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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verbennungsmotor-Drehzahl über PC steuern lassen


Autor: Andi M. (vivaultra)
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Hallo,

ich möchte einen 2-Takt Rollermotor über den PC steuern lassen.
Die Drehzahl bei diesen wird durch die Position des Schiebers im 
Vergaser bestimmt. Jedoch sinkt/steigt die Drehzahl bei 
unterschiedlichen Belastungen.

Ich hatte mir also vorgestellt, dass ich den Seilzug des 
Vergaserschiebers an einem Schrittmotor befestige und somit dessen 
Postition bestimme.
Die Drehzahl den Motors könnte über die Anzahl der Zündfunken bestimmt 
werden.

So hatte ich mir einen Ablauf vorgestellt:

1.Motor an/aus (einfach den Kreislauf für den Anlasser schließen zum 
Starten).
2. Drehzahl wird an den PC übertragen
3. Nach einer Mintute im Leerlauf (sagen wir rund 1000U/min) wird die 
Drehzahl bis auf den Bereich 2950-3050U/min Schrittweise erhöht.
Also Sprich
wenn 'Drehzahl' < 2500, dann 2 Schrittmotorpostionen
wenn 'Drehzahl' = [2501; 2950] , dann 1 Schrittmotorpostion
wenn 'Drehzahl' > 3050, dann 1 Schrittposition zurück


Leider habe ich keine Ahnung davon wie ich z.B. die Drehzahl auf den PC 
übertragen bekomme. Wäre echt nett, wenn ihr mir sagt, was ich dafür 
benötige.
Also sprich:
- Betriebssystem (Linux?)
- Programme?
- Schrittmotorcontroller

Will soviel, wie möglich, selber machen... :)

Danke Leute.

Autor: Stefan (Gast)
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Und was passiert wenn das Programm bei Vollgas abstürzt und der 
Schrittmotor den Vergaserschieber offen lässt?

Autor: ::: (Gast)
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PC ... die ganz falsche Wahl. Ein AVR kann das und erst noch viel 
besser.

Autor: Fralla (Gast)
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>Und was passiert wenn das Programm bei Vollgas abstürzt und der
>Schrittmotor den Vergaserschieber offen lässt?

Bremsen!

Autor: E. B. (roquema) Benutzerseite
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Schrittmotor ist Mist, da brauchst Du Endschalter und eine 
Referenzfahrt, um die aktuelle Position festzustellen.
Nimm einen Servo aus dem Modellbaubereich um den Seilzug zu stellen.
Soll der PC mit auf den Roller? :-)

Autor: Andi M. (vivaultra)
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haha, nein soll er nicht ;)
Will mir ein Modell eines BHKW (Blockheizkraftwerkes) aus einem 
Rollermotor bauen.

Wie kann ich dem Servo "sagen", dass er eine bestimmte position 
einnehmen soll? Die Servos aus dem Modellbaubereich arbeiten ja über 
einen Impuls mit unterschiedlichen Längen also z.B.
Mitte = 1,5ms
Minimum = 1,0ms
Maximum= 2,0ms

Womit kann man solche Rechteckssignale zum Servo hin übertragen?
Mit einem Tongenerator, dann dem Lautsprecherausgang und einem 
Verstärker? ;)

Autor: Sepp (Gast)
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PC-> RS232 oder USB/RS232 Wandler -> Mikrokontroller -> Servo -> Motor.

Denn ein PC ist einfach nicht für zeitkritische Anwendungen gedacht.
(Außer man verwendet ein speziell angepasstes OS dass nicht grade billig 
ist.)

Dass Einfachste wird sein dass auf dem Mikrokontroller die 
Hauptsteuerung läuft der über den PS gesagt wird was zu tun ist.
So kann im Notfall der Motor abgeschalten werden.
(Motor überhitzt,...)

Vor allem ist die Drehzahlmessung für einen Mikrocontroller viel 
einfacher.

Autor: Gast (Gast)
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Hi,

stimme ich zu.

1. Servo aus dem Modellbau ist die richtige Methode zum stellen der 
Drosselklappe.

2. AVR o.ä. zur Implementierung der BHKW Software

und neu dazu :

3. Ebenfalls aus dem Modellbau :einen Drehzahlregler für 
Verbrennungsmotoren
So ein Gerät wird bei RC Helis eingesetzt um lastunabhängig die Drehzahl 
des Rotors zu regeln. Eingangsgrößen sind ein RC Signal (Sollwert) und 
über einen Hall-Sensor und Magnete die zu regelnde Drehzahl 
(Ist-Drehzahl).
Stellwert bzw. Ausgang ist wieder ein RC-Signal für ein RC-Servo.
Vorteile

a: Du brauchst Dich um die Regeleigenschaften von so einem 
"hochdynamischen" System kaum kümmern, da die meisten adaptive 
Reglersoftware enthalten und sehr stabil regeln.

b: Drehzahlerfassung mittels Hall und Magneten; einfach, zuverlässig und 
überspannungsgeschützt !!

c: Die meisten Regler haben ein programmierbares "Timeout" ; fällt der 
"Sollwert" einige Zeit aus oder verlässt ein zuverlässiges Fenster geht 
der Regler in Failsafe und fährt den Motor wieder runter.
Sehr hilfreich für Deine erten Programmierübungen an der BHKW Software 
!!

d: Du brauchst dem Regler (Handelsname zb. "Throttle Jockey") nur einen 
Sollwert für deine Wunschdrehzahl als RC Signal liefern, den 
geschlossenen Regelkreis bilder der Throttle Jockey autark ab.

Wenn Du das alles selbst proggen möchtest, suche mal nach DIY Lösungen 
in dem Bereich. Sind aber alle teurer als ein "Massenprodukt" zu nehmen.

Gruß
Christoph

Autor: MaWin (Gast)
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So etwas haben Leute schon zu Zeiten der Dampfmaschine hinbekommen.

Kann ja nicht sein, dass man heute dümmer ist.

Das geht auch heute, ganz ohne PC oder AVR.

Du hast beim BHK sowieso einen Generator, und deine 300upm klingen nach 
Konstanthaltung der Frequenz der Wechselspannung. Der Sensor ist also 
der Nulldurchgang der Wechselspannung.

Als Aktor gibt es
a) Zugmagnet/Hubmagnet, stellt Vergaser proportional zum fliessenden 
Strom
b) Modellbauservor, stellt Vergaser proportional zur Impulslaenge 
(1-2msec alle in 25msec wiederholt)
c) Gleichstrommotor mit Getriebe, solte bei Differenz vorwärts/rückwärts 
laufen.

Als Steuersignal sollte man versuchen, die Frequenz in eine 
Gleichspannung umzuwandeln. Das macht man mit einem Monoflop und durch 
Filterung per RC-Glied. Als Monoflop tut es gut ein NE555. Nehmen wir 
also an, du hast es hinbekommen, eine Schaltung zu bauen, die je nach 
Drehzahl und damit der Anzahl der Nulldurchgänge eine höhere bzw. 
niedrigere Spannung zu erzeugen.

Dann muesste man diese Spannung mit einem Sollwert vergleichen, und den 
Vergaser entsprechend regeln. Für a) klemmt man den Magneten diretk 
zwischen Soll und Ist, es stellt sich ein Strom je nach Differenz ein. 
Für c) klemmt man den Motor dazwischen oder nimmt einen MC33030. Für b) 
braucht man einen Impuls, also einen zweiten NE555, der nominell 1.5msec 
dauert, aber durch die Spannung verändert wird. Da tut es ein Widerstand 
zu Kopplung der beiden NE555.

Ich sehe keinen Grund für einen AVR oder gar eine PC.

Über die Reglcharakteristik (Stichwort PID) hast du dir ja noch gar 
keine Gedanken gemacht. Sie laesst sich aber auch in den beschriebenen 
Varianten durch entsprechende Dimensionierung (im Wesentlichn des 
RC-Filters) an die Erfordernisse anpassen.

Autor: Sepp (Gast)
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>So etwas haben Leute schon zu Zeiten der Dampfmaschine hinbekommen.
Ja, nennt sich Fliehkraftregler.
Da die Kolben-Dampfmaschinen aber in einem völlig anderen 
Drehzahlbereich arbeiten, ist für Verbrennungsmotore so ein 
Fliehkraftregler keine gute Lösung.
Außerdem will man nicht umbedingt einen haufen Gestänge und Riemen durch 
die Gegend legen.
Mann baut ja heutzutage keine Transmissionsantriebe mehr in 
Fabrikshallen um alles über einen Zentralmotor oder Wasserrad zu 
betreiben.

So eine Schaltung mit Tachogenerator und NE555 als Takt-quelle hat zwar 
seinen nostalgischen Charm, ist aber technisch überholt wenn man eine 
Auswertung/Überwachung über PC machen will.
Und so eine Takterzeugung mittels NE555 ist auch nicht gerade dass was 
man als alterungs- und themperaturstabil bezeichnen kann.

Autor: Matze (Gast)
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>ist für Verbrennungsmotore so ein Fliehkraftregler keine gute Lösung

Wie arbeiten denn die einfachen Notstromgeneratoren vom Baumarkt. Ich 
glaub nicht das diese Elektronisch geregelt sind.

Ich würde aber keine analoge Lösung mittels NE555 nutzen. Bei einem µC 
kann man besser die Übertragungsfunktion einstellen/ausprobieren. 
Außerdem kann man leichter verschiedene Funktionen implementieren 
(Standgas, Motor warm laufen lassen, Temperaturkontrolle, 
Überlastschutz,...)

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