Hallo zusammen, ich habe jetzt schon sehr lange gesucht und bin leider zu keinem Ergebnis gekommen, weshalb ich euch um Rat bitte: für ein kleines Spaßprojekt möchte ich ein Katapult bauen, welches elektronisch gesteuert wird. Die Ansteuerung per uC ist auch kein Problem bis zu dem Punkt, wo das Signal "Feuer Frei" in eine Bewegung des Katapultarms umgesetzt werden soll. Um eine Beschleunigung per Katapultarm zu erreichen brauche ich ein hohes Drehmoment, welches kleinere Motoren (Getriebe- und Schrittmotoren), die direkt an den uC angeschlossen werden können, nicht haben. Der Katapultarm soll ca. 75cm lang werden und eine Nutzlast von 100-200g einige Meter (<10m) werfen. Allein um den Arm mit Nutzlast zu halten sind schon ~1,5Nm notwendig. Welche Motorsteuerung+Motor sollte ich am besten verwenden? Ich möchte die Steuerung durch ein Beagle Bone / Raspberry Pi zur Not auch Arduino durchführen. Ein Scheibenwischermotor sollte über das nötige Drehmoment verfügen (oder?) aber die Motorsteuerungen, die ich bisher gefunden habe wie [1], kosten mehr als der komplette restliche Kontroller. Viele Grüße af1 [1] http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=65&products_id=216
Man könnte den Motor einfach mit einem dicken Mosfet steuern und mit einer Art Endschalter den FET abschalten. Man könnte die Ansteuerung auch mit einem einfachen SR-Flipflop lösen: Der Taster "Feuer frei" setzt das FF und der Endschalter löscht das FF. Also ganz einfach, ohne µC. Und an den Ausgang des FFs würde ich einen Mosfet-Treiber wie z.B. den MCP1407 hängen.
Möchtest du per uC die "Spannung" des Katapults einstellen? Oder was soll da genau durch den uC gesteuert werden? Falls du nur die Kraft vorgeben willst, mit der das Katapult quasi "gespannt" wird, dann könntest du ja auch alternativ ein klassiches Katapult bauen und nur die Spannung mit einem Getriebemotor einstellen und dann elektrisch auslösen, indem das Katapult entriegelt wird. Wäre das eine Alternative? Ist vielleicht kostengünstiger zu realisieren.
Hi, wenn ich den Motor direkt mit einem Mosfet ansteure, dann kann ich doch nur alles oder nichts steuern oder? Also entweder läuft der Motor mit seiner vollen Leistung oder garnicht. Mir wäre es schon wichtig den Beschleunigungsverlauf zumindest in Grenzen selbst bestimmen zu können um unterschiedliche Schussweiten zu erzielen. Was für einen Motor würdest Du verwenden? Ich finde nur von ganz wenigen sinnvolle Datenblätter (z.B. [1]) und dort ist entweder die Drehzahl zu niedrig oder das Drehmoment. Vielleicht verschätze ich mich aber auch nur bei der benötigten Leistung? af1 [1] http://www.pollin.de/shop/dt/MjI1OTg2OTk-/Motoren/DC_Getriebemotoren/Gleichstrom_Getriebemotor_GMPD_404980_1_12_V_.html
Hallo, die Anregung von Schlumpf ist sehr interessant, da ich die benoetigte Energie ueber einen längeren Zeitraum aufbauen kann. Allerdings wird das Katapult dann ziemlich groß, ich wollte eigentlich etwas relativ kompaktes :/ Würdest Du das Katapult klassisch mit einem Gewicht auf der einen und einem Arm auf der anderen Seite machen? af1
Peter M. schrieb: > Würdest Du das Katapult klassisch mit einem Gewicht auf der einen und > einem Arm auf der anderen Seite machen? Entweder so oder über einen biegsamen Stab. der Motor zum Spannen könnte sehr klein ausfallen. Letztendlich ist es ja nur eine Frage der Übersetzung (Flaschenzug oder Getriebe). Das Auslösen könnte ggf über einen elektromagnetischen "Entriegler" gelöst werden. Alles in Allem ist die Methode mechanisch sicher mehr Aufwand als eine rein elektrische Lösung. Dafür ist es elektronisch einfacher. Falls du doch komplett elektronisch steuern willst, ist das Stichwort, nach dem du googlen kannst "PWM" (Pulsweitenmodulation). Damit lässt sich der "Bummmms" dosieren
Ich habe dir mal die Abwurfgeschwindigkeit für einen 10m Wurf mit 45° Abwurfwinkel berechne: W=(v_0^2*g)/sin(2*∝) v_0=√((W*g)/sin(2*∝))=√((10m*9,81m/s²)/sin(2*45°))=9.9m/s Dann sagen wir du hast den Arm in Ruheposition aus -45°, muss ihm also in 150cm*PI/4 = 118cm auf 9,9m/s² beschleunigen: Das ergibt eine Beschleunigung von: v=√(2*a*s) a=v"/(2*s)=(9.9m/s)²/(2*1.18m)=41.53m/s² Die nötige Kraft wenn ich die Masse des Arms mal weglasse ist: F=m*a=0.2kg*41.53m/s²=8.3N Bei einem Hebel von 75cm sind das 0.75m*8.3N=6.22Nm. Dazu kommt dann noch das Moment und die Masse des Arms zu beschleunigen und das Moment, das die Gewichtskraft des Arms verursacht...
Für PWM könntest du auch einen PWM Modulator mit einem NE555 aufbauen und das oben erwähnt RS-FF an den Reset Pin. Nach dem 555 brauchst du einen Mosfet Treiber. http://pcbheaven.com/circuitpages/images/pwmfancontrollerwith555_1241855842.jpg
Hallo Dani, danke für deine ausführlichen Beiträge, schon die Rechnung hat mir sehr weitergeholfen da ich jetzt zumindest eine sinnvolle plausible Größenordnung des zu verwendenden Motors habe :) Habe ich dich richtig verstanden, dass der NE555 als PWM Steuerung für den MCP1407 Treiber eingesetzt werden kann und dem NE555 wiederum sage ich per uC welche Pulsweite/Frequenz er ausgeben soll? Zusätzlich interessiert mich noch, ob ihr einen Motor kennt, der die benötigte Leistung bringt. Ich habe zwar Motoren mit ausreichend Drehmoment gefunden, allerdings schaffen die auf Grund der Übersetzung keine Ausreichende Winkelgeschwindigkeit. af1
Peter M. schrieb: > und dem NE555 wiederum sage > ich per uC welche Pulsweite/Frequenz er ausgeben soll? Die Frequenz ist fest und wird vom Kondensator und dem Widerstand des Potis vorgegeben. Die Pulsweite stellst du mit dem Poti ein. Ich weiß jetzt nicht was du genau mit dem µC vorhast, aber wenn du nur den Duty Cycle von 0-100% steuern willst wäre da mit dem 555 eine Lösung ohne µC. Wenn du irgendewas mit dem µC machen willst, kann diese auch direkt das PWM Signal ausgeben. Moch kurz zum Motor. Leistung P = F*v = 8.3N*9.9m/s=82.17W
Hallo Dani, der Hintergrund, weshalb ich ständig den uC reinbringe, ist dass ich mich mit Hardware kaum auskenne, mit Software dafür schon. Jetzt verstehe ich auch deine Schaltung, die macht quasi das was ich per uC gemacht hätte @ PWM Steuerung. Da ich das Katapult am liebsten per Netzwerk abfeuern würde bräuchte ich schon einen uC, wobei eine erste Implementierung ohne uC wahrscheinlich leichter wird. Bzgl. des Motors, gibt es eine Datenbank wo man nach den benötigten Werten (Drehmoment / Leistung) suchen kann? Für elektronische Komponenten kenne ich Farnell, aber da sucht man ja auch mehr direkt nach Bauteilen, nicht nach deren Eigenschaften af1
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