Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Servo steuert nur maximal in Mittelstellung


von Ich (Gast)


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Hallo zusammen,
ich versuche gerade, diesen 
(http://www.amazon.de/Carson-500502015-CS-3-Servo-3KG/dp/B0037Y93CW/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1312487297&sr=8-1) 
Servo per NE555 Timer anzusteuern. Mit einem Relais werden die 
Widerstände für 1ms- und 2ms-Puls umgeschalten. Beim 1ms-Puls fährt der 
Servo zuverlässig nach links, fast bis zum mechanischen Endanschlag. 
Beim 2ms-Puls jedoch fährt er nur bis in Mittelstellung. Ich habe es 
testweise auch schon mit 3ms versucht. Wieder geht er nur bis zur Mitte. 
An was kann das liegen?

von Ich (Gast)


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Er mag halt nicht.
Würd ich auch nicht.
Gibts noch etwas mehr Info?

von RC (Gast)


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Habe mal einen Link aus meiner Sammlung gekramt:
http://www.rn-wissen.de/index.php/Servos
und probiere es mal mit 2,05ms.
Wie lang ist eine Perioden?

von Karl H. (kbuchegg)


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> Beim 1ms-Puls fährt der
> Servo zuverlässig nach links, fast bis zum mechanischen Endanschlag.
> Beim 2ms-Puls jedoch fährt er nur bis in Mittelstellung.

Welcher Winkel ist das ungefähr? kompletter Verfahrweg ca. 90°?

von Ich (Gast)


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Es ist im Prinzip diese Schaltung: 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/03101311.gif, 
jedoch habe ich in Reihe zu R2 noch eine Diode geschaltet, um den 
Spannungsabfall der anderen Diode zu kompensieren. R2 = 300k, C = 100n, 
R1 wird per Relais umgeschalten zwischen 15k und 30k. Ich habe kein 
Oszilloskop um die Funktion zu überprüfen, habe aber testweise C auf 
100µF erhöht, dann war eindeutig der 1s/20s- bzw. 2s/20s-Rhythmus an der 
LED zu erkennen.

von Ich (Gast)


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Er fährt von links nach Mitte etwa 90° weit, sollte aber bis nach rechts 
etwa 180° weit fahren.
Die mechanischen Endanschläge haben einen Abstand von etwa 200°.
Der lange Puls ist jetzt schon knapp über 2ms, so genau geht es nicht 
mit meinen Bauteilen.

von cassini (Gast)


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von Ich (Gast)


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Die Artikel habe ich schon beide gelesen. Mein Servo zeigt ein 
Verhalten, als ob er mit 1,5ms Pulsen angesteuert wird, obwohl es 
2ms-Pulse sind.

von Karl H. (kbuchegg)


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Ich schrieb:
> Er fährt von links nach Mitte etwa 90° weit, sollte aber bis nach rechts
> etwa 180° weit fahren.

Woran machst du das fest?
Normale Standard-Servos haben ca. 90°

Und deines sieht nach einem Wald und Wiesen Standard Servo aus.

von Ich (Gast)


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Ich müsste gar nicht die vollen 180° ausnutzen, das Problem ist nur, 
dass er kurz vor der Mittelstellung zu wenig Kraft hat. Er hätte wohl 
mehr Kraft, wenn seine Zielstellung nicht die Mitte ist, sondern noch 
weiter entfernt liegt.
Mittlerweile habe ich mein Problem anders lösen können: Durch verringern 
der Pausenzeit auf 14ms fährt er zwar wieder nur bis zur Mitte, hat 
jedoch kurz vor der Mittelstellung noch deutlich mehr Kraft.
Wenn noch jemand herausfindet, warum der Servo nur bis zur Mitte fährt, 
wäre ich trotzdem dankbar.

von Ich (Gast)


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@kbuchegg
Mechanisch wäre die Drehung noch um weitere 90° möglich.

von Karl H. (kbuchegg)


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Ich schrieb:
> @kbuchegg
> Mechanisch wäre die Drehung noch um weitere 90° möglich.

Mechanisch ist uninteressant. wenn du die Begrenzung rausnimmst gehen 
auch 5 Umdrehungen (mit einem Spindelpoti).
Entscheidend ist, was das Poti vorgibt.
Und normale Standardservos machen nicht mehr als +-45° aus der 
Mittellage. Mehr brauchst du nämlich nicht, weil der lineare Abtrieb 
durch den Bowdenzug dann so gut wie keinen Weg mehr macht. Bei 45° hast 
du bereits rund 70% des maximal möglichen Weges erreicht (max. Weg ist 
gleich dem Radius des Angrifsspunktes, sin(45)==0.707). Ab dort sinkt 
dann nur noch die Kraft, die das Servo auf den Zug übertragen kann ohne 
dass du wesentlich mehr Weg kriegst. Bei 90° Ausschlag bringt das Servo 
überhaupt keine Kraft mehr auf, sondern die Gegenkraft aus dem Bowdenzug 
geht komplett auf die letzte Getriebeachse. Zurückfahren des Servos von 
90° auf 85° macht am Bowdenzug dann gerade mal ein paar Millimeter (wenn 
überhaupt) Weg.

von Ich (Gast)


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Er macht aber nicht 45° links und rechts der Mittellage, sondern alle 
90° zwischen links und Mittellage und rechts der Mittellage gar nix 
mehr. Laut dem RN-Artikel sind die vollen 180° zumindest anfahrbar, mit 
welcher Kraft weiß ich nicht.

von Karl H. (kbuchegg)


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Ich schrieb:
> Er macht aber nicht 45° links und rechts der Mittellage, sondern alle
> 90° zwischen links und Mittellage und rechts der Mittellage gar nix
> mehr.

Deine Mittellage ist dazwischen! Dein Hebel ist einfach nur versetzt 
aufgesteckt bzw. du beobachtest die falsche Spitze deines Hebelkreuzes.

> Laut dem RN-Artikel sind die vollen 180° zumindest anfahrbar, mit
> welcher Kraft weiß ich nicht.

Welcher Artikel?
Es gibt 180° Servos. Aber das sind spezielle Servos und als solche auch 
in den Herstellerkatalogen explizit ausgewiesen! Die braucht man zb für 
Einziehfahrwerke in Flugzeugen. Ein normales Wald und Wiesen Servo macht 
bei 1ms - 2ms keine 180° Verdrehweg. Was nicht heißt, dass man die 
Zeiten nicht auf kleiner 1ms bzw. größer 2ms etwas strecken kann. Ob das 
geht und wie weit das geht hängt aber vom Servo bzw. dessen Elektronik 
ab.

von Ich (Gast)


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Die Stellung, die ich als "Mittelstellung" bezeichne, ist die Mitte 
zwischen den beiden mechanischen Endanschlägen. Wie ich mein Servokreuz 
aufsetze, ist egal.
Im Artikel auf RN ist vom "Standardservo" die Rede, der die fast 180° 
Drehung ausführt.

von Jürgen (Gast)


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Intern erzeugt ein solcher Servo ja eine Sägezahnspannung, die dann 
mittels Komperator mit dem Eingangssignal verglichen wird. Die Frequenz 
dieser Sägezahnspannung gibt dann den Endausschlag vor.

von Karl H. (kbuchegg)


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Sieh dir zb diese Seite an

http://www.der-schweighofer.at/wg/1422/graupner_digital_eco_servos

Das alles sind Graupner Servos. Sofern nichts anderes angegeben machen 
die alle ca 90° Verdrehweg. Scroll auf der Seite ganz nach unten. Das 
letzte Servo ist explizit als 180Grad Servo markiert. Es ist die 
Ausnahme unter den Servos und als solches auch gekennzeichnet.

von Karl H. (kbuchegg)


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Ich schrieb:
> Die Stellung, die ich als "Mittelstellung" bezeichne, ist die Mitte
> zwischen den beiden mechanischen Endanschlägen. Wie ich mein Servokreuz
> aufsetze, ist egal.
> Im Artikel auf RN ist vom "Standardservo" die Rede, der die fast 180°
> Drehung ausführt.


Wenn du meinst.
Ich bin raus. Mehr als erklären kann ich dir nicht, dass du aufs falsche 
Pferd setzt.

von Ich (Gast)


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Wenn das so ist, dann versteh ich wohl den RN-Artikel falsch. Danke an 
alle für die Hilfe, das ursprüngliche Problem ist ja mittlerweile 
gelöst.

von Karl H. (kbuchegg)


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Ich schrieb:
> Wenn das so ist, dann versteh ich wohl den RN-Artikel falsch.

Wenn du diesen Artikel meinst
http://www.rn-wissen.de/index.php/Servos

In dem ist noch mehr falsch.

von Ich (Gast)


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OK. Vielen Dank.

von Andreas K. (derandi)


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Der glaubt das jetzt nicht, weil auf Roboternetz einer abgebildet ist, 
der 180° packt...

von Karl H. (kbuchegg)


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Andreas K. schrieb:
> Der glaubt das jetzt nicht, weil auf Roboternetz einer abgebildet ist,
> der 180° packt...

Wobei ich nicht sicher bin, ob das nicht einfach nur ein Fehler des 
Photographen ist. Servo Mitte - Photo. Servo links - Mit der Hand nach 
links drehen - Photo. Servo rechts - mit der Hand nach rechts drehen - 
Photo.

Bei solchen Sachen macht sich kein Mensch die 'Mühe' und verkabelt 
tatsächlich ein Servo, wenn er den Hebel auch mit der Hand verdrehen 
kann.

von Ich (Gast)


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Ja ich habs jetz verstanden. Hab mich vorher immer an den Artikel 
gehalten. Vielleicht kann das ja mal wer ausbessern, der sich auskennt.

von Michael (Gast)


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Bei vielen Servos ist der Einstellbereich deutlich größer als die 
nominellen -45°..+45° bei 1..2 ms.

Die mechanischen Anschläge liegen oft erst in der Nähe von -90° bzw +90° 
und werden bei Pulselängen von nahe bei 0.5 ms bzw. 2.5 ms erreicht. Das 
ist dann aber außerhalb der Spezifikation und funktioniert wohl auch 
nicht mit jedem Servo - ausprobieren. Die üblicherweise angegebene 
Pulsperiode ist dagegen unkritisch.
Eber Vorsicht: Der Servo mag es gar nicht, wenn er am mechanischen 
Anschlag blockiert und der Motor dauern Strom bekomme.

von Thomas W. (thomas0906)


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Warum steuert ihr das Servo nicht einfach mit 1,5ms an.
Dann habt ihr auch die Mittelstellung.

Gruß
Thomas

von Blackbird (Gast)


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Weil 1,5ms nicht bei jedem Servohersteller die Mittelstellung ist. Und 
der TO kann eben nicht genau die Zeiten messen, die er generiert.

Blackbird

von Jan F. (jan_f76)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Es gibt 180° Servos. Aber das sind spezielle Servos und als solche auch
>
> in den Herstellerkatalogen explizit ausgewiesen!

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Sofern nichts anderes angegeben machen
>
> die alle ca 90° Verdrehweg. Scroll auf der Seite ganz nach unten.

Weil ich Modellflieger baue, hatte ich ja auch schon das ein oder andere 
Servo in der Hand. Ein durchschnittliches Wald- und Wiesen- oder 
China-Servo (Von Graupner bis noName) haben rund 270° mechanischen 
Verfahrweg. Wenn diese Servo an einen Empfänger angeschlossen werden, 
ist der Verfahrweg mit Vollaussteuerung per Fernsteuerung um die 180°, 
vielleicht etwas weniger, aber sicher weit über 90°. Ein Servo das nur 
90° macht ist schon eher ein Spezialservo...

> Das letzte Servo ist explizit als 180Grad Servo markiert.

Das heisst eigentlich nur, dass die 180° garantiert mit standard-Timing 
angesteuert werden können. Bei Standardservo muss dies eventuell mit der 
Fernsteuerung kompensiert werden:Erhöhen des Servo-Weg auf >100%  - bei 
aktuelleren Fernsteueriungen irgend wo im Menue einstellbar).

Wenn das Timing einigermassen stimmt, dann macht das ein Standard-Servo 
zwischen 1ms und 2ms über 120° Drehung. Der genaue Weg ist dann noch 
Herstellerabhängig, da einige ein leicht modifiziertes Timing verwenden 
(zB. 0.9ms - 2.1ms für 180° Drehung).

Ach ja: Ein Servo hat in jeder Stellung gleich viel Kraft. Da aber die 
Drehbewegung meist in eine lineare Bewegung umgesetzt wird, kann diese 
Kraft meist nicht weiter übertragen werden (Hebelgesetzt und so...).

von Reinhard R. (reirawb)


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@Ich (Gast)
Nur mal so als Zwischenfrage:
Hast du die Impulslänge gemessen (Oszi) oder nur mit der 555-Formel 
errechnet? Wenn errechnet, Fehler in der Formel oder in der Schaltung.

Hast du den Test mit einem oder mehreren Servos dieser Baureihe gemacht? 
Wenn nur ein Servo, könnte dieses ja auch einen Schuss haben.

Ich habe mal mit Billigst-Servos vom "C" experimentiert (S-325 HB, 
2,95€, z.Z. ausverkauft). Die hatten zwischen 1,0ms und 2,0ms ca. 120° 
Stellwinkel. Die stellten aber auch noch weiter, wenn die Impulse weiter 
verlängert/verkürzt wurden. Der mechanische Anschlag wurde bei ca. 0,6ms 
und 2,4ms erreicht, das hörte man dann auch. Und der Stellwinkel 
erreichte dann auch 180°.

Reinhard

von Karl H. (kbuchegg)


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Jan F. schrieb:

> Verfahrweg. Wenn diese Servo an einen Empfänger angeschlossen werden,
> ist der Verfahrweg mit Vollaussteuerung per Fernsteuerung um die 180°,
> vielleicht etwas weniger, aber sicher weit über 90°.

Probiers aus.
Das denkt jeder, dass das weit über 90° sind. Hab ich auch gedacht. Bis 
ich dann mal darauf geachtet habe.

Macht auch Sinn. Bei einem üblichen Bowdenzug-Abtrieb machst du nach 45° 
kaum noch Weg in Schubrichtung sondern bewegst nur noch den Zug seitlich 
hin und her. Ganz abgesehen davon, dass dir dann die Kraft am Zug flöten 
geht.

Verfahrweg am Bowdenzug:  proportional zu sin( Verdrehwinkel )
Kraft am Bowdenzug:       proportional zu cos( Verdrehwinkel )

(Verdrehwinkel jeweils von der Mittelstellung weg gemessen)

in der Nähe von 0° (also Mittelstellung) hast du daher einen nahezu 
linearen Zusammenhang zwischen Winkel und Weg, während die volle Kraft 
zur Verfügung steht. Beide Werte nehmen ab, je weiter man aus der 
Mittenstellung heraus kommt. Bei ca.45° beginnt dann der Sinus sich 
schon merklich zu krümmen, so dass der Wegzuwachs bei zunehmenden Winkel 
immer kleiner wird. Selbiges für den Cosinus, der bei 0° noch 1 ist 
(also volle Kraft) und bei kleinen Auslenkwinkeln nur wenig abnimmt. Bei 
45° wird dann der Cosinus immer linearer (bis zum 0-Durchgang) so dass 
dann die Kraft rapide abnimmt.

Ob das jetzt nach jeder Seite 45° oder 50° oder in Einzelfällen noch ein 
wenig mehr sind - geschenkt.
Aber +-90° sind es sicher nicht.

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