Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Steuerplatine eines Modellbauservos als Fahrtregler für kleinen Außenbordmotor?


von Jake S. (jake_s452)


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Hallo,

ich habe folgendes Problem:

Ich bin gerade dabei, ein sehr kleines Spielzeugboot, das eigentlich nur 
eingeschaltet und ins Wasser gesetzt wird, in ein fernsteuerbares Boot 
zu verwandeln. Als Antrieb soll statt dem relativ komplizierten 
Originalantrieb mit einem unsäglich komplizierten Getriebe ein moderner 
Mini-Außenborder vom Typ Aeronaut Aqua Race Mini mit einer Nennspannung 
von 3V dienen.

Aber auch dieser kleine Außenborder ist eigentlich zur Montage an 
"ungelenkten" Booten gedacht und würde eigentlich wie der originale 
Antrieb auch an die 2 C-Zellen des Bootes angeschlossen, daher besitzt 
er auch keinen Fahrtregler.

Vor ein paar Stunden hatte ich die vermeintlich geniale Idee, als 
Motorregelung die Steuerplatine eines Modellbauservos der Standardgröße 
einzusetzen.

Zur Erklärung, wie ich darauf kam:

Ein Modellbauservo läuft ja eine vorgegebene Position an, die durch die 
Steuereingaben an der Fernsteuerung mittels eines längeren oder kürzeren 
PWM-Signals verändert wird. Um festzustellen, ob die vorgegebene 
Position erreicht ist oder nicht, ist die Achse mit dem Servoarm direkt 
mit einem Poti verbunden, durch dessen Widerstände die aktuelle Position 
ermittelt wird. Dieser Link (sofern erlaubt) führt zu einer recht guten 
Erklärung solcher Servos, falls hier Leute reingucken die mit den 
Dingern eher wenig am Hut haben:
https://www.electronicsplanet.ch/Roboter/Servo/intern/intern.htm


Meine Idee war nun, dass der Motor ja immer weiter läuft, bis die 
vorgegebene Position erreicht ist, und das umso schneller, je weiter der 
Knüppel / das Lenkrad verstellt wird, und das obendrein in beide 
Richtungen. Ergo müsste er ja endlos weiterlaufen, wenn das Poti einfach 
stehen bleibt-

Also entfernte ich die Elektronik samt Motor aus dem Servo und lötete 
statt des originalen Motors den minimal größeren des Außenborders an die 
Ausgänge und hatte prompt eine Möglichkeit, die Motordrehzahl sowohl 
vorwärts als auch Rückwärts vom Stillstand bis Vollgas stufenlos zu 
regeln.


Dabei stellte ich allerdings zwei Probleme fest:

1. Die "Deadzone" ist extrem schmal und scheint sich mit jeder 
Steuereingabe zu verschieben, obwohl ich keine Verstellung des Potis 
durch äußere Einflüsse feststellen kann, was z.B. zur Folge hat, dass 
der Motor bei Neutralstellung des Knüppels plötzlich mit geringer 
Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung läuft, statt, wie vor 
der Steuereingabe, im Stillstand zu verharren.

2. Als ich testen wollte, wie stark der Außenborder schiebt, schien der 
Wasserwiderstand ab einem bestimmten Knüppelausschlag den vermutlich 
PWM-gesteuerten Motor wieder auszubremsen. Dies führe ich unter anderem 
darauf zurück, dass die Elektronik des Servos für Dauerbetrieb 
ungeeignet sein könnte. Ich halte es zwar für möglich, dass der 
Wasserwiderstand beim Fahren mit dem fertigen Boot sehr viel geringer 
ist als wenn ich den Außenborder in der Hand halte und das Wasser in 
meinem Spülbecken "umrühren" lasse, aber dennoch würde ich gern hinter 
die Ursache des Problems kommen und es lösen, bevor das Boot seine 
erneute Jungfernfahrt antritt.



Darum:

Kann ich überhaupt eine Steuerplatine aus einem Servo als Fahrtregler 
zweckentfremden, vielleicht auch nur mit etwas nachgeschalteter 
Elektronik?


Oder sollte ich doch lieber meinen eigenen Fahrtregler konstruieren, 
wobei ich allerdings zurzeit keinerlei Vorstellung davon habe, wie das 
PWM-Signal vom Empfänger umgesetzt wird, um eine konstante Drehbewegung 
des Motors zu erreichen?





Da im Boot (28cm lang) wenig Platz ist, wäre ich für simple, aber 
effektive Schaltungen mit möglichst wenig Bauteilen und mangels 
ausreichender Programmierfertigkeiten auch ohne Mikrocontroller sehr 
dankbar.

Vielleicht gibt es ja auch fertige Fahrtregler für so kleine Motoren zu 
kaufen, aber bisher ist meine Suche danach erfolglos verlaufen.

: Verschoben durch Moderator
von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Jake S. schrieb:
> Oder sollte ich doch lieber meinen eigenen Fahrtregler konstruieren,
> wobei ich allerdings zurzeit keinerlei Vorstellung davon habe, wie das
> PWM-Signal vom Empfänger umgesetzt wird, um eine konstante Drehbewegung
> des Motors zu erreichen?

Statt selbst was Neues zu entwickeln kannst Du z.B. auch einen 
ESC-Bausatz zusammen bauen oder einen fertigen ESC kaufen.

Google "rc esc schematics" oder "small rc esc", z.B. hier:
https://hobbyking.com/en_us/hobbyking-3a-single-cell-esc-brushed-micro-motors.html

PS: Reicht Dir ein "Low Voltage Cut Off" von 2.75v?
"Single Cell ESC Brushed" ist dann auch ein guter Suchbegriff.

: Bearbeitet durch User
von Jake S. (jake_s452)


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> 
https://hobbyking.com/en_us/hobbyking-3a-single-cell-esc-brushed-micro-motors.html

Auf den bin ich zugegebenermaßen auch schon gestoßen, aber ich weiß 
nicht ob das klappt wenn ich den da bestelle, oder wie lange das dauert.

Gibt's diesen oder vergleichbare Regler denn nicht in Deutschland? Auch 
hierzualnde wird es doch sicher Leute geben, die so was kleines 
brauchen.

von Irgendwer (Gast)


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Jake S. schrieb:
> Gibt's diesen oder vergleichbare Regler denn nicht in Deutschland? Auch
> hierzualnde wird es doch sicher Leute geben, die so was kleines
> brauchen.

Das "Shipped From" hast du schon gesehen?

Hinter "EU" verbirgt sich bei denen in der Regel Holland:
https://hobbyking.com/de_de/faq/?shumTo=IDfreeshipping-terms&shumParent=.faqBox&shumTarget=.block-heading

von Norbert S. (norberts)


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Moin,

Tja, "Irgendwer", USA oder Global, nix EU.

Ob das klappt? Das dürfte einer der größten Modellbauhändler der Welt 
sein...

Sowas gibt es auch bei Ebay aus DE.
https://www.ebay.de/itm/Fahrtregler-10A-ohne-Bremse-Vor-und-Ruckwarts-4-8-8-4V-Brushed-BEC-1A/202542088927?hash=item2f287302df:g:GNIAAOSwARZXiz-c:rk:1:pf:1

Ob der auch mit einer Lipozelle läuft? Keine Ahnung, vermutlich ja.

Gruß,
Norbert

von MaWin (Gast)


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Jake S. schrieb:
> Kann ich überhaupt eine Steuerplatine aus einem Servo als Fahrtregler
> zweckentfremden

Ja, habe ich gemacht, damals mit SN28654.
Aber man muss die Kondensatoren, die die Steilheit, also Geschwindigkeit 
je nach Regelabweichung, bestimmen, deutlich verändern, damit der ganze 
Stellbereich genutzt wird.
Und ob der IC den Strom deines Motors kann, weiss ich nicht, solche 
Spielzeugantriebe haben oft extrem miese Motoren, da sind die Motoren 
aus Servos deutlich besser.
Ich habe mit BD249/250 verstärkt für einen Motor bis 10A.

von Norbert S. (norberts)


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Moin,

Meine Fresse, das IC kostet ja heute ein Vermögen.
Nee, wer da so rummanipulieren kann, klappert das heute schnell in einen 
µC rein oder kauft was Fertiges.
So einen Regler selbst zu bauen macht man höchstens als Selbstzweck.

Servoelektronik als Rgler für ein kleines Modell habe ich vor 35 Jahren 
schon verbaut. Ohne jede Modifikation.

Gruß,
Norbert

von Jemand (Gast)


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Hallo

"Tja, "Irgendwer", USA oder Global, nix EU.

Ob das klappt? Das dürfte einer der größten Modellbauhändler der Welt
sein..."


Klappen wird das schon.
Aber "Gratulation": Auch du hast entdeckt das die schöne, gar nicht mal 
so neue, Onlinekaufwelt so ihre ganz analogen Fallstricke hat
Bei Versand von ausserhalb der EU ist leider:

Tagelanges bis wochenlanges Warten fast garantiert (Ausnahmen bestätigen 
die Regel - oder halt extrem hohe Versandkosten wenn es garantiert 
schnell gehen soll).
Und obwohl alles legal ist kann es passieren das du wegen eines wenigen 
Euro teuren Produkt extra zu deinen Zollamt hin pilgern "darfst", dich 
dann je nach aktueller Lage viele Minuten bis einige Stunden in die 
Warteschlange setzen (wenigstens das...) musst um dann, mit Ausdrucken 
und eventuell anderen Papieren deine Ware unter den Augen des Zöllners 
auspacken und im Empfang nehmen kannst.
Das du dann eventuell noch die MwSt (oder wie auch das dann immer ganz 
korrekt genannt wird - halt 19%) - die aber oft auch noch auf die 
Versandkosten -von den du ja sehr viel Vorteile hast...- zahlen darfst 
ist noch der am wenigsten und im gewissen Maße ,abgesehen das auch 
eventuell die Versandkosten versteuert werden, sogar irgendwie 
gerechtfertigte Teil.
Sollte echter Zoll anfallen, wird es richtig lustig da es für so 
ziemlich jedes Teil unterschiedliche Zölle gibt - je nach Laune und Typ 
des Zöllners kann es dann lustige Diskussionen oder Ratsspielchen von 
euch beiden geben.
Handelt es sich beim Zöllner um einen "echten Menschen" wird er immer 
noch den besten Zollsatz (Produkt) schauen - ist es aber ein Missmutiger 
Staatsdiener der meint das sein Seelenheil davon abhängt das Papa Staat 
möglichst viel Geld erhält und  "der Teutsche " Handel unterstützt 
werden muss - na dann viel Spaß...

Fehlen dann noch real nichtssagende Papiere (z.B EU Aufdruck, 
deutschsprachige Bedienungsanleitung...)und Aufkleber kann es richtig 
lustig werden...

Ok ich habe jetzt das maximal negative, aber nicht unmögliche Szenario 
dargestellt.
Oft genug liegt der Warenbrief auch einfach in dein Briefkasten, und 
ausser Wartezeit ist kein Unterschied zu einen Deutschen oder EU-Europa 
Versender feststellbar.

Jemand

von Norbert S. (norberts)


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Moin,

Oft hast Du das noch nicht gemacht, oder?

Billigzeug aus China und Tage warten? Unter 2 Wochen habe ich noch nicht 
erlebt. 4 Wochen ist eher der Schnitt. Können auch mal 7 Wochen sein. 
Oder eben DHL mit 20€ Versandkosten aufwärts. Dann sind es 3 Tage im 
Schnitt.

Wenn man kleine Dinge bestellt (Paket nicht mehr als etwa 2-3 
Zigarettenschachteln und leicht) bekommt das zu 98% den grünen 
Aufkleber.
Zum Zoll fahre ich dafür nicht, dann geht es eben zurück. Da muss man 
nix machen und die Deutsche Post (nicht DHL) bezahlt es. Banggood, HK 
usw. schicken es nochmal oder erstatten das Geld. Das passiert aber 
selten.
Es darf eben weder groß, noch dringend oder teuer sein.
9g-Servos, ein 5er-Pack Arduino-Nano, paar DC-DC-Wandler wenn sowas im 
Vorrat auf den Rest geht.

Wer was grösseres bestellt hat selber Schuld, da muss man zum Zoll. Wenn 
es funkt, kann man sich das meist sparen. Das geht dann sowieso nicht 
durch.
Das lässt man besser bleiben. Den meisten Kram findet man auch in der 
EU. Dann eben aus Spanien oder sonstwo, Hauptsache EU. Dann gibt es 
keinen Stress.

Gruß,
Norbert

von Jake S. (jake_s452)


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Norbert S. schrieb:

> 
https://www.ebay.de/itm/Fahrtregler-10A-ohne-Bremse-Vor-und-Ruckwarts-4-8-8-4V-Brushed-BEC-1A/202542088927?hash=item2f287302df:g:GNIAAOSwARZXiz-c:rk:1:pf:1

Da würde sich der kleine Winzmotor aber freuen, wenn ich dem einen 
10A-Regler verpasse, gerade so als würde mam die Spritpumpe eines 
Containerschiffs an den Motor eines VW Golf anschließen.



Gut, da also das bestellen des 3A-Reglers von Hobbyking kompliziert 
werden könnte und es in Deutschland scheinbar nichts unter 10A gibt, 
brauche ich wohl eine Lösung, die mit der Servo-Elektronik funktioniert.

Den originalen Motor des Servos kann ich als Ersatz für den Motor des 
Außenborders nicht benutzen, da der zum einen ein Metallzahnrad auf der 
Welle sitzen hat, von dem ich keinen blassen habe, wie ich es abbekommen 
würde, zum anderen sitzt auf dem originalen ein Plastik-Verbindungsstück 
zum Winkelgetriebe, das vermutlich gar nicht auf die Welle des 
Servomotors passen würde. Außerdem müsste ich um den runden Motor des 
Servos erst einmal einiges an Struktur aufbauen, damit der im für den 
abgeflachten Originalmotor designten Außenborder verdrehsicher sitzt und 
trotzdem Luft kriegt (ich weiß natürlich nicht wie heiß der im 
Dauerbetrieb würde).

Also müsste ich irgendwie das, was aus den Ausgängen der Servoplatine 
kommt, in etwas verwandeln das der Außenborder-Motor fressen kann. Und 
da ich leider nicht im Besitz eines Oszilloskops bin, kann ich nicht mit 
Sicherheit sagen was da rauskommt.

Vielleicht reicht ja auch tatsächlich der Strom nicht aus und ich müsste 
bloß die 3V der C-Zellen an einem bestimmten Punkt auf der Platine 
direkt einspeisen, damit der Motor sauber läuft.


Bislang habe ich das ganze sowieso immer getestet indem ich die 
Servoplatine samt Außenborder im Lenkservo-Slot meines Rennboots 
eingesteckt und die Drehzahl und -richtung des Außenborders mit dem 
Lenkrad an der Fernsteuerung gesteuert habe. Ich hatte schlicht und 
einfach angenommen dass der Motor ja nur wenig mehr Strom ziehen kann 
als der des Servos, habe dabei aber auch nicht berücksichtigt, dass der 
Außenborder ja später im Wasser arbeiten muss und nicht in der Luft.


Sind hier Modellbauer dabei, die mir sagen können, wie viel Strom die 5V 
vom Empfänger überhaupt treiben können?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Jake S. schrieb:
> Sind hier Modellbauer dabei, die mir sagen können, wie viel Strom die 5V
> vom Empfänger überhaupt treiben können?

Normalerweise leitet der Empfänger seine Speisung ohne weitere 
Massnahmen direkt an die Servoanschlüsse weiter. Da ist weder 
Strombegrenzung noch Regelung vorhanden. (Strombegrenzung nur durch die 
Stärke der Leiterbahnen)
Der lieferbare Strom wird also nur durch die Akkus/Batterien bestimmt.

Ich habe in diesem kleinen Projekt mal zwei Versionen eines 
Fahrtenreglers für stärkere DC Motoren vorgestellt. Einmal die Low 
Voltage Version mit 3V Motor und Relais als Polwender und einmal eine 
H-Brücke für Motoren zwischen etwa 8 und 16V:
Beitrag "RC-Servoelektronik für DC-Motor"

Benötigt allerdings einen Mikrocontroller.
Weiterhin kannst du eine normale Servoelektronik schon als Fahrtregler 
benutzen, es kann aber, wie du schon gemerkt hast, nötig sein, die 
Totzeit zu vergrössern und auch die Endstufen. Meistens sind in 
Servochip die Endstufen schon drin, oder, wie beim NE544, zumindest eine 
Hälfte der H-Brücke. Die kann man nur sehr schlecht auf dickere 
Transistoren umbauen.

: Bearbeitet durch User
von Jake S. (jake_s452)


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Wenn ich da mit einem µC dran wollte, würde ich auf ein Arduino-Board 
zurückgreifen, da das die einzige Programmiersprache versteht, die ich 
auch zu einem guten Teil verstehe. Das Problem dabei ist bloß, dass 
selbst mein Arduino Nano (oder war's Micro?) einfach zu groß für dieses 
Projekt ist. Ich habe im Heck nur sehr wenig Platz und das Heck ist 
abgesehen von der Batteriebox vorne im Bug das einzige wo man noch 
halbwegs drankommt. Obendrein will ich versuchen, die Originalteile des 
Bootes unverändert zu lassen, da es eigentlich ein Sammlerstück ist und 
ich deshalb in der Lage sein will, den Originalzustand 
wiederherzustellen, ohne dass Spuren des Umbaus zurückbleiben.

Deshalb muss alles so klein wie möglich gehalten werden.

von Verzweifelt (Gast)


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Jake S. schrieb:
> Da würde sich der kleine Winzmotor aber freuen, wenn ich dem einen
> 10A-Regler verpasse, gerade so als würde mam die Spritpumpe eines
> Containerschiffs an den Motor eines VW Golf anschließen.

Das ist dem Motor sowas von egal, der nimmt sich soviel Strom wie er 
will und nicht mehr. Die 10A macht der Regler auch nicht auf Dauer, 
Chinaangabe eben.

von äxl (Gast)


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sowas passt auf die Fingerkuppe. Lustig sind die Platinenstärken 
(1.6mm), wenn man das Layout als Platine im Poolfertigung bestellt. bei 
7x11mm Gesamtgröße fallen dann die 1.6mm schon ins Gewicht.
Hatte ich seinerzeit mitm ATmga48 im MLF Gehäuse gebastelt. Foto hab ich 
irgendwo. War auch fürn kleines ModellBoot. Als Mosfet hab ich NP Dual 
Fets im SOT23 genommen. FDC6432(?) und später SI5515 (lange her).

von Jake S. (jake_s452)


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Nachdem ich zwar heute das Problem des langsameren Motors unter Last 
(also mit der Schraube im Wasser), nicht aber das der extrem schmalen 
und gegenüber äußeren Einflüssen empfindlichen Nullstellung beheben 
konnte, habe ich nun einige Stunden damit verbracht, einen Regler zu 
suchen, der laut Datenblatt auch bei einer Spannung von nur 3V noch 
funktioniert, und schließlich einen gefunden und bestellt.

Es steht lediglich noch nicht fest, ob die übrige Hardware bei 3V stabil 
läuft, und es gab im heutigen Test Anzeichen dafür, dass dem nicht so 
ist, denn das Ruderservo, das den Außenborder später zur Kurvenfahrt 
verstellen soll, schlug ohne Lenkeingabe aus, als ich Gas gab. Sollte 
dies auch mit dem richtigen Fahrtregler noch auftreten, werde ich 
schlicht und einfach die Betriebsspannung etwas anheben, indem ich statt 
der beiden für das Modell vorgesehenen C-Zellen entweder auf eine 
LiPo-Zelle oder 3 AA-Zellen zurückgreife, je nachdem welche Spannung 
sich letztendlich als das Minimum herausstellt.

Da die Spannungsfrage keiner weiteren Unterstützung bedarf, bedanke ich 
mich abschließend bei allen, die hier ihre Lösungsvorschläge kundgetan 
haben und gebe den Thread zum Schließen durch die Moderation frei, falls 
dies gewünscht ist.


P.S.: Falls gewünscht kann ich das fertige Produkt ablichten und die 
Bilder hier hochladen, wenn ich soweit bin.

: Bearbeitet durch User
von Holm T. (Gast)


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Norbert S. schrieb:
> Moin,
>
> Meine Fresse, das IC kostet ja heute ein Vermögen.

Suche mal nach dem DDR Equivalent B654D.

Ich habe früher auch mal solche Regler damit gebaut.

Gruß,
Holm

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