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Forum: Platinen Selbstbau optischer Drehimpulsgeber


Autor: Spinner (Gast)
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Hallo Bastler,

bekomme die Tage eine kleine Fräse, Drehmaschine habe ich schon. wollte 
mich nach Einarbeitung mal an ein Vorhaben ranwagen, dass mir schon 
länger im Kopf herumschwirrt.

Und zwar geht es, wie der Titel sagt, um eine Realisierung so einiger 
optischer Drehimpulsgeber nebeneinander sowie übereinander angeordnet. 
Als gemeinsames Gehäuse soll eine entsprechend bearbeitete, dicke 
Aluplatte dienen.

Soweit, sogut, aber eine Frage schwirrt mir für mich als (noch) 
Nichtmetaller nicht so einfach lösbar im Kopf herum:
wie erreicht man eine wertige Haptik, sprich wie bekommt man es hin, 
dass bei allen Drehgebern ein gleiches Drehmoment zu erbringen ist und 
auch bei längerer Benutzung erhalten bleibt).

Alle üblichen Lager sind ja eher darauf ausgelegt, möglichst wenig 
Reibung zu erzeugen.

Vorschläge ?

Autor: Klaus Wachtler (mfgkw)
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Wozu brauchst du bei Drehgebern ein Drehmoment?

Autor: Spinner (Gast)
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>Wozu brauchst du bei Drehgebern ein Drehmoment?

Na eine gewisse Kraft sollte schon von Nöten sein, um den Knopf samt 
Achse und codierter Scheibe in Drehung zu versetzen, also so im Bereich 
von Potis.

Zum einen fühlt, finde ich zumindest, es sich einfach wertiger an, zum 
Anderen ist es nicht wünschenstwert, wenn sich das Ganze zu leicht 
versehentlich, durch welche Ursache auch immer, verstellen kann.

Autor: Michael M. (Gast)
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Spinner schrieb:
> dass bei allen Drehgebern ein gleiches Drehmoment zu erbringen ist und
> auch bei längerer Benutzung erhalten bleibt).
http://www.monacor.de/de/JPG/400/D/D0/D011530A.jpg

Autor: Spinner (Gast)
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>http://www.monacor.de/de/JPG/400/D/D0/D011530A.jpg

OK, kein schlechter Ansatz, und etwas besser aufgebaut sicher auch recht 
langlebig. Aber es ergibt eben eine Rasterung, was eigentlich nicht 
gemeint war. Vielleicht trotzdem mal einen weiteren Versuch Wert, wie 
sich das macht.

Ansonsten bin ich auch schon auf Rotationsdämpfer  Drehstoßdämpfer  
Drehdämpfer gestoßen. Ist eben etwas komplizierter im Aufbau. Ich vermag 
auch nur schwer einsuschätzen. inwiefern eine viskose Flüssigkeit z.B. 
durch die Lagerung auslaufen könnte.

Hat jemand, vielleicht ein Modellbauer, Erfahrungen mit passenden 
Wellen, Lagern und der Wahl der "Flüssigkeit" ? Also z.B. geschliffene 
Silberstahlwelle + IGUS Gleitlager + Mehrzweckfett ?

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Hallo,

keine Ahnung was du damit vorhast - ich habe aber schon ausgiebig mit 
sowas als Programmierplatz gearbeitet und kenne daher einige praktische 
Forderungen: das der Drehgeber so leichtgängig ist, dass er sich ohne 
Berührung selbst verstellen kann, muss selbstverständlich völlig 
ausgeschlossen sein. Andrerseits darf die nötige Kraft nur minimal sein, 
und wenn ich mich schell über eine grössere Distanz bewegen muss, 
erwarte ich, dass ich den Drehgeber anschubsen kann und er sich solang 
fast konstant schnell weiterdreht, bis ich ihn mit dem Finger wieder 
stoppe. Daher waren unsere Drehgeber mit dicken Stahlscheiben aufgebaut 
(grosses Trägheitsmoment), die einige mm aus dem Tisch herausschauten. 
Am besten sollten die Lager extrem leichtgängig sein und dafür eine fein 
einstellbare Bremse für das richtige Gleichgewicht sorgen. Zielfunktion 
etwa: mit dem Handballen in schnelle Drehung versetzen, bis die 
Sollposition ungefähr erreicht ist, dort mit dem Finger abbremsen und 
mit dem Daumen die Zielposition auf 1/1000 mm anfahren. Beidhändig 
natürlich für X und Y.

Gruss Reinhard

Autor: Gast? (Gast)
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Das benötigte Drehmoment hängt doch auch immer vom Einsatzzweck ab.

An einer Fräse z.B. wäre soetwas wie von Reinhard beschrieben sicher 
optimal.

Wenn du mit den Encodern z.B. ein Mischpult aufbaust, wäre ein eher 
schwergängiges Verhalten wie von einem Poti wohl wünschenswerter, auch 
einfach weil du eher fein einstellen willst und keine großen Sprünge in 
den Ausgangswerten erreichen musst.

Bei den Potis von Reichelt wird das Drehmoment durch ein extrem 
klebriges Fett erzeugt.
Die Welle hat durchgehend ein Zahnrad-artiges Profil, auf dem sich auch 
der Drehknopf verankert.
Sie läuft gute 10mm durch den vorderen Teil des Gehäuses, da dort auch 
das Gewinde für die Befestigung sitzt.
Die Bohrung im Gehäuse ist nur geringfügig größer wie die Welle selbst.
In den Zwischenräumen befindet sich ein fast transparentes, klebriges 
Fett, das die Welle bremst.

Problematisch ist nur, dass bei höherer Drehgeschwindigkeit das Poti 
immer schwergängiger wird, zumindest kommt es mir so vor.

Autor: Klaus Wachtler (mfgkw)
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Also willst du die Encoder von Hand verstellen...

Die Encoder selbst sind ja schon mehr oder weniger gut gelagert,
da sollte man auch nichts ändern (durch Verspannen oder so).

Sinnvoll wäre es, noch etwas federbelastetes Reibendes auf
die Welle zu drücken.
Es gibt Materialpaarungen, die wenig verschleißen und
relativ gleichmäßig gleiten, z.B. ein Messing- oder Bronzestück
auf einer harten glatten Stahlwelle.
Mechanisch am einfachsten zu bauen ist vermutlich ein schmaler
Messingblechstreifen, der am Gehäuse befestigt ist gegen die
Welle drückt, oder zwei, zwischen denen die Welle läuft und
die zusammengezogen werden.

Wenn du es ganz ausgefuchst machen willst, kann die Federkraft
einstellbar sein (z.B. mit einer kleinen Schraube, die dann aber
wieder gegen selbständiges Drehen gesichert sein sollte).

Autor: Klaus Wachtler (mfgkw)
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PS: evtl. kann man für die Blechstreifen die federnden
Klammern einer Steckdose zweckentfremden; das spart evtl.
Bastelarbeit.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Die High-End-Lösung: Du erzeugst die Gegenmoment mit einem Motor. Mit
einer entsprechenden Regelung kannst du dann die Haptik, die im
Wesentlichen durch Abhängigkeit des Drehmoments von Winkelposition und
-geschwindigkeit gegeben ist, fast beliebig festlegen. Du kannst damit
bspw. den von Reinhard beschriebenen Schwungradeffekt, das hochviskose
Fett von "Gast?", Anschläge an bestimmten Winkelpositionen oder auch
eine Rastung simulieren. Für letztere sollte die Auflösung des Gebers
natürlich etwas höher als die der Rastung sein.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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Man könnte ein Kugeldifferenzial modifizieren.

Autor: Spinner (Gast)
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Also das Gegenmoment sollte in die Richtung eines Potis gehen und nicht 
"Anschubsen und laufen lassen". Um auf die Vorschläge einzugehen:

>Kugeldifferenzial modifizieren
Interessante Idee, leider in Mengen recht teuer oder aber bei 
Selbstumsetzung mechanisch recht aufwändig.

>Motor
Ja, von dem Ansatz habe ich schon mal gehört. Bei angenommenen ~50 
Drehimpulsgebern pro Einheit aber auch nicht die Lösung.

>Feder und "Bremse"
Naheliegende Idee wobei leichte (?) Zweifel daran bleiben, wie 
reproduzierbar das Ganze ist und wie lange die Gegenmomente identisch 
bleiben. Die Anforderungen dürften die Federblechstreifen aus Steckdosen 
nicht erfüllen, auch wenn die Idee sehr gut ist.
Könnte mir aber schon vorstellen, es mit einer Spiralfeder und 
entsprechendem Material als Bremse schon mal auszuprobieren.

>Fett als Bremse
... beschreibt ja wieder das nach wie vor interessante 
Drehdämpferprinzip, welchen Gedanken ich auch seit dem letzten Beitrag 
nochmal weiter verfolgt habe.

Man ersetze den Alublock als gemeinsames Gehäuse durch einen POM-Block 
(bestehend aus zwei Teilen).
Mir stellt sich jetzt als Mechanik-Anfänger die Frage, ob man mit einer 
Reibahle in POM brauchbare Gleitlager herstellen kann, denn ein 
gemeinsamer Block für alle Drehgeber lässt sich nicht auf der 
Kleindrehmaschine herstellen

Oberseite der Platte: Gleitlager, Achsendurchbruch
Unterseite: Gleitlager, kein Durchbruch
Dazwischen: Kammer für Fett

Die tAchse selber müsste dann im Fettbereich entsprechend gearbeitet 
sein. Eine quer eingebrachte Welle hätte im Vergleich zu einer 
(gefrästen) Verzahnung dan Vorteil, dass sie bei einem Durchmesser, der 
der Höhe der Fettkammer entspricht, die Achse gleichzeiig auch gegen 
Axiales Verschieben sichern könnte.

Wenn das funktioniert bliebe hier die Frage: bleibt das Fett auch in der 
Kammer ?
Zwar könnte man zur Sicherheit Wellendichtungen einsetzen, die kosten 
jedoch dadurch, dass sie eben für richtig hohe Anspruche ausgelegt 
werden (Maschinen mit schnell rotierenden Wellen) auch mehr, als man es 
von einer einfachen Dichtung erwarten würde.

Wenn es ohne geht wäre es natürlich vorteilhafter. Bin dabei auch auf 
sogenannte Dichtfette gestoßen, welche laut der gefundenen Tabelle eines 
Herstellers nicht für Gleitlager geeignet sind, womit ich davon ausgehe, 
dass sie da keinesfalls durchkommen. Kenne dieses Fett leider nicht aus 
der Praxis, könnte ja auch sein, dass es viel zu hochviskos ist.

Das ganze wird wohl in ein paar Versuchen enden, über weitere Anregungen 
oder gar Praxiserfahrungen in Sachen gedämpfter Lagerung freue ich mich 
natürlich.

Autor: Blackbird (Gast)
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Für die (Selbstbau-)Steuerknüppel im Modellbau habe ich die Potiachsen 
entfettet und dann geölt, damit sie ganz leicht drehen Schleifer und 
Schleifbahn noch gesäubert und mit Kontaktöl benetzt). Die einstellbare 
Reibungsbremse bestand dann aus einem einstellbaren Federblechstreifen 
mit einem Stück Teflon drauf, welches an der Potiachse gut anlag.
Das ergab einen wunderbar gleichmäßigen Widerstand ohne 
Haftreibungsrucke auch im Umkehrpunkt und konnte sich von allein nicht 
verstellen. Und man konnte gaaaanz feinfühlig die Ruder verstellen.

Teflon als Bremsbelag macht sich gut.

Blackbird

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