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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motor millimetergenau abbremsen


Autor: Roman Krass (jupiter2648)
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Sagen wir mal, ich möchte mit einem Motor etwas Millimetergenau wohin 
bewegen. (Normaler kleiner DC Motor, 5V, 2A)

Wenn ich da jetzt einen normalen Motor einbaue, wird das wahrscheinlich 
nicht möglich sein.

Ist das nur mit einem Steppermotor möglich?
Oder kann ich bei einem normalen Motor eine Bremse einbauen um ihn 
millimetergenau anzuhalten?

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Autor: Klar (Gast)
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Klar geht das,
mit den passenden Sensoren, Bremse und einer Steuerung.

Autor: Michael Buchholz (loetmichel)
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Da brauchts nicht mal eine Bremse.

Drehgeber (Encoder) auf die Motorwelle, passenden DC-servotreiber davor: 
fertig.

Es gibt einige Projekte im Internet die genau das tun (DC-Servotreiber).

Steuert sich dann je nach projekt über Weg/Geschwindigkeitsvorgabe via
I2c oder über Step/Dir inputs wie ein Schrittmotortreiber.

Autor: Wegstaben Verbuchsler (wegstabenverbuchsler)
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welches Gewicht möchtest du wohin bewegen, und in welche Richtung?

für kleine lineare "Transporte" eignet sich z.B. die Mechanik ein altes 
Floppy-Laufwerks, welches den Kopf über eine (Schnecken-Stange?) genau 
(besser als Millimeter-genau) positionieren kann.

wobei "Normaler kleiner DC Motor, 5V, 2A" sich nach größeren Kräften und 
größere bewegte Massen anhört. Vielleicht dann ein 8 Zoll Laufwerk 
schlachten ;-)

http://spurtikus.de/2016/03/30/qumetrak-842-8-zoll...

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Autor: Frank Esselbach (Firma: Q3) (qualidat)
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Um dazu etwas Vernünftiges zu sagen, sind deine Angaben zu mager.

Wirklich höchst präzise Positionierungen macht man z.B. mit 
Piezo-Aktuatoren (Mikroskopie) oder Ultraschall-Motoren (z.B. in 
Foto-Objektiven).

Ansonsten hilft da eher ein Getriebe mit möglichst großer Untersetzung 
und Impulsgeber am Eingang ...

Bei Schrittmotoren kann man auf den Geber verzichen und einfach die 
Impulse entsprechend ausgeben.

Nicht zu unterschätzen ist auch das Spiel eines Getriebes. Wenn es 
wirklich genau sein soll, nähert man sich der Soll-Position immer von 
der gleichen Seite, notfalls nach vorherigem "Überfahren".

So erreiche ich z.B. bei einem Laserpointer zur Beleuchtung eines 
Museums-Exponates mittels Modellbauservo auf einer Entfernung von 3m 
eine Wiederholgenauigkeit um 1cm.

: Bearbeitet durch User
Autor: Tuxpilot (Gast)
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Langsam fahren und Kurzschlussbremse. Wenn dir das zu brutal ist:

LokPilot XL von ESU, die sind zwar sehr teuer, aber können eineLok mit 
schlechtem DC-Motor und Getriebe über mehrere Meter hinweg (auf dem 
Modellbahngleis) auf den Millimeter genau abbremsen (nach einer sehr 
aufwändigen Kalibrierung). Ohne Sensoren. Und das aus verschiedenen 
Geschwindigkeiten und mit verschiedener Last. Der Klang der 
Motorregelung lässt darauf schließen, dass er die Motorpole zählt...

Klingt jetzt sehr nach Werbung für ESU, ich weiß nicht, ob andere 
Dekoderhersteller das genauso gut können.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Wie sieht denn die Mechanik aus? Wieviel Weg macht der Motor pro 
Umdrehung?

Roman K. schrieb:
> Wenn ich da jetzt einen normalen Motor einbaue, wird das wahrscheinlich
> nicht möglich sein.
Wenn du einen Positionsgeber an ihn anschließt schon...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Teo Derix (teoderix)
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Michael B. schrieb:
> Drehgeber (Encoder) auf die Motorwelle, passenden DC-servotreiber davor:
> fertig.

Nur den zurückgelegten Weg der Räder zu erfassen, funktioniert nur auf 
Schienen befriedigend.
Bei frei lenkbaren Fahrzeugen, entsteht immer ein nicht wirklich zu 
kalkulierender Schlupf. Nach ein paar Kurven, kann selbst bei kürzeren 
Strecken, die Abweichung bereits etliche Zentimeter betragen.

Wurde schon ein Sensor einer Lasermaus erwähnt?

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Deine Beschreibung ist zu unbestimmt.

Wenn Platz keine Rolle spielt, würde ich auch mal an den Antrieb eines 
Kompensationsschreibers denken.
Z.B. so etwas: 
Ebay-Artikel Nr. 332654616121

P.S.:
Woher kommt überhaupt die Sollposition?

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (stefanus)
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ich hatte mit einem NIBObee Roboter die Erfahrung gemacht, dass ich die 
Antriebsmotoren mit einer Abweichung von etwas weniger als 1 Umdrehung 
anhalten kann.

Ein gut abgestimmter PI Regler ist dabei hilfreich.

: Bearbeitet durch User
Autor: Alex Ge (dragongamer)
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Wie schon andere erwähnten: Zu wenig Info.

Grundsätzlich kann man aber sagen - wenn du eine unabhängige Messgröße, 
also z.B. einen ausreichend genauen Entfernungsmesser hast, dann kann 
man etwas tricksen, sonst gehts wenn überhaupt, nur mit Schrittmotor 
(außer das ganze darf sich nur richtig langsam bewegen).

Von der Umgebung abgeschottete Systeme wie Drehgeber ermöglichen eher 
keine milimetergenaue Aktionen.

Autor: oszi40 (Gast)
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Alex G. schrieb:
> sonst gehts wenn überhaupt, nur mit Schrittmotor

Naja, der Schrittmotor muß auch die passende Kraft haben. Sonst fehlen 
Schritte.

Autor: georg (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> Wenn du einen Positionsgeber an ihn anschließt schon...

Das ist antürlich die erste Voraussetzung. Dazu muss es aber der Motor 
auch zulassen, in der Drehzahl geregelt zu werden, damit man ihn langsam 
an die Zielposition annähern kann. Mit Drehstrom-Asynchronmotoren wie an 
einer Bohrmaschine ist das hoffnungslos (die drehen mit z.B. 2700 U/min 
oder garnicht), aber mit DC-Servomotoren positionieren Werkzeugmaschinen 
nicht auf einen mm, sondern auf 1 µ genau. Und das mit hohen Leistungen, 
im Gegensatz zu einem Schrittmotor.

Der Motor sollte also bis fast zum Stillstand heruntergeregelt werden 
können, und die Annäherung an die Zielposion erfolgt mit abnehmender 
Geschwindigkeit, so dass bei der Sollposition gerade die Geschwindigkeit 
Null wird.

Georg

Autor: mIstA (Gast)
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Alex G. schrieb:
> Von der Umgebung abgeschottete Systeme wie Drehgeber ermöglichen eher
> keine milimetergenaue Aktionen


Im Allgemeinen sind Drehgeber aber doch keine von der Umgebung 
abgeschotteten Systeme; jedenfalls dort wo sie üblicherweise Verwendung 
finden. Außerdem läßt sich mit einem Schrittmotor alleine sicher keine 
höhere Genauigkeit erzielen als mit einem hinreichend fein auflösenden 
Drehgeber.

Autor: Martin (Gast)
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Und wie so oft, vom TO ist nichts mehr zu lesen :-(

Autor: mIstA (Gast)
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georg schrieb:
> Dazu muss es aber der Motor
> auch zulassen, in der Drehzahl geregelt zu werden, ...

Strenggenommen gilt das aber nicht für den Motor alleine, sondern für 
das Antriebssystem als ganzes; schließlich ist zumindest im OP auch eine 
Bremse als eigene Komponenete erwähnt.

Autor: Cyblord ---- (cyblord)
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Um das abzukürzen: Ja, es ist möglich. Nein, nicht für den TE.

Autor: Volle2 (Gast)
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wir wissen immer noch nicht ob es sich um einen Sekundenzeiger einer 
kleinen Uhr oder um ein Schiffshebewerk handelt.

Beides kann man mit einem (oder mehreren) Stepper machen, muss es aber 
nicht.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Wir könnten den TO bis zur weiteren Klärung vorläufig wort-wörtlich 
nehmen:

> ich möchte mit einem Motor etwas Millimetergenau wohin bewegen.

Antwort: Du könntest den Motor mit der Hand zum Ziel tragen und mit 
einem Lineal die Millimeter abmessen, um ihn genau an der richtigen 
Stelle abzulegen.

Dies soll als Anreiz dienen, die Frage besser zu formulieren bzw. die 
fehlenden Infos nachzureichen.

Autor: Ryven (Gast)
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Cool, ne Drehstrombohrmaschine. Was die Leute alles haben.
Drehstrommotoren kann man übrigens prima positionieren.
Nennt sich dann meist Servo ;-)

Autor: georg (Gast)
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Ryven schrieb:
> Cool, ne Drehstrombohrmaschine. Was die Leute alles haben

Ständerbohrmaschinen mit Drehstrommotor stehen zu Tausenden herum. Ist 
wohl jenseits des Tellerrandes.

Georg

Autor: Roman Krass (jupiter2648)
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Ich wollte das Ding als ein Hobbyprojekt mit einem RPI aufrüsten :-)

Da müsste man halt den RPI zum Steuern des einfachen DC Motors 
verwenden.

https://www.amazon.de/dp/B015ODTMME/ref=asc_df_B01...

Autor: Amateur (Gast)
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Du kannst einen Motor sogar noch genauer positionieren.
Ist eigentlich nur eine Frage des Willens und natürlich des Geldes.
Frag‘ mal den Herren CNC.

Kennst Du jeden 1/100-tel Millimeter persönlich, so kannst Du da auch 
parken.

Allerdings sind hierfür auch die nötigen Positionsgeber, eine spielarme 
Mechanik und eine sauber funktionierende Regelung vonnöten.

Autor: Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite
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Roman K. schrieb:
> Da müsste man halt den RPI zum Steuern des einfachen DC Motors
> verwenden.

Wenn man das müsste, dann könntest du ja....

Autor: Roman Krass (jupiter2648)
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Joe G. schrieb:
> Roman K. schrieb:
>> Da müsste man halt den RPI zum Steuern des einfachen DC Motors
>> verwenden.
>
> Wenn man das müsste, dann könntest du ja....

Man hat mich ja vorgewarnt.

Autor: Cyblord ---- (cyblord)
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Roman K. schrieb:
> Joe G. schrieb:
>> Roman K. schrieb:
>>> Da müsste man halt den RPI zum Steuern des einfachen DC Motors
>>> verwenden.
>>
>> Wenn man das müsste, dann könntest du ja....
>
> Man hat mich ja vorgewarnt.

Was ist denn nun genau deine Frage? Du willst den Vileda-Roboter 
aufpimpen? Ok. dann tu es.

Warum muss der Milimetergenau fahren? Was genau willst du da für eine 
Funktionalität einbauen?

Positionierung von Robotern ist ne komplexe Sache. Da gibts ganze Bücher 
drüber.

Traditionell haben solche Roboter Radencoder und eine nach oben 
gerichtete Kamera um ihre Bewegungen zu erfassen. Abgleich mit bekannten 
Kartenpunkten kann dann auch noch erfolgen. Willst/Kannst du sowas 
entwicklen? Ich denke nein!.

Dann mach was alle angehenden Roboterbastler erst mal tun: Lass das Ding 
zufällig rumfahren und evt. Hindernissen ausweichen.

Ganz ehrlich: Mal schnell nen autonomen Robbi bauen der sich mal eben so 
im Raum orientieren kann ist nicht drinn.

: Bearbeitet durch User
Autor: Roman Krass (jupiter2648)
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Cyblord -. schrieb:
> Roman K. schrieb:
>> Joe G. schrieb:
>>> Roman K. schrieb:
>>>> Da müsste man halt den RPI zum Steuern des einfachen DC Motors
>>>> verwenden.
>>>
>>> Wenn man das müsste, dann könntest du ja....
>>
>> Man hat mich ja vorgewarnt.
>
> Was ist denn nun genau deine Frage? Du willst den Vileda-Roboter
> aufpimpen? Ok. dann tu es.
>

Achso ja dann tue ich es einfach.

Autor: Guenter H. (bigfix)
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Man unterschaetzt was mit primitiver Hardware moeglich ist

Ein Beispiel aus den 80er Jahren...

Wechsel-Plattenlaufwerk RL02
Ein Platter mit 14 Zoll, 10 Megabyte !
512 Spuren auf 2 Zoll - also ca 0,01 mm Spurbreite
Genaue Positionierung war vermutlich < 0,002mm !

Positionierung mit einem primitiven DC Motor, ganz normal mit 
Kohlebuersten
Uebertragung auf den linearen Kopfschlitten mit 2 Schreib/Lese Koepfen 
mit einem "Skalentrieb" aus einem Kunststoffaden, der auf der Achse des 
DC Motors abgewickelt wird

Positionierungszeit fuer Spurwechsel 55 msec
Die Platte rotiert mit 3600 Rpm
Auch das eventuelle "eiern" der Platte wurde dynamisch nachgeregelt
- von einem stinknormalen DC Motor mit Kohlebuersten

Feedback der Position von den Schreib/Lesekoepfen & einem magnetischen 
Tacho

Ich denke das war reine TTL & Analogtechnik ohne uP
Hat eigentlich sehr gut jahrelang in tausenden Exemplaren 
funktioniert...

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