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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dreh-Winkel-Stellung v. Motor / Getriebe ermitteln, wie?


Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hallo,

ich möchte gerne eine Art "Antenne" Outdoor mit einem Rotator 
fernsteuern (remote). Es soll eine langsame, dafür aber sehr kraftvolle 
Bewegung erzeugt werden, um auch bei starkem Wind die Antenne drehen zu 
können. Die Windangriffsfläche beträgt ungefähr 12 x 50 cm.

Jetzt habe ich dafür 3 Lösungsansätze gefunden (wenn es noch andere gibt 
dann ergänzt bitte):

A:
Einen Servo "Hacken" und zwischen Drehwelle (welche die Antenne dreht) 
und gehacktem Servo ein Getriebe bauen, welches die Schnelle Bewegung 
des Servo-Motors in eine langsame dafür aber Kraftvolle Bewegung 
umwandelt.

B:
Einen Schrittmotor verwenden.

C:
Einen Gleichstrom oder Wechselstrommotor verwenden, so wie es in der 
Schaltung RB-35 hier im Forum / Shop gemacht wird.

Fragen:
Was passiert wenn der Wind oder eine andere Kraft von außen die Antenne 
bewegt und was passiert wenn der Strom ausfällt und dann wiederkommt mit 
der Dreh-Winkel-Stellung / Positionsbestimmung?

Bei A:
ist die Dreh-Winkel-Stellung / Positionsbestimmung ja eigentlich kein 
Problem da das Poti des Servos, welches vom Servo abgebaut und dafür an 
die Drehachse der Antenne angebaut wurde, ja einen eindeutigen 
Widerstand liefert der die Winkelstellung darstellt.
- Kann jetzt hier auch der Drehwinkel über einen Mikrocontroller oder 
so, an einen Datenschnittstele wie RS232, USB, I2C oder sonst was 
gesendet werden?

Bei B und C:
wie kann hier der Drehwinkel bestimmt werden?
Kann hier auch ein Poti als "Winkelmesser? verwendet werden?
Gibt es bessere  sichere  genauere / zuverlässigere "Winkelmesser" als 
den Poti?

Oder kann ich nur bei B und C den Motor solange in eine Richtung drehen 
und einen Anschlagsensor betätigen lassen und dann von dort neu anfangen 
mit Zählen der Schritte die der Motor zurücklegt um die Position zu 
bestimmen? Dann wäre ein Eingreifen auf den Drehwinkel von außen ja 
wieder nicht messbar.

Gibt es Schaltungen die das können?
Gibt es fertige Projekt die eine solche oder ähnliche Aufgabenstellung 
schon gelöst haben?

Wo könnte ich Teile und Materialien her bekommen um so was zu lösen?

Danke für jeden Tipp.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Muss sich die Antenne um 360° rundum drehen können?

Das Problem ist nämlich bei allen Potis, dass du irgendwann
den Endanschlag erreichts.

Autor: Patrick (Gast)
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Es gibt optische Winkelschrittgeber, aber ich weiss nicht, wie teuer 
solche Dinger sind.
schau mal bei Wikipedia unter "Inkrementalgeber" nach.

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hallo Karl Heinz Buchegger

Karl heinz Buchegger wrote:
> Muss sich die Antenne um 360° rundum drehen können?
> Das Problem ist nämlich bei allen Potis, dass du irgendwann
> den Endanschlag erreichts.

die Antenne muß sich nicht im Kreis drehen können, hin und her ist voll 
kommen ausreichend.

Es reichen auch 359 Grad theoretisch aus oder wenn es gar nicht anders 
geht auch weniger. Es sollen / können 2 Endschalter angebracht werden 
(wenn nötig) die dann das Ende des Fahrweges signalisieren.

Es soll auch mechanisch eine Sperre / Endanschlag eingebaut werden der 
ein "Überdrehen" der Antenne verhindert.

Gruß.

Autor: Josef Warta (Firma: Austriamicrosystems) (jwarta)
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Eine Loesung waere -> 
http://www.austriamicrosystems.com/03products/prod...

Anbindung mit USB moeglich, Evaluationboard und Software SDK fuer PC 
verfuegbar.

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hallo Patrick,

Patrick wrote:
> Es gibt optische Winkelschrittgeber, aber ich weiss nicht, wie teuer
> solche Dinger sind.
> schau mal bei Wikipedia unter "Inkrementalgeber" nach.

laut Wikipedia:

> Gegenüber kontinuierlich arbeitenden Messsystemen wie Servo-
> Potentiometern, besitzen Inkrementalgeber eine Maßverkörperung mit einer
> sich wiederholenden, periodischen Zählspur. Die Messung beruht auf einer
> Richtungbestimmung und einer Zählung.

Ich möchte eher wie das Prinzip des Servo-Potentiomerters arbeiten.
Oder genau mit diesem Prinzip.
Gibt es dafür einen Mikrocontroller mit PC-Schnittstelle der die 
Winkelstellung eines Poti ermitteln kann?

Und dann danach sogar die Stellung eines Schrittmotors korrigieren kann?

Gruß.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Schneckengetriebe sind selbsthaltend, das wird für Antennenrotoren gern 
ausgenutzt.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mikro Fan wrote:

> Ich möchte eher wie das Prinzip des Servo-Potentiomerters arbeiten.
> Oder genau mit diesem Prinzip.
> Gibt es dafür einen Mikrocontroller mit PC-Schnittstelle der die
> Winkelstellung eines Poti ermitteln kann?

Jeder µC mit einem ADC und einer UART kann das.
Bei den Tinys weiss ich nicht, wer als erster beides drinnen
hat. Aber bereits ein Mega8 ist mehr als ausreichend.

>
> Und dann danach sogar die Stellung eines Schrittmotors korrigieren kann?

Sicher.
Wenn mans kann. :-)

Autor: Klaus Falser (kfalser)
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Am besten ist es ein Schneckengetriebe zu verwenden.
Das ist selbstsperrend, verdreht sich also nicht ohne Strom und kräftig.

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hallo Josef Warta,

Josef Warta wrote:
> Eine Loesung waere ->
> 
http://www.austriamicrosystems.com/03products/prod...
>
> Anbindung mit USB moeglich, Evaluationboard und Software SDK fuer PC
> verfuegbar.

Gibt es das auch eventuell in Deutsch, um es für den Einsteiger besser 
zu verstehen?

Danke.

------------------------------

Ich habe folgende Seiten  Projekte  Bausätze gefunden:

USB-Servosteuerung:
http://www.schatenseite.de/usb-servo.html

und


USB - Phidget Motor Control:
http://www.phidgets.com/products.php?category=6

Gibt es auch so was für die wesentlich leistungsstärkeren Servomotoren?
Und wenn es so was gibt, dann auch mit einem Anschluss für eine Poti?

Gruß.


Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Hier gibts richtig dicke Antennenrotoren:
http://www.ukw-berichte.de/ukw-docs/rotoren/hori_rot.html
nur so zum Anschauen, da gibts auch noch PDFs

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Klaus Falser wrote:
> Am besten ist es ein Schneckengetriebe zu verwenden.
> Das ist selbstsperrend, verdreht sich also nicht ohne Strom und kräftig.

Wo bekommt man den ein Schneckengetreibe zu einem fairen Preis her?
Und was für eine Motor würde dort am besten dran passen?

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Karl heinz Buchegger wrote:

> Jeder µC mit einem ADC und einer UART kann das.
> Bei den Tinys weiss ich nicht, wer als erster beides drinnen
> hat. Aber bereits ein Mega8 ist mehr als ausreichend.
>> Und dann danach sogar die Stellung eines Schrittmotors korrigieren kann?
> Sicher.
> Wenn mans kann. :-)

Gibt es so etwas als fertige "Nach-Bau-Projekt"?

Gruß.

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Christoph Kessler wrote:
> Hier gibts richtig dicke Antennenrotoren:
> http://www.ukw-berichte.de/ukw-docs/rotoren/hori_rot.html
> nur so zum Anschauen, da gibts auch noch PDFs

Gut aussehen (meschaniche + stabiel) sehen die ja aus, aber der Preis 
auch. Das ist weit über meinem Preislimit. Trotzdem Danke für den Link.

Gruß.

Autor: Emanuel (Gast)
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also mit einem servo motor mit entsprechendem regler wäre dies wohl 
absolut kein thema...

Autor: Hans (Gast)
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"Wo bekommt man den ein Schneckengetreibe zu einem fairen Preis her?
Und was für eine Motor würde dort am besten dran passen?"

würde dir einen Scheibenwischermotor vom Schrottplatz empfehlen. Sehr 
günstig und vollkommen ausreichendes Drehmoment und Drehzahl (wenn mit 
PWM heruntergeregelt).

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hallo,

Emanuel wrote:
> also mit einem servo motor mit entsprechendem regler wäre dies wohl
> absolut kein thema...

ich würde auch einen Servomotor nehem und diesen so modifizieren das er 
die er mehr sich rund um drehen kann und das Poti an die Abtriebsachse 
des Getriebes (eventeull wie hier empfohlen eine Schneckengetreibe) 
anbringen.

Nur wo bekomme ich ein passendes Getreibe und einen leistungsstarken 
Servo her?

Wie viel Nm muß so ein Servo den haben?

Warum haben mache Servo mehr als 3 Kabel?

Gruß.

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hans wrote:
> "Wo bekommt man den ein Schneckengetreibe zu einem fairen Preis her?
> Und was für eine Motor würde dort am besten dran passen?"
>
> würde dir einen Scheibenwischermotor vom Schrottplatz empfehlen. Sehr
> günstig und vollkommen ausreichendes Drehmoment und Drehzahl (wenn mit
> PWM heruntergeregelt).

Bei Pollin.de gibt es eine Scheibenwischer für 12,- Euro, nur wie steuer 
ich den an?

Gruß.




Autor: Emanuel (Gast)
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Würd einen servo mit resolver empfehlen, dann musste das ganze nur noch 
regeln und fertig...

Autor: fnah (Gast)
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der absolute winkel liesse sich auch mit einer gray-code-scheibe und 
reflexkopplern ermitteln:
http://de.wikipedia.org/wiki/Gray-Code#Anwendungen
Beitrag "Scheibe für Drehgeber"
http://www.roboterwelt.de/forum/archiv/2004/0604/m...

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hallo Emanuell,

Emanuel wrote:
> Würd einen servo mit resolver empfehlen, dann musste das ganze nur noch
> regeln und fertig...

hast du dafür ein Beispiel (Bild, Link, Preisangabe) und werden die wie 
normale Servos angesteuert?

Gruß.

Autor: fnah (Gast)
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letzten link von mir (www.roboterwelt.de/...) bitte nicht beachten, das 
ist kein gray-code!

Autor: Mikro Fan (mikro-fan)
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Hallo,

fnah wrote:
> letzten link von mir (www.roboterwelt.de/...) bitte nicht beachten, das
> ist kein gray-code!

gibt es zum ausslesen des Gray-Codes schon fertige Projekte?

Gruß.

Autor: fnah (Gast)
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