Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik mechanische/analoge Auflösung bei Modellbauservo ?


von Klaus D. (kolisson)


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Hallo Leuts,

nun spiele ich mal mit Modellbauservos herum.
Bei meiner recherche fand ich heraus, dass es Ansteuerungen über 16 Bit
Timer bei Atmega gibt , die dann für die 180° Drehung eine Einteilung
in 2000 Schritte machen können (auf der Softwareseite).

ich frage ich aber gerade, was die Mechanik im Servo und dessen Auswerte
Stufe eigentlich so leisten könnten.

Bei wieviel Stufen hört der Sinn auf weil der Analog und Mechanikteil
das überhaupt nicht leisten könnten ?

Gruss Klaus

von Guido (Gast)


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Weil ich es vor Kurzem selbst gesucht habe: angeblich bis zu
1000 Schritte.

von Tony R. (tony)


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einfach ausprobieren, würde ich empfehlen...
Laserpointer oben draufgeklebt und dann in einiger Entfernung ein Papier 
an die Wand... Und schon wird das Auflösungsvermögen sichtbar.
Dann kann man bestimmt auch sehr gut die Wiederholgenauigkeit erkennen.

von crazy horse (Gast)


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Man kann natürlich auch fragen: Welche Auflösung hat ein ADC?
Wie man leicht sieht, kann man so eine Frage nicht beantworten. Zwischen 
dem 5€-China-Servo und einem mit Metallgetriebe und hochwertigen 
Poti+Elektronik liegen Grössenordnungen.

von Harald W. (wilhelms)


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crazy horse schrieb:
> Man kann natürlich auch fragen: Welche Auflösung hat ein ADC?
> Wie man leicht sieht, kann man so eine Frage nicht beantworten.

von Jens (Gast)


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2-3 Grad Spiel haben gute Servo unter Last (also +- 1,5Grad,
z.B. Savox mit Metallgetriebe, das hatte ich mal nachgemessen).

Problem ist nicht das Poti, sondern das Getriebe (1:100 oder so,
da gibt es viele Zähne)

von Harald W. (wilhelms)


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crazy horse schrieb:
> Man kann natürlich auch fragen: Welche Auflösung hat ein ADC?
> Wie man leicht sieht, kann man so eine Frage nicht beantworten.

Die Frage lässt sich leicht beantworten, denn die Antwort steht
im Datenblatt. :-) Was sich sich nicht so leicht beatworten lässt,
ist die Frage nach der Genauigkeit. Das gleiche gilt für Servos.
Zumindest bei analogen Servos ist die Auflösung praktisch beliebig
hoch. Die Genauigkeit allerdings endlich und von Servo zu Servo
unterschiedlich.
Gruss
Harald
PS: Ich hatte mein obiges Posting versehentlich abgeschickt und
wollte es löschen. Leider habe ich eine Fehlermeldung bekommen,
das ich dazu keine Berechtigung habe. :-(

von Klaus D. (kolisson)


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Tajas R. schrieb:
> einfach ausprobieren, würde ich empfehlen...
> Laserpointer oben draufgeklebt und dann in einiger Entfernung ein Papier
> an die Wand...

Naja .. tolle Idee . Das sagt mir dann aber nichts vom Verhalten
unter Last.

Guido schrieb:
> Weil ich es vor Kurzem selbst gesucht habe: angeblich bis zu
> 1000 Schritte.

... Angeblich .. und wo ist die Wahrheit ?

crazy horse schrieb:
> Man kann natürlich auch fragen: Welche Auflösung hat ein ADC?
> Wie man leicht sieht, kann man so eine Frage nicht beantworten. Zwischen
> dem 5€-China-Servo und einem mit Metallgetriebe und hochwertigen
> Poti+Elektronik liegen Grössenordnungen.

Beim ADC stellt sich die Frage nicht so sehr.
.. aber ich versteh den Einwand.

Ich hätte erwähnen sollen dass es Standard-Modellbauservos aus meinem 
Bestand
von vor 30 Jahren sind. Da habe ich keine Datenblätter.

Jens schrieb:
> 2-3 Grad Spiel haben gute Servo unter Last (also +- 1,5Grad,
> z.B. Savox mit Metallgetriebe, das hatte ich mal nachgemessen).
>
> Problem ist nicht das Poti, sondern das Getriebe (1:100 oder so,
> da gibt es viele Zähne)

Solche Gedanken waren der Grund meiner Fragestellung.

Meine Servos hier sind z.B. Robbe RS200, Simprop MM und
einen den ich mal für billig bei Conrad gekauft hatte .
dieser ist von CARSON und vermutlich wirklich China.


Der grundgedanke der Frage ist folgender:

ich möchte den Vergaser (die Drosselklappe)eines Verbrennungsmotors 
steuern
Da die Drosselklappe natürlich kein Logarithmisches Verhalten hat ist
eine recht genaue Steuerung angesagt.
Die Software für den Atmel , die ich nun verwende ist ganz okay
und macht eben diese 1000 Schritte bei 8Mhz Cpu clck.

Ich fragte mich halt ob es sich bei einem Plastikservo lohnt, diese
auf 2000 Schritte aufzubohren oder ob diese erweiterung dann im
schlichtweg im mechanischen Rauschen untergeht.


Danke auf jeden Fall für die Antworten.


liebe Grüsse
Klaus de Lisson

von Philipp (Gast)


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Auf 2000 aufbohren bringt garantiert garnichts.
Ein bewährter Trick ist jedoch das Belasten mittels einer Kleinen Feder. 
Durch ide Ferderbelastung regelt das Servo dauernd und eben nur etwas 
mehr oder weniger. Dadurch ruckelt es nicht mehr, weil der Loßreißmoment 
der mechanik wegfällt. Wirkt wunder!

von Harald W. (wilhelms)


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Philipp schrieb:
> Auf 2000 aufbohren bringt garantiert garnichts.
> Ein bewährter Trick ist jedoch das Belasten mittels einer Kleinen Feder.
> Durch ide Ferderbelastung regelt das Servo dauernd und eben nur etwas
> mehr oder weniger. Dadurch ruckelt es nicht mehr, weil der Loßreißmoment
> der mechanik wegfällt. Wirkt wunder!

Ja, im Endeffekt braucht man ein spielfreies Getriebe, wie man es
in der Messtechnik häufiger verwendet. Das einfachste, wie man so
etwas verwirklichen kann, ist die von dir erwähnte Feder. Man hat
so allerdings grössere Verluste, da dadurch der Motor dauernd
Strom zieht. Für eine grössere Genauigkeit würde ich dann noch
den Totbereich des Servos verringern.
Gruss
Harald

von Klaus D. (kolisson)


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Philipp schrieb:
> Auf 2000 aufbohren bringt garantiert garnichts.
> Ein bewährter Trick ist jedoch das Belasten mittels einer Kleinen Feder.
> Durch ide Ferderbelastung regelt das Servo dauernd und eben nur etwas
> mehr oder weniger. Dadurch ruckelt es nicht mehr, weil der Loßreißmoment
> der mechanik wegfällt. Wirkt wunder!

Das gefäält mir auch wieder gut und ich stelle fest, was ich 
unwissentlich
verschwiegen habe.
Da mein Servo (ich nenne ihn mal so) in meiner geplanten Konstruktion
über eine Zugschnur mit dem Gashebel und dessen Rückholfeder (die ist ja 
schon drinne) verbunden ist gibt es nur Zugbelastung.
Das Spiel und das Ruckeln wird also nicht relevant sein.

Im Prinzip meine ich auf jeden Fall verstanden zu haben , dass die
einfachen Plastikservos nicht mehr als 1000 Schritte verdient haben.

Insofern bin ich schonmal happy.

********
Bei meinen Messungen an den 3 verschiedenen Servos habe ich allerdings
festgestellt dass die alle sehr unterschiedlich auf 1,5mS reagieren
und dass die sache mit der Pulsdauer vs. Stellung absolut nicht linear 
ist .
(auch ohne Last).

Ich werde mich also nun bemühen ein Servicemneü in meinen MC zu proggen
um den jeweilig verwendeten Servo zu kalibrieren.

Das ist aber nur ein Hinweis und eigentlich keine Frage.

Gruss Klaus dL

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Klaus De lisson schrieb:
> Bei meinen Messungen an den 3 verschiedenen Servos habe ich allerdings
> festgestellt dass die alle sehr unterschiedlich auf 1,5mS reagieren
> und dass die sache mit der Pulsdauer vs. Stellung absolut nicht linear
> ist .

Das mit der miesen Linearität ist häufig bei analogen Servos zu finden, 
bei digitalen ist die Linearität sehr gut. Die tatsächliche 
Mitte-Stellung bei 1.5ms und die daraus resultierende Verschiebung der 
Endanschläge muss jedoch bei jedem Servo kalibriert werden.

von Oliver (Gast)


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Um es kurz zu machen: Probiers aus. Aber eine Auflösung auf 2000 
Schritte ist sehr weit ausserhalb der Fähigkeiten eines Modellbauservos.

Sehr vermutlich wird das Servo weniger als 500 Schritte realisieren 
können. Ich habe hier  u.a. analoge Servos, die lösen auf weniger als 
100 Schritte auf;) Irgendwo im Netz gibt es dazu auch weitere Infos, das 
wurde schon öfter ausprobiert.

Oliver

von Harald W. (wilhelms)


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Knut Ballhause schrieb:

> Das mit der miesen Linearität ist häufig bei analogen Servos zu finden,
> bei digitalen ist die Linearität sehr gut.

Da digitale Servos ja wohl deutlich teurer sind, gibt man sich dort
vielleicht auch etwas mehr Mühe, ein qualitativ höherwertiges Poti
und ein besseres Getriebe zu verwenden. M.E. könnte man durch Selbstbau
schon ein Servo mit deutlich besserer Qualität bekommen. Ich würde da
z.B. ein Mehrgangwendelpoti und einen Motor mit spielfreien Getriebe
verwenden. Die Steuerelektronik ist ja wohl eher trivial.
Gruss
Harald

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Da digitale Servos ja wohl deutlich teurer sind, gibt man sich dort
> vielleicht auch etwas mehr Mühe, ein qualitativ höherwertiges Poti
> und ein besseres Getriebe zu verwenden.

Beim blauen Klaus gibt es analoge Miniservos für 6EUR und digitale für 
8EUR. Der Unterschied ist da eher marginal. Digitale Servos verwenden 
anstelle oder zusätzlich zum Poti einen Drehgeber, weshalb sie eine 
weitaus bessere Linearität über den gesamten Drehbereich.

von Klaus D. (kolisson)


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ein guter HInweis Knut,
welche Digis gibt es dann beim blauen K.?


klaus d.l.

von --- (Gast)


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Achtung!
Digitalservos im Modellbau nutzen nur einen digitalen Schaltkreis für 
die Ansteuerung der H-Brücke. Damit wird ein stärkeres Drehmoment um die 
Nulllage erreicht, als bei den analogen Regelkreisen.
Es gibt zwar auch Typen mit Rotary Encodern statt Potis, aber nur weil 
es ein Digitalservo ist, muss es noch kein hochwertiges Poti oder gar 
einen Drehgeber enthalten.

von iaoffline@web.de (Gast)


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Klaus De lisson schrieb:
> Da die Drosselklappe natürlich kein Logarithmisches Verhalten hat ist
> eine recht genaue Steuerung angesagt.

Das kann man mit einem Excenter annähern.

> Ich fragte mich halt ob es sich bei einem Plastikservo lohnt, diese
> auf 2000 Schritte aufzubohren oder ob diese erweiterung dann im
> schlichtweg im mechanischen Rauschen untergeht

Die Frage der Wiederholbarkeit ist auch nicht einfach, gerade bei 
Automotive und den verschiedenen Temperaturen. Modellbauservos sind im 
kurzzeitbetrieb ca. 1-2° genau. Aber als absolute Stellglieder im 
Dauerbetrieb? Wenn du damit leben kannst kein Problem. Dann kannst du 
dir die programmierung aber auch  schenken und einen Servotester im 
Cockpit einbauen ;-)

von Klaus D. (kolisson)


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Hallo iaoffline@web.de

Das mit excenter wäre mir auch eingefallen aber es ist ein Hobbygebilde
und ich muss es mit den Teilen machen die man so in der Kiste findet.

iaoffline@web.de schrieb:
> Die Frage der Wiederholbarkeit ist auch nicht einfach, gerade bei
> Automotive und den verschiedenen Temperaturen. Modellbauservos sind im
> kurzzeitbetrieb ca. 1-2° genau. Aber als absolute Stellglieder im
> Dauerbetrieb?

Das wird am Ende auch kein Problem sein da der Motor eine 
Generatorfunktion
hat und ich auf die Ausgangsspannung regeln will.
es wird also Closed Loop sein.

Es war nur so, dass ich zunächst die Servos mal unter die Lupe nehme
bevor ich diesen die Steuerung übergebe.

Durch den Thread und meine Messungen ist doch klar geworden dass
eine Kalibrierung nötig ist. Daran arbeite ich gerade.
es wird also im steuerprogramm einen Parser geben mit dem ich über
terminal sprechen kann.
Dann kann ich die mechanischen Endpunkte anfahren und die jeweiligen
werte im Eprom ablegen.

Mit der AnsteuerSoftware aus dem Wiki
http://www.rn-wissen.de/index.php/Servoansteuerung unter dem Punkt
 "Der Bascom Quellcode für eine Auflösung von 2000 Schritten: "
bin ich schon ganz zufrieden (im Vergleich zu dem Bascom Servo Befehl)

Die Software habe ich nun auf 1 Servo runterprogrammiert und
es belastet mein CPU kaum. Da ich mit 8 Mhz statt der 16 arbeite
kommen bei mir halt 1000 Schritte heraus.

Am liebsten wäre mir allerdings ein billiger Servo der einen
Schneckenantrieb hat und ein Zugseil über eine Distanz von etwa 5 bis 
10mm
ziehen kann.

Gibt es sowas ?


Gruss Klaus

von Harald W. (wilhelms)


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Klaus De lisson schrieb:

> Am liebsten wäre mir allerdings ein billiger Servo der einen
> Schneckenantrieb hat und ein Zugseil über eine Distanz von etwa 5 bis
> 10mm
> ziehen kann.

Auch ein Schneckenantrieb ist von sich aus nicht spielfrei und
er kostet viel Leistung.
Gruss
Harald

von Hannes L. (hannes)


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Klaus De lisson schrieb:
> Da ich mit 8 Mhz statt der 16 arbeite
> kommen bei mir halt 1000 Schritte heraus.

Für 1024 Stufen reicht bereits ein Controllertakt von 1 MHz:
http://www.hanneslux.de/avr/mobau/7ksend/7ksend02.html

...

von Klaus D. (kolisson)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Auch ein Schneckenantrieb ist von sich aus nicht spielfrei und
> er kostet viel Leistung.

Hallo Harald,
deine Aussage wundert mich etwas da ich bisher dachte , dass eine 
Zugbelastung dann hauptsächlich auf der Schnecke liegt.
der Motor muss natürlich adequat mehr Energie einsetzen wenn er 
arbeitet.

Hannes Lux schrieb:
> Für 1024 Stufen reicht bereits ein Controllertakt von 1 MHz:
> http://www.hanneslux.de/avr/mobau/7ksend/7ksend02.html

Hallo Hannes,
Die Seite aus deinem Link hatte ich schon zuvor gebookmarked (was ein 
Wort)
Die 8 Mhz Systemtakt ergeben ja mit dem Prescaler 1Mhz und im Moment ist
es schön in uS zu rechnen.
derzeit ist alles ein Preflight und ich bastel in Bascom das 
Grundgerüst.
Wenn es dann nötig wird kommt auch Inline assebler dazu.

Ob aber meine CPU nun auf 8 oder 1Mhz läüft wird mich nicht wirklich
tangieren da mein Generator dann im Betrieb etwa 300 Watt produziert.


Gruss Klaus

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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--- schrieb:
> Digitalservos im Modellbau nutzen nur einen digitalen Schaltkreis für
> die Ansteuerung der H-Brücke. Damit wird ein stärkeres Drehmoment um die
> Nulllage erreicht, als bei den analogen Regelkreisen.

Recht hatter! Hab mal ein TS-12 von Modelcraft aufgeschraubt und da ist 
ein 12F675 drin und noch etwas Hühnerfutter. Das Poti ist auch nur ein 
Poti, nix Encoder, aber es ist recht groß und sieht robust aus...

von Zwie B. (zwieblum)


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Die mechanische Auflösung nei den Modellbauservos ist aber um einiges 
schlechter, 50-100 Schritte sind da üblich.

von Michael K. (mmike)


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Hier mal eins mit magnetischem Encoder:
http://www.hitecrcd.com/products/digital/hv-ultra-premium-digital/hs-m7990th.html

Grüße,
Michael

von Klaus D. (kolisson)


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Michael K. schrieb:
> Hier mal eins mit magnetischem Encoder:

Schön zu wissen dass es das gibt aber bei 179€ rollen sich mir die
Fussnägel auf.

Klaus

von Martin (Gast)


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Klaus De lisson schrieb:
> Am liebsten wäre mir allerdings ein billiger Servo der einen
> Schneckenantrieb hat und ein Zugseil über eine Distanz von etwa 5 bis
> 10mm ziehen kann.

Dann kommt evtl. eine Segelwinde aus dem Modellbau in Frage.

von Charly (Gast)


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Jens schrieb:
> Problem ist nicht das Poti, sondern das Getriebe (1:100 oder so,
>
> da gibt es viele Zähne)

Ein Getriebe "digitalisiert" nicht, es läuft auch mit Zähnen analog.

von iaoffline (Gast)


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Klaus De lisson schrieb:
> Hallo iaoffline@web.de

Hallo zurück

>
> Das mit excenter wäre mir auch eingefallen aber es ist ein Hobbygebilde
> und ich muss es mit den Teilen machen die man so in der Kiste findet.
Ein Stück Blech und eine Laubsäge werden sich wohl finden lassen


>
> iaoffline@web.de schrieb:
>> Die Frage der Wiederholbarkeit ist auch nicht einfach, gerade bei
>> Automotive und den verschiedenen Temperaturen. Modellbauservos sind im
>> kurzzeitbetrieb ca. 1-2° genau. Aber als absolute Stellglieder im
>> Dauerbetrieb?
>
> Das wird am Ende auch kein Problem sein da der Motor eine
> Generatorfunktion
> hat und ich auf die Ausgangsspannung regeln will.
> es wird also Closed Loop sein.

Das ganze wird also ein Regelkreis. Dann kannst du den Servo aber auch 
rauschmeissen und einen kleinen Getriebemotor nehmen. Macht das ganze 
flexibler und zur Not schließt du noch einen Encoder an und löst so fein 
auf wie deine Mechanik es hergibt.

Was passiert eigentlich wenn das ganze ausfällt. Die Drosselklappe 
bleibt dann ja unverrückbar stehen (egal ob mit Servo, Schnecke oder 
Getriebemotor). Gibt es da Gefährdungspotential?



>
> Es war nur so, dass ich zunächst die Servos mal unter die Lupe nehme
> bevor ich diesen die Steuerung übergebe.
>
> Durch den Thread und meine Messungen ist doch klar geworden dass
> eine Kalibrierung nötig ist. Daran arbeite ich gerade.
> es wird also im steuerprogramm einen Parser geben mit dem ich über
> terminal sprechen kann.
> Dann kann ich die mechanischen Endpunkte anfahren und die jeweiligen
> werte im Eprom ablegen.

Das ist klar, nur kann es sein das durch Temperaturverschiebung diese 
Endpunkte bei warmen Motor wo anders liegen als bei kaltem. Auch bei 
Störungen die evtl den A/D Wandler im Servo irritieren wird der lustig 
vor sich hinruckeln.  Ein Servo ist Spielzeug, nichts geschirmt und 
nicht gesichert, Fallback bei Ausfall gibt es auch nicht, das Ding 
bleibt einfach stehen.

von Klaus D. (kolisson)


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@Autor: iaoffline (Gast)

Hi,
danke für die Denkanstösse. Ich werde mal sehen wo das endet.
Um aber wilden Spekulationen vorzubeugen weise ich schonmal darauf hin
dass die ganze sache stationär arbeitet und nicht durch die Gegend 
fährt.
Das Gefährdungspotential ist also beherschbar und gefährdet höchsten
die Konstruktion selbst und nicht Personen.


Klaus

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