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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Servo Steuerung über PWM


Autor: nowtom (Gast)
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Hallo Zusammen,

ich habe ein Problem und zwar möchte ich unsere Katzenklappe über ein 
Servo ansteuern.

Es soll wie folgt realisiert werden.

Aus dem Hausnetz wird ein Trafo mit 9V angeschlossen. Dieser versorgt 
den Servo. Der Servo soll in seiner Ausgangsposition die Klappe 
geschlossen halten. Wird ein taster betätigt soll er die Klappe für 
5minuten öffnen und dann wieder schließen.

Könnt ihr mir Tipps geben wie ich es am einfachsten lösen kann?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Modellbau-Servos werden normalerweise mit 5-6V betrieben. Manche 
vertragen 7,2V. 9V ist für diese Produkte zu viel und außerdem brauchst 
du eine stabilisierte Spannung. Nimm einfach ein Handy-Ladegerät, aber 
bitte eins, dass mindestens 1000mA liefern kann.

Es gibt sogenannte "Servotester" Bausätze, die haben einen Potentiometer 
mit dem du die Stellung des Servos vorgeben kannst. Verwende so einen 
Bausatz zunächst, um den Motor manuell anzusteuern.

Anschließend kauft du ein zweites Potentiometer. Ein Poti stellst du auf 
die "auf" Position, das andere auf die "zu" Position. Mit dem Taster 
wird zwischen diesen beiden Potentiometern umgeschaltet.

Für die Details müsste man erstmal in den Schaltplan des Bausatzes 
gucken. Besorge den Bausatz und baue die Mechanik auf. Dann sehen wir 
weiter.

Zum Beispiel: 
http://www.voelkner.de/products/114357/Servotester...

: Bearbeitet durch User
Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
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nowtom schrieb:
> ich habe ein Problem und zwar möchte ich unsere Katzenklappe über ein
> Servo ansteuern.

"Servo" ist ein weites Feld. Meinst du ein Modellbau-Servo? Das müßte 
dann aber von der kräftigen Art sein. Und überlege dir auch, ob es 
reicht wenn die Klappe nur von der Schwerkraft geschlossen (und 
geschlossen gehalten) wird oder ab da ein Zuhalte-Mechanismus hin muß. 
Herkömmliche Katzenklappen sind ja schlicht oben aufgehangen und die 
Katze (oder sonst ein Tier) drückt sie auf.

> Aus dem Hausnetz wird ein Trafo mit 9V angeschlossen. Dieser versorgt
> den Servo. Der Servo soll in seiner Ausgangsposition die Klappe
> geschlossen halten. Wird ein taster betätigt soll er die Klappe für
> 5minuten öffnen und dann wieder schließen.

Ich würde ja statt eines Servos einen schlichten Motor verwenden, der je 
nach Drehrichtung die Klappe öffnet oder schließt. Der bräuchte dann 
natürlich noch Endschalter.

Ansonsten brauchst du natürlich eine Schaltung, die ein 5-Minuten 
Intervall abwarten kann. Und eine Stromversorgung; 9V Wechselspannung 
sind direkt sicher ungeeignet. Die müßte man wenigstens gleichrichten 
und für die meisten Dinge auch stabilisieren. Und wenn du wirklich ein 
Servo verwenden willst, dann brauchst du eine Schaltung, die das 
Steuersignal erzeugt. Da wir hier in einem Mikrocontroller-Forum sind, 
ist es vermutlich nicht verwunderlich, wenn wir einen Mikrocontroller 
für gut geeignet halten.

Der kompliziertere Teil ist aus meiner Sicht aber sowieso die Mechanik. 
Angesichts der Fragestellung habe ich ernste Zweifel, daß dir ein 
Schaltplan weiterhelfen würde.

Autor: nowtom (Gast)
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Ich erklär nochmal den genauen Aufbau vielleicht wird es dann einfacher 
für alle ;-)

Bei der Katzenklappe handelt es sich um eine im Garten und nicht vom 
Haus raus. Es soll ein Lamellenzaunelement welches zurechgeschnitten 
wurde umgeklappt werden (Gewicht ca 2Kg)

Es soll so gemacht werden, dass wenn die Katze eine Lichtschranke 
durchläuft die Klappe für 5 Stunden geöffnet ist, danach soll Sie wieder 
zu gehen.

Ich habe mir vorgestellt, dass ich unten und oben jeweils Magnete 
installiert haben möchte, damit der Servo also nur 2 mal arbeiten 
brauch, einmal um zu öffnen und dann um zu schließen, die 5 Stunden 
dazwischen kann er Stromfrei bleiben, da die Klappe vom Magneten 
stabilisiert wird.

Habt ihr mein Anliegen vielleicht jtezt besser verstanden?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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> da die Klappe vom Magneten stabilisiert wird.

Da komme ich nicht ganz mit. Ich stelle mir dabei starke Magnete vor und 
einen noch viel stärkeren Antrieb, der die Haltekraft der Magnete 
überwinden kann. Modellbauservos fallen da sicher schonmal raus.

Wie wäre es mit einer Klappe herkömmlicher Bauart, die von der Katze auf 
gedrückt wird? Dann bräuchtest du nur einen winzigen Riegel, der dies 
ggf. verhindert.

> wenn die Katze eine Lichtschranke durchläuft

Und was ist, wenn andere Tiere die Lichtschranke durchlaufen? Oder 
Schnee, oder Laub, oder dichter Regen. Da kannst du doch gleich ein Loch 
im Zaun offen halten. Wenn schon eine elektrische Klappe, dann auch 
bitte mit RFID Halsband.

> für 5 Stunden geöffnet ist

Warum 5 Stunden? Was ist, wenn die Katze später zurück kommt?

Du solltest Dir auch Gedanken um die Sicherheit machen. Was soll 
passieren, wenn die Klappe durch irgendwas blockiert ist? Soll sie stark 
genug sein, der Katze (oder wem auch immer) ein Bein einzuklemmen? 
Vermutlich nicht. Aber sie soll doch stark genug sein, um das schwere 
Holzteil zuverlässig zu bewegen. Wie stellst Du dir das vor?

: Bearbeitet durch User
Autor: nowtom (Gast)
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Um dem Verstädniss näher zu kommen, bei der Katze handelt es sich um 
einen Mähroboter der durch diese Klappe in den zweiten Mähbereich soll 
;-)

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Aha, das erklärt wirklich einiges. Allerdings würde ich auch in diesem 
Fall der Einfachehit halber statt Lichtschranke ein RFID Tag verwenden. 
Wenn der Roboter sich der Klappe nähert, geht sie auf. Ein paar Minuten 
später geht sie wieder zu.

Zuverlässige funktionierende Lichtschranken sind im Außenbereich 
schwierig und teuer.

Wegen der Steuerung des Servos schlage ich vor, dass du erst die 
Mechanik samt Motor aufbaust und dann schauen wir mal, dass wir eine 
dazu passende Ansteuerung zusammen stellen.

Ohne zu wissen, aus welchen Teilen der Antrieb besteht, können wir keine 
passende Elektronik empfehlen. Eine Universalschaltung für alle Fälle 
gibt es nicht bzw. wäre unverschämt teuer.

Schonmal einen Scheibenwicher-Motor erwägt? Da hast du Motor, 
Endschalter und Getriebe kompakt und preisgünstig zusammen. Gibts 
manchmal für wenige Euros bei Pollin.

: Bearbeitet durch User
Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
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Stefan U. schrieb:
> Wegen der Steuerung des Servos schlage ich vor, dass du erst die
> Mechanik samt Motor aufbaust und dann schauen wir mal, dass wir eine
> dazu passende Ansteuerung zusammen stellen.

ACK.

Und ich möchte nochmal betonen, daß mir ein Modellbau-Servo aus mehreren 
Gründen als ungeeignet erscheint:

1. ein Servo ist Overkill, wenn nur 2 Positionen angefahren werden 
sollen

2. herkömmliche Modellbau-Servos bringen eher nicht die erforderlichen 
Kräfte auf

Autor: Draco (Gast)
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Axel S. schrieb:
> 2. herkömmliche Modellbau-Servos bringen eher nicht die erforderlichen
> Kräfte auf

Na also ich weiß ja nicht, ich arbeite mit Servos mit 45kg Stellkraft. 
Hier würde einer mit 10-15kg reichen, Kosten mit umme 20€ nicht die 
Welt.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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> ich arbeite mit Servos mit 45kg Stellkraft.

Bei welcher Hebel-Länge? Mit 2cm wird der TO sicher nicht zufrieden 
sein.

Autor: Draco (Gast)
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Stefan U. schrieb:
> Bei welcher Hebel-Länge? Mit 2cm wird der TO sicher nicht zufrieden
> sein.

Er will ne Zaunslatte zur Seite schieben und kein Elephant hochheben! 
Mal nen bissle Realistisch bleiben! Und natürlich reicht das!

Er kann ja auch nen Großdiesel dahin stellen um die Latte zur Seite zu 
heben. Junge, Junge, Junge!

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Stefan U. schrieb:

>> ich arbeite mit Servos mit 45kg Stellkraft.
>
> Bei welcher Hebel-Länge? Mit 2cm wird der TO sicher nicht zufrieden
> sein.

Vermutlich eher 1mm. :-)

Autor: Draco (Gast)
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Habt ihr überhaupt ne Ahnung wovon ihr sprecht?!

Autor: ... (Gast)
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ja, von der Unsitte das max. Drehmoment von Modellbauservos (gängige 
Herstellerangaben in [kgcm], also nicht SI-Einheiten) noch einmal 
vereinfacht und entsprechend verfälscht anzugeben.

Allerdings macht das schon wieder Sinn, weil Modellbauservos sehr häufig 
nach Baugröße, Gewicht und Stellkraft (bei 1cm Servoarm) klassifiziert 
werden.

@TO
pololu bieten kleine Servosequenzer, die deine Anforderung erfüllen 
können.
Sonst würde sich ein kleiner µC deiner Wahl für die Ansteuerung 
anbieten.

Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
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Draco schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> 2. herkömmliche Modellbau-Servos bringen eher nicht die erforderlichen
>> Kräfte auf
>
> Na also ich weiß ja nicht, ich arbeite mit Servos mit 45kg Stellkraft.

So. Drehmomente hast du also auch nicht verstanden. Tip: die Einheit für 
das Drehmoment ist nicht Kraft, sondern Kraft mal Länge.

Der TE will ein Stück Zaun mit 2gk Gewicht durch die Gegend wuchten. 
Welches Drehmoment er dafür braucht, hängt ganz wesentlich von der 
Mechanik ab. Und davon wie lange das dauern darf.

Über Zusatzkräfte - etwa durch blockierende Umweltelemente - haben wir 
dabei noch immer nicht gesprochen.

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