Hallo, Ich habe vor eine elektronische Steuerung fuer mein Windrad zu bauen und habe auch schon so meine Vorstellungen, wie das ganze werden soll. Ich bin mir aber nicht sicher ob das Ganze so moeglich ist wie ich mir das vorstelle oder ob es vielleicht hier und da bessere Loesungen gibt. Zu dem Windrad, dass ich nun mit hilfe eines Mikrocontrollers steuern will: Das Windrad erzeugt 1,5kW mit einem mit Kondensatoren umgebauten 380v 3p Elektromotor, hat einen Rotordurchmesser von 5,6m und ist auf einem 9,3m hohem Mast montiert. Bisher wurde es von einem Lego NXT Roboterset gesteuert, was auch funktieoniert hat, ich nun aber eben durch einen Mikrocontroller ersetzen will. Was gesteuert werden soll: -erstens soll es sich automatisch mit einem Elektromotor in den Wind stellen. (hat schon mit dem Lego setup funktioniert) -zweitens soll die Rotationsgeschwindigkeit mit Hilfe einer Fluegelverstellung realisiert werden. (wurde vorher mit elektronischem rausdrehen des Rotors aus dem Wind vom Lego NXT geregelt) -des weiteren wer eine geregelte Ladeelektronik fuer eine Autobleibatterie erstrebenswert, die in einem weiten Spannungsband von am besten 12-230v die 12v Batterie laed. Ich stelle mir vor entweder einen Arduino Duemilanove oder einen UNO als Basis zu nutzen. Fuer die Steuerung des Rotors in den Wind wollte ich einen Magnetencoder http://at.farnell.com/austriamicrosystems/as5045-assu/encoder-magnetic-rotary-10bit-16ssop/dp/1630801 unter eine kleine Windfahne setzen, um so die Windrichtung im Verhaeltnis zum Rotorkopf feststellen zu koennen, um dann ueber einen Elektromotor den Rotor dem Wind nachfahren zu koennen. Den Motor wollte ich mit einer H-bruecke http://www.watterott.com/de/Dual-Motor-Steuerung-9A-VNH2SP30-MD03A ueber den Arduino ansteuern, genauso den Motor, der die Fluegel verstellen soll. Bei dem zweiten Punkt bin ich mir noch nicht so ganz sicher, bisher habe ich vor, einen Elektromotor, am besten einen Servomotor an die rotierenden Rotoren zu montieren, der ueber Schleifringe/kontakte versorgt werden soll. um die Rotorachsgeschwindigkeit zu ermitteln hatte ich vor, wieder einen magnetischen Encoder zu benutzen, mit dessen Hilfe der Arduino dann die Fluegelstellung errechnen und korriegieren kann. Mit der Batterieladung habe ich noch keinen konkreten Plan da ein normales Ladegeraet wohl nur bei 230v funktieoniert und nich bei weniger und sonst gibt es ja noch PC-Netzteile die man umbauen kann aber wie das genau geht weiss ich leider auch nicht... Ich hoffe ihr koennt euch in etwa vorstellen, was ich vorhabe und koennt mir sagen ob das so funktieonieren kann. Ich waere auch sehr dankbar fuer bessere Loesungsansaetze! Wie ist das eigentlich mit Servomotoren, die kann man ja auch winkelgenau steuern, aber ich habe noch nie groessere als die kleinen aus dem Modellbau gesehen bzw gefunden, wie viele kabel Brauchen die? Diese kleinen haben ja nur 3 wie ist das mit groesseren 12v Servomotoren und wo bekommt man die? Und sind die dann eigentlich billiger als ein normaler plus Encoder oder Poti plus 2 weitere Schleifringe?
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Ist das dein Einzelprojekt oder besteht bereits eine Usercommunity dafür bzw. wäre es interessant und gewollt eine solche aufzubauen? Ich könnte mir gut vorstellen, dass ein Open Source / Open Hardware Projekt einige freiwillige Mitarbeiter anziehen kann, die zu den von dir beschriebenen Teilaufgaben etwas beisteuern möchten. Und die Zusammenfassung der Beschreibung, Pläne, Aktivitäten z.B. in einem Wiki wäre langlebiger als in einer Diskussion im Tagesgeschäft. Technisch gesehen... ...kann man das Motorsteuerboard natürlich nicht bewerten, wenn man die technischen Daten des Motors nicht hat. Möglicherweise ist die direkte Motorsteuerung überhaupt nicht erforderlich, sondern der Controller (jetzt Lego NXT, später µC) steuert selbst über ein digitales Protokoll (bekannt?) nur die vorhandene Steuerungsplatine des Motors an. ...ist eine Flügelanstellwinkelsteuerung nur machbar, wenn die Mechanik an den Flügeln dafür vorhanden ist bzw. gebaut wird. Hast du Daten zu der max. Achslast, die ein Flügel ausüben kann? Ich bezweifele, dass eine typ. 6mm Achse eines Schrittmotors die direkt aufnehmen kann. Wenn das Windrad an sich eine kommerzielle Konstruktion ist, könnte die gesamte Statikberechnung durch den Umbau hinfällig werden und neu berechnet werden müssen. ...kann ein Bleiakku mit fast allem geladen werden, die entsprechende Ladeelektronik vorausgesetzt. Eventuell kann man getrennte, optimierte Ladeelektroniken per Relais schalten z.B. wenn der Windernter geringe Spannungen liefert und eins, wenn das Ding "brummt".
Also. Ein Mega32 ist genuegend. Mit 1.5kW geht man nicht auf Batterien, sondern ins Netz. Die anderen Konzepte sind auch nicht optimal.
...Schrittmotoren sind industrielle Artikel. Die bekommst du in allen Leistungsklassen zu kaufen. D.h. du musst wissen, welche Leistungsklasse du brauchst. Technische Werte sind: Wie muss/kann der Schrittmotor versorgt werden und was muss er bringen, d.h. Schrittweite, Drehmoment.
Ein Tip zur Fügelverstellung: Ich halte die Idee, da einen Stellmotor in den Rotorkopf zu setzen für problematisch und unnötig. Du musst die Ansteuerleitungen über Schleifringe führen und dann auch noch wiederum eine Lage-Rückmeldung, um den Anstellwinkel zu kontrollieren. Das sind zwei Problemstellen (Gewicht und Bauraum des Motors mit Getriebe, Schleifringe), die sich durch eine andere Anordnung vermeiden lassen. Weit einfacher wäre es, auf die Rotorachse einfach eine Schiebehülse aufzusetzen, die eine umlaufende Nut hat. So kannst Du sie mit einem am Stator montierten Stellmotor nach vorne und hinten schieben. Und die Lage der Schiebehülse verstellt direkt über Hebel die Rotorblätter. So hast Du den Motor vom Rotor runter und brauchst auch keine Schleifringe. Grüße
Also im Moment arbeite ich daran zusammen mit meinem Nachbarn, der ehmaliger Schlosser ist, das Ding ist, dass ich schon gerne an Allem beteiligt sein moechte, da ich dabei ja lernen will, wie die "Baugruppen", von denen ich bisher noch nicht soviel ahnung habe, funktionieren, sodass ich das neu erworbene Wissen spaeter auch auf andere Projekte uebertragen kann. Dennoch bin ich fuer jede Hilfe offen und werde sie wohl auch bei elektronischen und vorallem programmiertechnischen Dingen dringend benoetigen. Des Weiteren bin ich am ueberlegen, ob ich dieses Projekt auch mit in mein Abitur mit einfliessen lassen sollte aber das werde ich wohl erst spaeter entscheiden, dafuer waehre so ein Open Source Projekt jedenfalls sicher interessant. Um erstmal zu den Motoren zu kommen, der Motor, der den Rotor in den Wind stellt, ist ein ehemaliger Anlasser also ein recht durchzugsstarker 12v Motor ohne jegliche Steuerelektronik, die ich direkt ansteuern koennte. Die genauen Werte liegen mir im Momet nicht vor jedenfalls koennen die ganz schoen Leistung aufnehmen. Der motor ist aber auch stark untersetzt da die Gondel nur langsam gedreht werden muss und somit kein staerkerer (grosserer) Motor noetig. Zur Fluegelverstellung: Das mit der Schiebehuelse usw ist technisch einiges schwieriger zu loesen zumal es mit einer einfachen Nut, woman dran ziehen und druecken kann nicht getan ist, es wehren schon spezielle Lager von noeten usw. Um eine weitere Moeglichkeit gleich einmal mit auszuschliessen, man koennte auch eine Hohlwelle nehmen und darin eine weitere Welle haben mit der man die Fluegel verstellt, welches so ziehmlich das gleiche Prinziep ist. Allerdings braucht man da erstmal eine Hohlwelle, die einen umsogroesseren Durchmesser nach sich fuehrt und somit riesige lager benoetigt dann noch lager fuer die Welle in der Hohlwelle und und und das ist ein riesiger Technischer und vorallem Finanzieller Aufwand. Das Gestaenge zu bauen, um von einer rotierenden Achse eines Motors zur gleichzeitigen Stellung/Drehung dereier Rotorblaetter, ist nicht das Problem, das bekommen wir schon hin. Damit dieser Motor nicht allzuviel Kraft benoetigt, dachte ich auch hier an eine relativ starke Untersetzung gegebenenfalls ein Schneckengetriebe, welches die Belastung auf den Motor so gering wie moeglich haelt und die Fluegel auch ohne Motor (also nur das Getriebe) im Wind fest haelt. Dazu muss man auch sagen, das die Achse der Rotorblaetter mittig liegt und somit kein grosses Drehmoment auf die Rotorachse wirken sollte. Durch die Untersetzung muesste der Motor fuer die Fluegelstellung auch einige Umdrehungen machen um die extem Fluegelstellungen zu erreichen, kleine Servomotoren aus dem Modellbau machen so viel ich weiss ja wenn ueberhaupt nur sehr wenige Umdrehungen oder gibt es da auch andere? Ausserdem habe ich gehoert, dass Schrittmotoren eine geringe Durchzugskraft haben im verhaeltnis zu "normalen" Motoren gleicher Groesse, in wie weit stimmt das? Ich bin mir halt nicht sicher, welche Art von Motor-Sensorkombination hier am besten vom Preisnutzenverhaeltnis ist. So ein digitales Protokoll ist mir uebrigens nicht bekannt. Die Batterie ist uebrigens nur fuer die Steuerung zustaenig sprich fuer die Motoren und den Mikrocontroller. Der eigentliche Strom wird natuerlich nicht in Batterien eingespeist, geplant ist erstmal, die Leistung ueber Heizstaebe in warm Wasser zu stecken, da Heizstaeben egal ist was fuer Strom sie bekommen, da bei geringerem Wind die Rotor- und somit Generatordrehzahl sienkt bzw schwanken kann, bekommt man keinen normal brauchbaren Strom geliefert, da Spnannung und Frequenz eben von der Umdrehungszahl abhaengen.
Deine Bauteile sind um den Faktor 10 zu teuer, es tut ein einfachster AVR Microprozessor wie ATtiny13, zwei einfachste Hallsensoren wie TLE4905, um die beiden Motoren zu steuern nach Wind und Akkustand. Wenn du zusätzlich technische Daten anzeigen willst, wie Dreh-/Windgeschwindigkeit, -richtung, Stromerzeugung, Ladezustand dann sollte der uC genug Ausgänge haben um ein Display (z.B. 2 x 16 Zeilen Text) anzusteuern. Als (Blattverstellungsantrieb) ist ein Servo angemessen, er braucht nur 3 Anschlüsse (Plus, Masse und Impuls) aber die Modellbauservos sind nicht für jahrelangen Dauerbetrieb ausgelegt (Kunststoffgetriebe), such eventuell bei eBay nach professionelleren Teilen. Du solltest die Mechanik aber so bauen, daß sich der Servo nicht mitdreht. Zur Rotation tut es ein Getriebemotor auf einen Zahnkranz, ein 1kW Anlasser um ein 1.5kW Rad zu drehen ist aber oversized, das Getriebe bringt schliesslich Kraftzuwachs. Achte auch hier auf lange Haltbarkeit. Wenn du keinen Anlasser nimmst, tut es auch eine kleinere H-Brücke, wie BTS7741 (Pollin). Du solltest nicht so viel Geld für runimentäre Teile wie uC und Sensor ausgeben, sondern mehr Geld in solide Gehäuse, solide Getriebe, denn du willst daß das 10 Jahre lang und länger funktioniert - sonst ist der gewonnene Strom zu teuer wenn man jedes Jahr wochenlang basteln muss.
Hallo! Für Anfänger / Selberbauer ist der Savonius-Rotor eine Überlegung wert. Er funktioniert bereits bei kleinen Windgeschwindigkeiten, ist von der Windrichtung unabhängig, überlastsicher (braucht nicht aus dem Wind gedreht werden) und mit einfachen Mitteln zu bauen. Außerdem ist er optisch unauffälliger und für Vögel ungefährlicher. Nachteil: "relativ" geringe Drehzahlen - also passender Generator oder Übersetzung nötig.
hm, also der Arduino ist ja nun nicht allzu teuer bzw. seine Anschaffung wert, die H-bruecken allerdings schon das ist mir auch ein Dorn im Auge. Der Anlasser hat auch nicht ganz so viel Leistung, der stammt ja nicht aus einem Automotor, sondern eher aus einem Rasenmaehertreckermotor. Zu Route_66: Anfaenger sind wir sicher nicht mehr und mit dem Bau der der mechanischen Komponenten haben wir auch keine Probleme, es hapert lediglich an mangelden elektronischen und programmiertechnischen Kenntnissen. Ich brauche also Loesungsmoeglichkeiten fuer die steuerelektronische Seite, denn das Windrad selbst existiert ja bereits und wird nur zur Steuerung angepasst. Hier mal ein Link zum Windrad: http://picasaweb.google.com/lh/photo/Vm_SAiwze23UlzX97qS5ow?feat=directlink
Das Photo zeigt zeigt zumindest, dass niemand gefaerdet wird... Ich denk auch, dass ein Mega32 passender wie ein 32bitter waere. Ein 32bitter ist fuer einen Anfaenger zu schwierig.
Im Prinziep muss ich die Motoren ja nur in zwei Richtungen und Stopp steuern koennen, die Motorsteuereinheiten koennen ja aber zusaetzlich auch die Drehzahl regeln, was ich ja garnicht brauche. Koennte man dann nicht auch Schuetze oder Relais nehmen, die man direkt mit dem Mikrocontroller ansteuern kann, die dann die Arbeitsstromkreise fuer die Motoren schliessen? Ich habe eben mal nach solchen gesucht finde aber irgendwie nich die richtigen Teile... Ich habe heute mal den Motor, der die Gondel in den Wind drehen soll, getestet. Er zieht im Leerlauf 10A bei 12V und unter Last zieht er etwa 15 bis 20A! Ich denke dieses Steuermodul ware dafuer passend: http://www.watterott.com/de/Motor-Steuerung-20A-IRF7842PBF-24v20 allerdings ist das nur fuer einen Motor und dafuer recht teuer... koennte man also vielleicht doch iregendwie eine Schuetz/Relai oder eine ganz ander Loesung finden? Des weiteren finde ich ueberhaupt keine Servos in passender Groesse fuer die Blattverstellung!? Kann mir einer mal ein Link geben wo es sowas gibt? Oder wenigstens einen Tip? Danke Wie steuer ich den Servomotor dann eigentlich? Gibt es dafuer wieder spezielle Steuerplatinen oder reicht auch ein "einfaches" H-Brueckenmodul wie fuer einen normalen Motor?
> zieht im Leerlauf 10A bei 12V und unter Last Du brauchst den Blockierstrom/Anlaufstrom, den muß die Elektronik aushalten. > Wie steuer ich den Servomotor dann eigentlich? Gibt es dafuer wieder > spezielle Steuerplatinen Ein Modellbauservo enthält die Platine und wir über die Länge von einem einzigen ständig wiederholten Impuls gesteuert. http://www.harm-racing.com/de/rc-cars-und-zubehoer/harm-xs-one-powerservo/ Servos ausserhalb des Moellbaubereichs gibt es aber in jeder Grösse http://www.atlantagmbh.de/media/kataloge/Servo/Kapitel_G_Inhalt.pdf
der Anlaufstrom liegt bei etwa 15A blockiert hab ich den Motor noch nicht bekommen, das Problem ist, dass mein Messgeraet nur bis 20 Amper anzeigt... :(
Kein Ohmmessbereich ? Spannung / Widerstand = Blockierstrom - der übrigens gleich der Spitze des Anlaufstroms ist.
der Wiederstand betraegt 0.3 Ohmen also zieht er maximal 40A! Ob die Messung allerdings genau ist weiss ich nich ich werde sie am Wochenende nochmal mit einem besseren Ampermeter ueberpruefen.
Wieso kein Scheibenwischermotor zum Gondeldrehen?! ziehen im Leerlauf 1A.
Weil knapp 5 Jahre nach dem Threadbeginn die ganze Sache vermutlich längst wegen totaler Unwirtschaftlichkeit und hohem Wartungsaufwand begraben ist... :-)
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