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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie funktioniert ein Servomotor?


Autor: toto (Gast)
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Hallo
In meiner Applikation brauche ich einen positioniergenauen motor.
Mit einem Schrittmotor klapp es, hat aber den Nachteil der Vibrationen
die durch die Schritte verursacht werden und einer zu geringen Kraft
bei hoher Geschwindigkeit.

Deshalb habe ich mich mal für einen Servo umgeschaut.
Abgesehen das man Ihn mit Pulse ansteuert um auf den Winkel zu kommen
und das dieser einen Poti oder Kodierer hat  habe ich keinen Ahnung.

Könnte mir jemand sagen wo es ein gutes Tutorial gibt (am besten in
Deutsch) und wie ein Schaltplan einer Steuerung aussieht (24 Volt) ?
Bis jetzt habe ich nichts genaueres gefunden.


Danke in vorraus
Stephan

Autor: Jens D. (jens) Benutzerseite
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Hallo
Ein Sero ist mehr oder minder ein Regler..

Über ein Poti wird so lannge nach geregelt, bis der Motor die Position
des Potis und der Achse übereinstimmt

Evtl kannst die ein kleines Modellbauer Servo ausschlachten und dir
angucken =)

Gruss Jens

Autor: andy (Gast)
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Hallo,hab am Wochenende ein Servo gehackt,heisst so umgebaut,das es ohne
anschlag in beide richtungen immer weiter dreht.Ansteuerung mit einem µc
ist kein problem.Schau mal bei roboternetz nach,da gibts glaub ich was
zu dem Thema.
gruss Andy

Autor: toto (Gast)
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Es ist schön das du deinen Servo hackst...
Aber leider bin ich noch nicht klüger geworden.
Ich weiss schon das man mit den controller und einer PWM Programmierung

den Neigungswinkel vorgeben kann.
Nur will ich keinen kleinen Modelbauservomotor ansteuern, sondern einen
grossen Servomotor mit mindensten 0.8 Nm der eine Leistungssteuerung
braucht.
Die funktionsweise wie mit PWM über den Poti,Resolver oder so den
Winkel angibt bleibt mir leider unklar.

Stephan

Autor: Jochen (Gast)
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Es ist schön das du 0.8Nm brauchst...
Aber Leider hat andy das vorher nicht gewusst und war dann auch noch so
blöd dir eine antwort zu schreiben! Ich finde es sehr nett wie du hier
dich gibst aber wenn du mal kurz nachdenkst - DU WILLST WAS - und du
hast es nicht einmal geschafft genau zu beschreiben was DU WILLST

also dann noch viel Spass :)
CYA

Autor: Sven W. (svenw)
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Autor: Unbekannter (Gast)
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Ein Servomotor ist ein (fast) normaler Elektromotor mit angeflanschtem
Encoder.

Der Encoder hat (meistens) zwei Ausgänge die ein um 90° verschobenes
Rechtecksignal ausgeben. Billige Encoder haben einige hundert Impulse
pro Umdrehung, die besseren haben so in der Größenordnung von 3000 oder
mehr Impulse pro Umdrehung.

Die Elektromotoren selbst sind darauf getrimmt, dass sie auch bei sehr
geringen Spannungen möglichst butterweich anlaufen, schön niederohmig
sind und eine möglichst linearen Gegenspannung in Abhängigkeit der
Umdrehungsgeschwindigkeit haben.

Bei Bürstenbehafteten Motoren werden meistens mehrere Kohlen verwendet.
Ansonsten werden noch elektronisch kommuntierte Motoren verwendet.

Der Trick an der Sache ist nun, dass eine Regler, der sogenannte
Servoregler, Motor und Encoder miteinander verbindet. So kann eine
Servosteuerung eine Motorachse in z.B. 1/3000 Schritten pro Umdrehung
ganz exakt bewegen.

So eine Regelelektronik ist aber nicht gerade etwas für Anfänger. Wenn
es also genau sein muss: kaufen. Kosten, je nach Ausführung einige
hudner Euros bis viele Kilo-Euros.

Autor: Elektrikser (Gast)
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Modellbau-Servo- oder Industrieservomotor?

Autor: toto (Gast)
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Ein Modellbauservo ist leider nicht stark genug.
Ich brauchte da schon eher ein industrietauglichen Servomotor.
Leider sind diese auch wegen der "aufgeblasene" Steuerung so sündhaft
teuer und ich zu arm.
Deshalb will ich mir selber eine Steuerung bauen.Nur wie?

Autor: Rahul (Gast)
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Wenn ich mich jetzt nicht verrechnet habe, gibt es Modellbauservos mit
1Nm-Stellkraft (100Ncm sind doch wohl 1Nm, oder?

Bei Conrad, kostet 29,95€ und hat die Bestellnummer 223067.
Grösser und teurer geht es immer.

Wenn Du uns verräts, was du steuern willst, dann könnte man dir
vielleicht auch dahingehend Tipps geben...
Bloß weil das Forum hier "Mikrocontroller.net" heisst, bedeutet das
noch lange nicht, dass hier nur Leute zugange sind, die die reine
Bitschubserei betreiben.

Autor: Peter (Gast)
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Es gibt von Graupner z.B. das Servo C 4421 mit 85Ncm (sollte ja 0,85Nm
sein). Listenpreis ist 96 Euro, gibts aber bei meinem Inet-Versender
für 85 Euro.
Die Ansteuerung ist simpel mit PWM zu realisieren. Quellcode gibts
genug hier oder beim besten Freund Google.
Und wenn das Servo 'durchdrehen' soll, muß man halt das Teil
auseinander bauen und die mechanische Sperre wegfeilen/abschneiden. So
habe ich meine Servos bisher umgebaut und steuere das ganze mit einem
ATMEGA8 an.

Autor: Unbekannter (Gast)
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@toto:

Naja, das Teil ist keine Servosteuerung, sondern ein Servo_regler_.

Du kennst den Unterschied zwischen Steuerung und Regelung, wenn nicht,
in der Wikipedia nachlesen.

Naja, ein Servoregler ist eine Kaskadierung mehrere Reglerblöcke und
sieht ungefähr so aus:

a.) Der erste Reglerblock errechnet eine Solldrehgeschwindigkeit aus
Sollposition und Istposition der Motorachse.

b.) Der zweite Reglerblock errechnet aus der Solldrehgeschwindigkeit
und der Istdrehgeschwindigkeit eine Sollbeschleunigung.

c.) Der dritte Reglerblock errechnet aus der Sollbeschleunigung und der
Istbeschleunigung ein Solldrehmoment

d.) Der vierte Reglerblock errechnet aus Solldrehmoment, Istdrehzahl
und Motorkennlinie einen Sollstrom.

e.) Der fünfte Reglerblock errechnet aus Sollstrom, Istdrehzahl und
Motorkennlinie eine Sollspannung.

f.) Der sechste Reglerblock errechnet ein PWM-Signal für die Endstufe
(H-Brücke).

Das war es dann auch schon... Die letzten Blöcke kann man je nach
Situation und Motor auch vereinfachen. Dafür muss man öfters aber
wieder einen speziellen Block für die mechanischen Eigenschaften der
Regelstrecke einbauen, wenn die mechanische Belastung kein lineares
System ist.

Autor: hans dieter (Gast)
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also in den modellbau servos sind ein par opamps drin, die ersten stufen
integrieren das pwm signal, um möglichst einen flachen pegel zu
erhalten. dann folgt noch zwei komparatoren, die dieses signal mit dem
ist-wert (durch ein poti gegeben) vergleicht.
die letzte stufe hat eine tod-zone (meist bei 4-8us) in der der motor
steht. einer vergleicht auf größer und der andere auf kleiner.
entsprechend der ausgangs-signale wird dann eine h-brücke angesteuert.

dann sollte man noch etwas beachten: bei professionellen
servo-herstellern gibt es ein datenblatt zu den servos. Die angabe der
Ncm bei servos ist oft die "Stall Force" entspricht dem maximalen
Drehmoment. Was nicht besonders interessant ist, wenn man den "Current
At Stall" vernachlässigt, der bei bis zu einigen Ampere betragen kann.
ALSO einen Servo nehmen, der ca. den doppelten Drehmoment liefern kann,
oder die Mechanik (Spitzer Winkel!) auf diese Bedignungen auslegen.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Ein Modellbauservo hat ausser dem Namen kaum etwas mit einem richtigem
Servo(motor) zu tun.

Ein Modellbauservo hat eine äusserst primitive und ungenaue Regelung
und ist schneckenlahm.

Autor: Peter (Gast)
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Klar ist ein Modellbauservo 'schneckenlahm', deswegen stürzen auch
dauernd meine Flugzeuge ab anKopfFass
Über die Regelung kann man ja vielleicht noch reden, aber nicht umsonst
gibts mittlerweile teure Digital-Servos, die eben ziemlich genau sind.

Autor: Winfried (Gast)
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Ich glaube, ihr müsst wirklich auseinanderhalten: Modellbauservo und
Industrie-Servomotor. Das hat nichts miteinander zu tun.

Um einen Industrie-Servo in beide Richtungen laufen zu lassen und zu
regeln, braucht es eine 4-Quadranten Endstufe und der Motor hat einen
Inkrementalgeber/Encoder aufgflanscht, der z.B. 500 Pulse pro Umdrehung
zurückgibt. Damit kann der Regler dann positionieren. Der Regler ist
typisch ein PID-Regler.

Billige Servoendstufen, die mit Takt/Richtung wie
Schrittmotorsteuerungen angesteuert werden, gibt es z.B. von
http://www.geckodrive.com. Eine Selbstbauendstufe ähnlich wie diese
findet man in Peters CNC-Forum.

Autor: Karl Zeilhofer (griffin27)
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Gibt es gute Modellbauservos, die sich im Industriebereich einsetzen 
lassen?
Schutzart IPxx, Temperaturbereich -45 bis 85°C, Bewegungszyklen, ...???

Autor: so nicht (Gast)
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Es gibt uebrigens auch Schrittlose Schrittmotoren. Die sind optimiert 
fuer Mikroschritte und haben auch viel Drehmoment. Ich hab frueher immer 
mit Servos gearbeitet und mich zuviel geaergert, nun verwende ich 
Mikroschrittmotoren.

Autor: Gast (Gast)
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Hast du mal auf das Datum geguckt wann der Letzte User etwas gepostet 
hat?

Es wird wohl eher unwahrscheinlich sein, dass hier noch etwas gepostet 
wird.

Autor: VS (Gast)
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Hallo, ich poste auch noch. Also es geht weiter.... :)

Mikroschrittmotoren, davon hab ich noch nichts gehört. Danke

Gruß
com

Autor: David (Gast)
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Hallo,

mich würde es interessieren, wie viele Anschlussleitungen unbedingt 
notwendig sind um ein Industrie-Servomotor zu steuern. 
(Rechts-Linkslauf, exakte Position)
Danke!
Gruß, David

Autor: Klaus Falser (kfalser)
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David schrieb:
> Hallo,
>
> mich würde es interessieren, wie viele Anschlussleitungen unbedingt
> notwendig sind um ein Industrie-Servomotor zu steuern.
> (Rechts-Linkslauf, exakte Position)
> Danke!
> Gruß, David

Abgesehen davon, dass es besser wäre, einen neuen Thread aufzumachen, 
läßt sich auf deine Frage keine genaue Antwort geben, weil der Begriff 
Industrie-Servomotor und die Frage zu ungenau sind.

Ein Servonmotor selbst ist nichts anderes als ein 3 Phasen Synchron 
Motor, braucht also 3 Phasenströme.
Zur Bestimmung der Rotor-Position (wird für die Kommutierung gebraucht) 
kommen Hall-Sensoren, Resolver oder Encoder von. Jedes System davon hat 
unterschiedliche Leistungen, je mehr Auflösung, desto teurer.

Allermeistens wird der Motor aber über eine Steuerung angesteuert. Diese 
ist "intelligent", und es kommen viele Varianten vor.
Die Vorgabe der Drehzahl oder Position kann in diesem Fall über 
Pulse/Richtung erfolgen, im allermeisten Fall ist es aber ein Feldbus 
(RS-485, Profibus ...), über dem man Kommandos schickt, z.B. 
"Positionieren den Motor auf Position 1000". Die Steuerung berechnet das 
Verfahrprofil aus vorgegebenen Parameterm wie Beschleunigung, Max. 
Geschwindigkeit usw.
Die Anzahl der Anschlußleitungen ist in diesem Fall die Anzahl der 
Busleitungen.

Autor: jan (Gast)
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Hallo,

ich möchte den Motor (frequenzgeregeltem Motor 2,0 kW, 230 V, 50 Hz) 
einer Drehmaschine (Drehmaschinen D6000 hs (mit high speed Motor))

https://www.wabeco-remscheid.de/index.php?cat=c221...

so umrüsten, dass ich genaue Positionen anfahren und halten kann.

Was benötige ich zum Umbau? Kennt jemand eine Firma die auf so etwas 
spezialisiert ist?

Vielen Dank

Autor: M. W. (hobbyloet)
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Winfried schrieb:
> Ich glaube, ihr müsst wirklich auseinanderhalten: Modellbauservo und
>
> Industrie-Servomotor. Das hat nichts miteinander zu tun.
>
>
>
> Um einen Industrie-Servo in beide Richtungen laufen zu lassen und zu
>
> regeln, braucht es eine 4-Quadranten Endstufe und der Motor hat einen
>
> Inkrementalgeber/Encoder aufgflanscht, der z.B. 500 Pulse pro Umdrehung
>
> zurückgibt. Damit kann der Regler dann positionieren. Der Regler ist
>
> typisch ein PID-Regler.
>
>
>
> Billige Servoendstufen, die mit Takt/Richtung wie
>
> Schrittmotorsteuerungen angesteuert werden, gibt es z.B. von
>
> http://www.geckodrive.com. Eine Selbstbauendstufe ähnlich wie diese
>
> findet man in Peters CNC-Forum.

RICHTIG!
Da ist der Name aber zum leidtragen hier, UHU.

 SMILE

Es geht nicht um die kleinen Plasikdinger.


Ups.
Da hat jan eine Leiche ausgegraben.

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