhren. (Bilder kann ich gerne nachreichen.)
Es gibt da ja 2 Ausführungen: High-Power mit Kohlebürsten und und Low-Power mit Metallbürsten.
Was ich aber sagen wollte: Pass' beim Anschrauben auf, mindestens eine der M1,6-Schrauben darf nicht zu lang sein, sonst drückt sie auf ein Zahnrad und blockiert das Getriebe.
Laut Datenblatt dürfen nur 1,3mm überstehen.

PICkel

Ottmar

@picass
Na dann viel Spaß, mit dieser Vielzahl an Emotoren, Getrieben u.a.! Da wartet eine Vielfalt an Möglichkeiten darauf von Dir entdeckt und angewendet zu werden!
Pack's an! Gruß Ottmar

picass

#3
@Ottmar hatte einen Fred neu angelegt, in welchem es um die Entwicklung der Steuerung für einen ,,robot car" ging und das Prog sollte in Assembler ausgeführt sein. Etliche meiner Grundlagenbeiträge hatte ich dort eingestellt, möchte nun aber doch hier weiter machen, um den Fred von Ottmar nicht weiter vom Ursprungsthema weg zu führen.

Bei meinem Kettenfahrzeug stünde nun der Einsatz einer Fernsteuerung (FS) an. Dazu habe ich mir in Fernost wild auf Verdacht und vorwiegend, weil es so billig/preiswert erschien, eine Fernsteuerung für 12 € geschossen. Die kam frisch an und entpuppte sich zunächst als funktionsfähig, was ja mal nett ist. Die FS verfügt über drei Kanäle. Auf dem Steuerpult gibt es zwei Hebel (re u. li), welche sich nach vorne oder nach hinten bewegen lassen und dann noch zwei Knöpfe mit der Beschriftung ,,up" u. ,,down".

Die Empfängerplatine wird nun aus meiner Sicht interessant. Im schmalen Bereich von roter LED bis zum Quarz sitzt der Empfangsteil mit der Stummelantenne. Im mittleren Bereich sitzen 3 ICs mit wundersamer Eigenschaft: jedes IC enthält einen belastbaren (ca. 1,4 A) Ausgangstreiber für einen Motor und dieser Ausgang – genauer: die zwei verbundenen Kontakte in der blauen Anschlussleiste – wird per FS umgeschaltet, rsp. umgepolt. Heraus kommt eine 3-Kanal-FS, welche mit geringstem Bauteileaufwand 3 Motoren unabhängig voneinander und gleichzig ansteuern und die Motoren halt umpolen kann. Solche ICs kannte ich noch nicht, mords flott, das. Könnte zur Steuerung eines Kettenfahrzeugs gut passen. Der Praxiseinsatz steht noch aus.
Grüße, picass
fernsteuerung1.jpgfernsteuerung2.jpg

Ottmar


Datenblatt TA6586
Anwendungen

Hallo. es geht voran! 
Sieht ja niedlich aus. Möglicherweise lässt sich ein Steuerknüppel um 90° zwecks Kurvensteuerung drehen.

Im Datenblatt des TA6586 wird ja ordentlich mit Amperes geprotzt (5/7A). Ab 130° wird abgeschaltet. Leider wird die Höhe der Sättigungsspannug nichts ausgesagt. könnte man ja messen.
I
Mit 1,4A könnte das ohne KK noch gut funktionieren.

Auf jeden Fall drücke ich Dir die Daumen, dass Deine Raupe bald in Betrieb gehen wird.
Bin ja gespannt und viel Spass!

Gruss Ottmar

^Cobra

Sieht viel versprechend aus für den Preis. 
Habe mal solche funk Module gefunden aber aufgrund von zu viel anderem gedönse nicht gekauft oder getestet. 
Siehe auch:
Hailege 4pcs NRF24L01+ 2.4G Wireless Transceiver Module Wireless Transceiver Radio Transceiver Module RF PI ARM Model Wireless 200M

ich hatte überlegt eine 8 Kanal Fernsteuerung mit empfänger zu zu legen und die impulslänge per pic dann Abtasten und dann die Signale entsprechend umwandeln. Bis dahin dauert es aber noch. 
Würde es auch schick finden wenn ich Daten zurück bekommen würde... 


picass

#6
@Ottmar : Danke für die Einstellung des Datenblattes, allein: ich hatte es schon! >:D
Die Steuerung meines Kettenfahrzeugs soll ja nicht mit rechts-links erfolgen, sondern mehr "Gas" auf einer der beiden Ketten.

@Cobra : Diese 3-Kanal-Fernsteuerung bedient ja nur rudimentäre Funktionen. Werde in den nächsten Tagen mal nach einer FS mit mehr Funktionen schauen, das dauert aber noch etwas. Bis dahin starte ich just jetzt den Versuch, mit dieser FS klar zu kommen und daher nachfolgender, vorbereiteter Beitrag:

Bräuchte mal einen Tipp, Oberthema wäre ferngesteuerter Motor.

Meine neu angeschaffte 3-Kanal-Fernsteuerung (3KF) soll in dieser Weise in Betrieb genommen werden: jeder der beiden seitlichen Mini-Knüppel (MK) lässt sich je nach vorne oder hinten bewegen. Entsprechend bietet sich an, mit dem linken MK auf dem Raupenfahrzeug (RF) den Motor für die linke Kette zu beharken und entsprechend rechts. Weil keine analoge Übertragung möglich ist, muss die Steigerung der Motorumdrehungen anders erreicht werden. Is klar: je länger man den Hebel z.B. nach vorne drückt, desto schneller soll der Karren werden.

Gettz wäre wahrscheinlich der richtige Zeitpunkt in meinem RF-Projekt, doch einen PIC einzusetzen. Die Erzeugung der astabilen Rechtecke für den direkten Betrieb des Motors möchte ich zunächst noch auf der diskreten, vorhandenen Platine mit den beiden 555-er belassen. Das funktioniert soweit und ich möchte die Programmierung langsam aufbauen, daher diese Funktion am PIC noch außen vor lassen.
Aber die Geschwindigkeitsregelung läuft ja letztlich so, dass mittels der Drehbewegung eines Potis ein 555-er halt unterschiedlich schnell einen C auf lädt. Genau dieses Aufladen des ICs lässt sich ja sicher über die Ausgabe einer analogen Spannung über den PIC handhaben. Wäre es technisch gleich, müsste ein Widerstand in der Größe verändert werden.

Jetzt der Punkt: wie kann oder muss der PIC angesprochen  werden, um über den nur digitalen ,,Ein-oder Aus" Zustand der 3KF die Höhe der analogen Spannung an seinem Ausgangsmodul zu verändern, oder halt die Veränderung eines Widerstandes zu simulieren? Ist mir im Moment nicht klar. Es geht mir nicht um fertige Programmschnipsel, sonder um die Beschreibung des Weges.
Grüße, picass

Ottmar

Hi picass,
wenn ich so sehe wie Du mit aller Gewalt "das Pferd von hinten aufzäumen" willst, kann ich es einfach nicht lassen, Dir weiter klar machen zu wollen, daß die einfachste Antriebssteuerung uber das PWM-MODUL (CCPxCON) einer MCU zu machen ist. Z.B 18f4520 oder nimm so wie ich, einen 16f1936 Hauptsache 2 PWM- MODULE (nein nicht 18f14k22, der hat nur ein PWM-Modul).

Ich habe ja schon mal ein Muster zur  PWM-Initialsierung hierzu gepostet und im Inetz schwirren genug tutorials herum.

Hab' Mut, greif's an!
daumen_hoch daumen_hoch

^Cobra

Ich bin davon ausgegangen das deine Fernbedienung bereits ein "Analoges" Signal fürdie Motoren aussgibt. ?
Muss zugeben habe mir das Datenblatt nicht genau angeschaut, habe grade genug eigene Datenblätter zum lesen hier :D

Die "Standard" Variante wären ja die 50Hz Signale (soweit ich das noch im Kopf habe: 0,9ms Rückwärts || 1ms Stillstand || 1,1-2ms Vorwärts) Die Impulslänge müsste man dann einlesen,auswerten und deine PWM, Analog Output oder was auch immer danach ausrichten.

Aber wie gesagt für mich sieht es ehr so aus als ob der "Verbraucher" nur noch am Empfänger angeschlossen werden muss sowie dessen Versorgung.
Das umwandeln wird also bereits übernommen.
Wie ich mich kenne würde ich bestenfalls ein Multimeter,Osz oder sowas mal anklemmen und schauen was passiert wenn man am Knüppel dreht.
Oder, die vermutlich wahrscheinlichere Variante: Eine Lampe o.ä. anschließen, Netzgerät auf 0,1mA stellen und Knüppel bewegen :P

Viel Erfolg, und Berichte mal was genau bei dem Empfänger raus kommt.

Cobra

picass

#9
Nein, die Funke funkt keine analogen Signale. Gerade eben mit dem Oszi überprüft: einwandfreie Signale, aber nur voll glatte Gleichspannung.

@Cobra : Frei nach dem Motto:"zwei Kluge, ein Gedanke" hatte ich zum ersten Test der Funke an jeden der drei Ausgänge zwei anti-gepolte LEDs ran geknipst. Damit auch ein ordentlicher Laststrom fließt, griff ich nicht zu den modernen 1-mA-hell-leuchtenden-LEDs, sondern in die hinterste Schublade mit den dunnemals zuerst beschafften LEDs. Dann vorsorglich einen 1 kO-R dran: nix zu sehen! :(  Dann ein 500 O-R daran: nix zu sehen! :o  Aha: kaputt ! Nächste LED dran, auch kaputt! :-[  Bei der Dritten keimte ein Verdacht..... und ja, da muss ein 100 O-R vor, damit die leuchten. Dieses Leuchten ist aber sehr schummerig, trotz 30 mA Strom! Au man, das waren noch Zeiten, also LED-Zeiten!

Halte meine Finger gerade wieder in den Fernsteuerbereich und verfolge eine Idee, wie hardwaremäßig vorgegangen werden könnte. Es gilt – wie geschildert – die zwei gegensätzlich gepolten digitalen Ausgangssignale irgendwie dazu zu überreden, die Länge der Rechteckimpulse zu verändern. Das Steckbrett wartet schon....

Bei die Gelegenheit ;) : bin hochgradig froh, in diesem Forum zu sein und nicht in dem ,,ganz Großen". Da wären schon längst solche Nettigkeiten gereicht worden wie: ,,borniert" / ,,mit dem Kopf gegen die Wand" / ,,beratungsresistent". Stattdessen wird hier mit einem freundlichen ,,....kann ich es einfach nicht lassen, Dir weiter klar machen zu wollen, daß......." aufgewartet und zum Ende der Kommentierung noch eine gute Prise an Aufmunterung gereicht und Vertrauen in die Fähigkeit zur Lösung versichert!

Nein, das betreibe ich – zumindest nicht bewusst - als Egotrip, die Gründe für mein Noch-Beharren auf einer Hardware-Lösung sind andere: wenn ich die Wahl haben zwischen Hardware und Software, werde ich immer die Hardware bevorzugen. Das war früher ausschließlich so, hat sich nur laaaaaangsamst geändert und wird wohl lange noch so bleiben. Und: es existiert ja bereits eine beachtliche Ausstattung an Hardwaremodulen, die sollen – wenn vorhanden – nicht gleich wieder entsorgt werden. Der Lötkolben......, der turnt mich einfach an, auch wenn es ein stonealter Weller ist, welcher mir zunehmend Probleme bereitet.
Aber, @Ottmar , ich habe mir nochmal dein angesprochenes Beispiel für PWM down geladen, es ausgedruckt und auch gelesen, mir danach aus dem Datenblatt für ,,meinen" PIC18F14K22 über 20 Seiten über ,,Capture/Compare/PWM" ausgedruckt und auch im Inet nach z.B. Tutorial-PWM und Codebeispielen geschaut. Gefunden in Assembler hatte ich nur eines, aber lass ma. Kann ja gut sein, dass es hardwaremäßig scheitert oder zu aufwendig wird, spätestens dann....... Ach ja, der passende µC mit zwei PWM-Modulen ist auch schon ausgeschaut: einer der PIC18F22bis26K22 wird es werden.
Grüße, picass
fernsteuerung3.jpg

^Cobra

Wie der Empfänger gibt echt nur Vollgas immer raus? Wofür dann die Knüppel?
So ganz verstehen tu ich da die funke nicht. 
Oder sind das keine Knüppel mit Poti sondern quasi 2 Schalter die gedrückt werden? Wenn dem so ist könnte man versuchen Impulse zu erzeugen und so die Geschwindigkeit vorgeben. Ob das dann auch gut funktioniert... 

Irgendwo habe ich ein Assembler programm liegen wo ein dc Motor die Drehzahl mit Poti eingestellt werden konnte. Bei interesse kann ich mal das raus suchen. Wie tauglich das ist kann ich aber nicht sagen. 

Und ja, ich genieße auch sehr die Stimmung hier.
Gruß 
Cobra

Ottmar

Hi picass,
Anbei eine Anregung wie man aus dem Ausgangspuls z.B. eines RC-Empfängers eine von Aus über Teillast bis Voll durchgeschaltet PWM gewinnen kann. Ist nicht alles nur auf meinem Mi....fen gewachsen.
daumen_hoch Gruss Ottmar

picass

@Ottmar Danke, aber das ist viel zu aufwendig und wenn das erst noch in der Praxis ausexperimentiert werden müsste, schlicht zu komplex.

In Sachen ,,Fernsteuerung" komme ich nur mühsam vorwärts, auch wenn eine Lösung zumindest theoretisch in Sicht ist.

Der Hauptknackpunkt ist das ausschließlich digitale Sendungssystem Marke ,,Kerze an oder Kerze aus". Wenn – wie vorgeschlagen – ein PIC die analogen Werte der Schiebepotis aufnehmen sollte, dann kann er die ja nur in ein serielles Datenformat umwandeln. Dieses müsste dann an die Handfunke gegeben werden, will sagen, die Funktion der Knüppel übernehmen. Es müssten dann seriell Datenpakete mit variabler Pulslänge seriell gefunkt werden. Das Gehäuse des Senders hatte ich noch nicht offen.
Diese Signale müssten aber dann auf der Empfangsseite wiederum von einem PIC decodiert werden. Ob sich der Aufwand lohnt?

Habe heute mal nach fertigen Fernsteuerungen geschaut, welche in der Lage sind, proportionale Signale zu übermitteln. Da hätte ich zwei Beispiele:

https://www.conrad.de/de/p/reely-ht-4-hand-fernsteuerung-2-4-ghz-anzahl-kanaele-4-inkl-empfaenger-1310036.html

https://www.ebay.de/itm/386104779262?gad_source=1&mkevt=1&mkcid=1&mkrid=707-53477-19255-0&campid=5338748320&toolid=20006&customid=1HCzRIMcAAAA1S3kFof7p9NRCvwwAAAAAA
Wäre es nicht angeratener, so'n Teil zu verwenden, um nicht solange auf der Stelle zu treten?
Grüße, picass

^Cobra

Ich würde die 6 Kanal nehmen. 
Ich denke man wird die Kanäle bei Eigenbau, insbesondere bei Roboter brauchen. 

Persönlich will ich mir später eine 8 Kanal holen. Dies dauert aber noch. 

picass

Ja, die erträumte "End"-Version mit drehbarem Cameramodul würde auch bei meiner Raupe mit 6 Kanälen zu eng ausgestattet sein, da wären 8 Kanäle besser.

Eine ganz wichtige Frage wollte ich an meinen vorigen Beitrag noch angehängt haben:
was für ein Signal käme denn aus dem Empfangsmodul bei denjenigen Kanälen raus, welche als "proportional" beschrieben werden? Ist das ein lupenreines Analog-Signal, welches bei geringem Knüppel knüppeln eine geringe Spannung zur Verfügung stellt und entsprechend - oder wäre das ein serielles Gemisch Marke Standard des Herstellers der Funke?
Grüße, picass

^Cobra

Das ist ein pwm Signal von 50hz welches dann ein Impuls von 1ms (aus, stillstand) bis 2ms (voll Gas) hat. Die restlichen 18-19ms ist dann Pause.
Daher wirst du entweder Ottmars analoge Lösung oder ein pic nehmen um die Signale für deine Antriebe zu wandeln. Oder du holst dir Gleichstrom regler. Z. B. Sowas:
Brushed controller

Wegen Leistung usw. Musst du natürlich schauen. 

picass

#16
Hallelujah!
Ihr merkt, dass ich von dieser ganzen Fernsteuermaterie ca. minus 0,8 Ahnung habe. :(
Da denkt man, eine "fertige" Fernsteuerung plus Empfänger zu kaufen, würde gleich alles regeln. Gettz Butter bei die Fische:
Conrad bietet ja so'ne 10-Kanal-FS an, also Sender plus Empfänger. Dann noch für jeden Motor solche Minischaltung wie von Cobra frisch verlinkt und dann könnte man jeden der beiden Antriebsmotore der Raupe damit in Betrieb nehmen?
Bin gerade in Stimmung, den Knoten dieserart zu durchschlagen. Meine Geheimlösung macht zwar Fortschritte, aber das dauerd mir inzwischen vieeeeeeel zu lange.
Was bräuchte man denn noch, um mithilfe anderer Kanäle dieser 10-k-FS nur was zu schalten, z.B. Licht an?
Eine Anlage zeigt einen Ausschnitt aus der recht ausführlichen, nicht in Chinesisch, sondern schlichtem Deutsch gehaltenen Anleitung für diese 10-k-FS und dort in Bild 3 die Ausgänge.
Grüße, picass
Nachtrag: zwecks der Leistung: die beiden Motoren laufen bei je ca. 200 mA an und auch ausreichend schnell, mit max. 400 mA wäre sicher die Grenze des Notwendigen erreicht.
fernsteuerung5.jpg

^Cobra

Mich würde es wundern wenn Conrad mal keine Apotheken Preise hätte aber das ist sicher lich Geschmacks Sache wo du den Kram kaufst. 

Sofern du kein pic nutzen willst gibt es auch sowas 'fertig'
Z. B. Sowas
Rc schalter
Da gibt es natürlich allerhand Sorten. 
Da musst du bei deiner funke schauen was die so kann. Es gibt Funken die auf ein Kanal mehrere Schalter legen können. 1ms alle aus 1,2ms Lampe 1 an, 1,3ms Lampe an, 1,4 Lampe 1 und 2 an. Ihrgendwie So geht das. 

Mein Drucker Arbeit grade an mein servo Arm. Natürlich nicht final aber auch ich konnte nicht warten und habe fix was konstruierst zum testen. Mal sehen ob ich noch dazu komme es zusammen zu Schrauben 

Ottmar

Hallo picass,
Auch so eine Funkfernsteuerung ist nicht ganz einfach für Deine Zwecke einzusetzen, wenn Vorbehalte hinsichtlich der erforderlichen Peripherie bestehen. Es werden dann sinnvoller Weise in der Realität nur noch käufliche Module verwendet. Das Angebot ist ja riesenhaft.

Beim simplen Knopfdruck kann man wohl nur die Dauer oder dessen Häufigkeit auswerten.
Halte ich für ungeignet, um damit eine Analogfunktion in Deinem Sinne auszulösen.

Das Problem beim Selbstbau aber bleibt immer:  Wie verarbeitetet man den Ausgangsimpuls des RC-Empfängers an Kanal 1-4 + n zur Steuerung Deiner Raupe?

Da kommt wieder die RC-Pulsintegration ins Spiel. Bei Ub =5V erreicht man ca.1V (Puls 1ms) bzw ca.1.8V(Puls 2ms). Muss also evtl mittels Schmitt-Trigger und/oder OPA. angepasst/verstärkt werden.

oder

man verwendet zur Auswertung des 50Hz/1-2ms PW-Signals eine MCU, dann kann
die Pulsbreite direkt (Capture/Compare) und/oder eine analoge Spannung per ADC ausgewertet werden, erscheint mir eher als praktikabel.

Wobei ich immer noch meinen ursprünglichen Vorschlag für am einfachsten durchführbar  halte...



^Cobra

Für die Antriebe selbst und eventuell 2 servos für die Kamera braucht er kein mcu sofern die fertig regler Lösung genommen wird.

Glaube auch nicht das es beabsichtigt ist irgendwann ein pic an den Empfänger
Anzu schließen.

Schnellantwort

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