Für meinen mechanischen ewigen Kalender suche ich einen
Büro tauglichen (leisen) Antrieb.
Zifferblattdurchmesser ist 70 cm.
Da gäbe es was:
https://de.rs-online.com/web/p/wechselstrommotoren/1813021
Leider ist das Drehmoment knapp. Die Genauigkeit?
1 Nm sollte es sicherheitshalber sein, da hier Nachts mehrer
Schaltvorgänge ausgelöst werden und die Zeiger auch Gewicht haben.
Alternativen:
Ich könnte mir einen Antrieb bauen, der über einen Minutenimpuls
eines Schiffschronometers gesteuert wird. Riesenaufwand und
teure Zahnräder.
(Die Bewegung muss nicht gleichförmig sein, alle 30 Sekunden
reicht).
Oder: Ein Schrittmotor mit Getriebe und elektronischer Steuerung.
Das Problem: Davon habe ich keine Ahnung.
(Lärmt das rum?)
Alle Ideen sind willkommen.
Grüße Bernd
Wieso nicht ein fertiges Uhrwerk nehmen?
Da ist doch immer eine Achse dabei mit genau einer Umdrehung pro
Stunde...
1 Nm sollte abgesehen davon doch auch mit einem Schrittmotor machbar
sein?
Bernd F. schrieb:> und die Zeiger auch Gewicht haben
Die Zeiger sollten ausbalanciert sein. Bei Kirchturmuhren hat man das so
gemacht und wenn man die Zeiger ansieht, kann man auch erkennen wie.
Dann ist das vom Motor aufzubringende Drehmoment schon mal viel
geringer. Bei so langsamen Vorgängen bietet sich die Verwendung von
Schrittmotoren an. In alten Laufwerken für 5,25 Zoll Disketten waren die
Motoren für das Verschieben des Leskopfes durchaus Schrittmotoren, die
auch ohne Getriebe eine Feinpositionierung erlaubten. Damit könnte man
schon mal erste Versuche starten.
In Arduino-Einsteigerkästen ist oft ein kleinerer Schrittmotor und ein
Treiberbaustein mit einem ULN2003 Baustein, der pro Kanal bis 0,5 A
treiben kann und interne Freilaufdioden hat. Der sollte für die meisten
Anwendungen ausreichen.
Bernd F. schrieb:> Leider ist das Drehmoment knapp. Die Genauigkeit?https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronuhr#Ganggenauigkeit> (Die Bewegung muss nicht gleichförmig sein, alle 30 Sekunden> reicht).
Also alle dreissig Sekunden eine "schlagartige" Halbumdrehung mit
Zeiger? Das klingt unüberlegt.
> Oder: Ein Schrittmotor mit Getriebe und elektronischer Steuerung.> Das Problem: Davon habe ich keine Ahnung.
Ich auch nicht :D
Darf sich "das Ding" mit dem Netzwerk (NTP) verbinden? Oder DCF77
bevorzugt. Oder andere Ideen?
> (Lärmt das rum?)
Kann man durchaus leise hinbekommen. Kleinstrechner mit "Shields" für
Schrittmotoren sollten durchaus im Preisrahmen deiner Projekte eher
kein unüberwindbares Hindernis darstellen. Stromversorgung 230Volt steht
wohl zur Verfügung, ansonsten hättest du nicht den Reichelt-link mit dem
Synchronmotor gebracht.
Zur passenden Software wird dir hier sicherlich geholfen werden, denke
ich. Zu diesem Thema gibts weitaus erfahrenere Foristen, von meiner
Seite wird dazu nix nützliches kommen.
SCNR
Ansonsten hätte ich dir auch eine Lösung mit Aufzugsfeder --oder
tonnensschweren Gewichten-- zugetraut :D
2aggressive schrieb:> Also alle dreissig Sekunden eine "schlagartige" Halbumdrehung mit> Zeiger? Das klingt unüberlegt.
Lies nochmal und denke nach, wie viele 30s-Abschnitte in einer Stunde
liegen. Anschließend kannst du nochmal entscheiden, ob das eine
"schlagartige" Halbumdrehung ist...
2aggressive schrieb:> unüberlegt
Unüberlegt Meinerseits!
Ist ja "nur" alle dreissig Sekunden eine halbe Sechzigstel Undrehung,
also eine hundertzwanzigstel Umdrehung. IaW: drei Grad.
Winkel
In Sekundenzeigerwinkel gesprochen: halbe Sekunden als Auflösung der
Sprünge. Für Schrittmotoren null Problemo.
pnp schrieb:> "schlagartige" Halbumdrehung ist...
Jaja :D Mein Hirn dreht im Moment auch nur mit einer Undrehung _pro
Stunde_, hab meinen Fehler "schon" bemerkt :D
Bernd F. schrieb:> Oder: Ein Schrittmotor mit Getriebe und elektronischer Steuerung.> Das Problem: Davon habe ich keine Ahnung.
Das kann man lernen, ist nicht schwer. Du brauchst ja keine Super Super
Steuerung, sondern nur einfachen Vollschrittbetrieb. Die meisten
Schrittmotoren machen 200 Vollschritte/Umdrehung, da kannst du sogar
nocht deutlich besser mechanisch und zeitlich auflösen, ohne groß zu
zaubern.
> (Lärmt das rum?)
Nö. Denn in den Schrittpausen ist der Treiber aus, das spart Strom und
erzeugt keinerlei Geräusche. Bestenfalls der Schritt macht, je nach
Dynamik, ein leises, sanftes Blub-Geräusch.
https://www.youtube.com/watch?v=JcRlM-UFq30
Günni schrieb:> In alten Laufwerken für 5,25 Zoll Disketten waren die> Motoren für das Verschieben des Leskopfes durchaus Schrittmotoren, die> auch ohne Getriebe eine Feinpositionierung erlaubten.
Mit 1 Nm? Wohl kaum!
Ein Schrittmotor mit Getriebe hat genügend Drehmoment und läßt sich
einfach ansteuern. Wenn die Stromaufnahme kein Problem ist, würde ich
ihn auch nicht abschalten. Beispiel:
https://www.pollin.de/p/joy-it-schrittmotor-mit-getriebe-5-1-nema17-05gm-1-80-motor-2-phasen-2-8-v-1-68-nm-310803
Mit 1/8 Schritt und 1:5 Getriebe werden 8000 Impulse/h benötigt.
8000/3600 = 2,222222 Impulse/s
Alternativ geht auch ein DC-Motor mit Getriebe (Scheibenwischermotor),
dessen Umdrehungen gezählt werden.
Für einen "ewigen" Kalendar würde ich darauf achten, daß das Getriebe
eine lange Lebensdauer hat. 100000 Umdrehungen entsprechen etwa 11,4
Jahren.
Falk B. schrieb:> Denn in den Schrittpausen ist der Treiber aus
Dann hat er aber auch weniger Drehmoment zum "halten" der Position!
> Du brauchst ja keine Super Super Steuerung, sondern nur einfachen
Vollschrittbetrieb
Vollschrittbetrieb macht es aber (etwas) lauter.
Ich glaube, dass keine Rückstellkräfte auftreten, da ist
ja schon die Lagerreibung von 70! Lagern. (6mm Wellen).
Der Antrieb muss ja nur so stark sein, weil bei Monats-
oder Schaltjahresumstellung Drehmomentspitzen auftreten,
da müssen dann mehrere Bremshebel gleichzeitig angehoben werden.
Die analoge Lösung könnte so aussehen:
Ein Motor mit 3U/min aus dem Fundus bekommt einen Einzahn-
mitnehmer und dreht ein Zahnrad mit 60 Zähnen jede Minute
einen Zahn weiter. Gesteuert von einem Schiffschronometer.
(Eine der ersten Quarzuhren!)
2 Relais, ein Mikroschalter + ein wenig Bastelarbeit.
Die Alternative: Opa fängt an, sich mit Mikrokontrollern
zu beschäftigen.
Viele Grüße
Bernd
jo schrieb:> Der Motor 28BYJ-48 besitzt ein Getriebe mit einem unmöglichen> Untersetzungsverhältnis von 63,6828125
So "unmöglich" ist das nicht, im Gegenteil:
5.625 Grad pro Step; 64 Schritte pro Umdrehung.
Dann kommt das Getriebe hinzu: 1/64.
An der Welle: 360/5.625/64= 0,001
TADA!!! 1000 Steps entsprechen einer Umdrehung, eine feine Sache, und
Auflösung hier (>Faktor acht, wenn ich mich nicht schonwieder verrechnet
habe) ausreichend.
Aber: Drehmoment ist nur
Drehmoment:> 34.3mN.m (120Hz)
Rastmoment:> 34.3mN.m
Selbst mit einer weiteren 1/8-Untersetzung also nur 0,274Nm, gefordert
war das vierfache.
Unfähig ("Er war stets bemüht") eines besseren konkreten Vorschlages,
eine "Show"; was moderne Servos (Steppermotorersatz=
Leistungsmotor+Drehwinkelerkennung) heutzutage leisten können (zu Bernds
Problem natürlich totaler Overkill):
Nanometers?? High Resolution Servos for the CNC Machine
https://www.youtube.com/watch?v=15_qysmeLD0
Mir fällt gerade nicht mehr ein wie das System heißt mit dem früher
(vielleicht auch noch heute) Bahnhofsuhren gesteuert wurden. Das Prinzip
war ähnlich wie früher auch Fernschreiber synchronisiert wurden.
Im Prinzip enthält die Uhr einen relativ ungenauen Antrieb, der nur
etwas schneller laufen musste als die Schrittzeit. Pro Umdrehung (oder
wie viele Stopps man pro Umdrehung verwendet) läuft der Antrieb in einen
mechanischen Stopp (mit Rutschkupplung am Motor) oder elektrischen Stopp
(Kontakt der den Motor abschaltet). Ein genau getaktetes Steuersignal
gibt den Stopp in festen Zeitintervallen frei und schaltet ihn wieder
scharf. Der Antrieb macht dann eine weitere Umdrehung um wieder in den
Stopp zu laufen und dort wieder vom Stuersignal freigegeben zu werden.
Das heißt die Uhr läuft nicht gleichmäßig, aber insgesamt ist eine
Umdrehung (oder wie viel Stopps man pro Umdrehung verwendet) so genau
wie das Steuersignal.
Bernd F. schrieb:> Die analoge Lösung könnte so aussehen:> Ein Motor mit 3U/min aus dem Fundus bekommt einen Einzahn-> mitnehmer und dreht ein Zahnrad mit 60 Zähnen jede Minute> einen Zahn weiter. Gesteuert von einem Schiffschronometer.> (Eine der ersten Quarzuhren!)
Wenn dir Quarzgenauigkeit ausreicht brauchst du auf meine obigen
Fragen/Denkanstösse sowieso nicht weiter eingehen :|
> 2 Relais, ein Mikroschalter + ein wenig Bastelarbeit.
Klingt nicht mehr soo schlimm wie im Eingangspost beschrieben.
> Die Alternative: Opa fängt an, sich mit Mikrokontrollern> zu beschäftigen.
In der Gewichtsklasse "ewig" bist Du schon längst gelandet; da musst du
niemandem etwas Beweisen.
Aber auch Opas sollten Alternativen haben :D
Mit dem Metallbaukasten Nr. 80 von eitech und einem
Zahnradzusatzbaukasten Nr. C132 und einem Kardangelenk von Conrad
Art.-Nr.: 226467 klappt das. Der 5V Schrittmotor macht 200 Schritte pro
Umdrehung, das entspricht alle 18 Sekunden einen Schritt von 1,8°. Da
hört man nix.
Der Stundenzeiger wird über ein zweistufiges Getriebe angesteuert (10
Zähne auf 40 Zähne und 20 Zähne auf 60 Zähne). Da dreht man von Hand nix
mehr zurück.
Benötigt werden noch zwei H-Brücken und ein runtergeteilter
Quarzoszillator. Mit einen Flip-Flop werden die Impulse auf die beiden
Stränge des Schrittmotors aufgeteilt.
Günni schrieb:> In Arduino-Einsteigerkästen ist oft ein kleinerer Schrittmotor und ein> Treiberbaustein mit einem ULN2003 Baustein, der pro Kanal bis 0,5 A> treiben kann und interne Freilaufdioden hat. Der sollte für die meisten> Anwendungen ausreichen.
Einen steinzeitlichen (1976) ULN2003 als Schrittmotortreiber will man
sich heutzutage eigentlich nicht mehr antun. Das ist eine technologische
Sackgasse.
Gerade wenn es auf ruhigen Lauf ankommt, will man Mikroschrittbetrieb
machen. Und die Möglichkeit zur Haltestromabsenkung zu nutzen, bietet
sich bei einer Uhr geradezu an. Ein A4988 wäre z.B. eine Möglichkeit.
2aggressive schrieb:>> Der Motor 28BYJ-48 besitzt ein Getriebe mit einem unmöglichen>> Untersetzungsverhältnis von 63,6828125> So "unmöglich" ist das nicht, im Gegenteil:> 5.625 Grad pro Step; 64 Schritte pro Umdrehung.> Dann kommt das Getriebe hinzu: 1/64.>> An der Welle: 360/5.625/64= 0,001> TADA!!! 1000 Steps entsprechen einer Umdrehung, eine feine Sache, und> Auflösung hier (>Faktor acht, wenn ich mich nicht schonwieder verrechnet> habe) ausreichend.
Das Foto (Anlage - ausgeliehen bei
https://blog.eletrogate.com/guia-completo-do-motor-de-passo-28byj-48-driver-uln2003/)
eines geöffneten Getriebes zeigt allerdings:
Ritzel = 9 Z
Doppelzahnrad: 32 Z / 11 Z
Doppelzahnrad: 22 Z / 9 Z
Doppelzahnrad: 26 Z / 10 Z
Ausgangsachse: 31 Z
Dies ergibt eine Untersetzung von:
31/1 * 26/10 * 22/9 * 31/11 * 1/9 = 25792 / 405
Wer rechnet es nach?
Hier ein aktuelles Bild des unteren Getriebes.
Das ist noch nicht fertig. es fehlt noch die Steuerscheibe
für die Zeitgleichung und für Sonnenenauf- Untergang.
Grundrahmen ist Flachstahl 40x6.
Grüße Bernd
Einen Steppermotor mit 200 Schritten a 1,8 Grad
kann man auch mit Wechselspannung betreiben.
Mit der Genauigkeit der Netzfrequenz.
Macht genau 1 Umdrehung pro Sekunde.
Die "Quadratur" für die beiden Spulen wird mit Kapazitäten erzeugt:
https://www.b-kainka.de/bastel10.htm
Bernd F. schrieb:> Gesteuert von einem Schiffschronometer.> (Eine der ersten Quarzuhren!)>> 2 Relais, ein Mikroschalter + ein wenig Bastelarbeit.>> Die Alternative: Opa fängt an, sich mit Mikrokontrollern> zu beschäftigen.
Den Schiffschronometer (haben will!) würde ich beibehalten, den Ausgang
dem uC als Vergleichsnormal unterschieben.
Ich wette, dass "Opa" seinen Mikrokontroller-basierten "Ewigen Kalender"
(Tipp: nimm 'n Arduino) an 2 Nachmittagen in Griff hätte.
Die Frage ist nur, ob man das bei einem mechanischen Schmuckstück haben
will. Der monetäre Einsatz ist aber so gering (<10€), dass man sich
diesen Lösungsweg als "Einstiegsdroge" genehmigen könnte.
Ich hätte ja den passenden mechanischen Antrieb.
Aber: da müsste ich mein halbes Büro abreißen, um das
lauffähig zu bekommen. Die Gewichte der Uhr müssten
mindestens 8 Meter nach oben, ein elektrischer Aufzug wäre
auch nicht schlecht.
Der WAF-Faktor eines solchen Umbaus wäre mehr als grenzwertig.
Deshalb: E-Antrieb der Zifferblätter.
Grüße Bernd
Andreas M. schrieb:> Einen Steppermotor mit 200 Schritten a 1,8 Grad> kann man auch mit Wechselspannung betreiben.
Das habe ich so ähnlich auch mal ausprobiert. Allerdings hab ich der
einen Spule die Kondensatoren und der anderen irgendeine ausgediente
Lautsprecherdrossel spendiert. Läuft schön ruhig.
jo schrieb:> Das Foto...> Wer rechnet es nach?
Ooops.
Bernd F. schrieb:> Ich hätte ja den passenden mechanischen Antrieb.
Wie immer schon etwas vorbereitet, dachte ich mir schon.
> Aber: da müsste ich mein halbes Büro abreißen, um das> lauffähig zu bekommen. Die Gewichte der Uhr müssten> mindestens 8 Meter nach oben, ein elektrischer Aufzug wäre> auch nicht schlecht.
So kennen wir dich :D
> Der WAF-Faktor eines solchen Umbaus wäre mehr als grenzwertig.> Deshalb: E-Antrieb der Zifferblätter.
Dann bleibt kein Ausweg: Opa muss lernen.
Wobei: Quarzqualität gibbet eigentlich schon nach der Idee von Michael,
völlig ohne Programmierung:
Beitrag "Re: Antrieb mit 1U/h"
Andreas M. schrieb:> Einen Steppermotor mit 200 Schritten a 1,8 Grad> kann man auch mit Wechselspannung betreiben.
Genau das tut man bei Mikroschrittbetrieb ;-)
Einziger Unterschied ist, dass deine Spannung vom Trafo und nicht vom
Wechselrichter (aka Schrittmotortreiber mit Stromregelung) kommt.
Hallo,
m.n. schrieb:> Günni schrieb:>> In alten Laufwerken für 5,25 Zoll Disketten waren die>> Motoren für das Verschieben des Leskopfes durchaus Schrittmotoren, die>> auch ohne Getriebe eine Feinpositionierung erlaubten.>> Mit 1 Nm? Wohl kaum!
Ein Floppy-Motor garantiert nicht, da muss man schon einen größeren
Motor mit 56mm Flanschmaß nehmen (Nema23).
> Ein Schrittmotor mit Getriebe hat genügend Drehmoment und läßt sich> einfach ansteuern. Wenn die Stromaufnahme kein Problem ist, würde ich> ihn auch nicht abschalten. Beispiel:> https://www.pollin.de/p/joy-it-schrittmotor-mit-getriebe-5-1-nema17-05gm-1-80-motor-2-phasen-2-8-v-1-68-nm-310803> Mit 1/8 Schritt und 1:5 Getriebe werden 8000 Impulse/h benötigt.> 8000/3600 = 2,222222 Impulse/s
Der Motor braucht alleine für seine elektrischen Verluste 9,4W, das
macht im Jahr 82kWh. Eine teure Heizung...
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Gerhard O. schrieb:> Ich finde das Konzept durchaus als "Hobby" geeignet.
Na das ist doch mal was! Nicht negativ gemeint!! Ich finde es immer
wieder überraschend, an welch unvermuteten Stellen "High-Tec" auftaucht!
Danke und Gruß, Rainer
Thorsten O. schrieb:> Der Motor braucht alleine für seine elektrischen Verluste 9,4W, das> macht im Jahr 82kWh.m.n. schrieb:> Wenn die Stromaufnahme kein Problem ist, würde ich> ihn auch nicht abschalten.
Was hast Du daran nicht verstanden? Deine Berechnung ist zudem völlig
fiktiv.
Wenn die Stromaufnahme optimiert sein soll, dann kann man zunächst den
Motorstrom auf den zum Betrieb notwendigen Wert reduzieren; das volle
Drehmoment wird ja garnicht benötigt. Weiterhin kann man den Zeiger um
einen angemessenen Winkel bewegen und danach den Motorstrom für einige
Sekunden bzw. eine Minute auf Haltestrom reduzieren.
Die notwendige Leistung hängt letztlich vom mechanischen Aufbau ab und
läßt sich nicht pauschal in kWh/a beziffern.
Bernd F. schrieb:> Nun noch 1 Relais und einen Endschalter aus der alten Kaffeemaschine.
Da hast Du soviel Arbeit investiert, daß Du bei den Kleinteilen nicht am
falschen Ende sparen solltest.
Bernd F. schrieb:> Den Motor habe ich auch schon: 59TYD-4A mit 10 U/min.
Läuft der beim Abschalten noch nach?
m.n. schrieb:> Bernd F. schrieb:>> Nun noch 1 Relais und einen Endschalter aus der alten Kaffeemaschine.>> Da hast Du soviel Arbeit investiert, daß Du bei den Kleinteilen nicht am> falschen Ende sparen solltest.>> Bernd F. schrieb:>> Den Motor habe ich auch schon: 59TYD-4A mit 10 U/min.>> Läuft der beim Abschalten noch nach?
Das mit der ausrangierten Saeco war eher ein Scherz, obwohl
die schon einige Teilchen spendiert hat.
Der Motor hat keinen Nachlauf.
Ich habe mir mal Gedanken über die Steuerung gemacht.
2 Mikroschalter und 2 Kleinrelais reichen. Die Funktion
des Einschaltwischers kann die Steuerscheibe übernehmen.
Grüße Bernd
Bernd F. schrieb:> Ich habe mir mal Gedanken über die Steuerung gemacht.> 2 Mikroschalter und 2 Kleinrelais reichen. Die Funktion> des Einschaltwischers kann die Steuerscheibe übernehmen.
Ich finde es auf jeden Fall gut, wenn Du eine Lösung hast, die ohne
Programmierung von Dir umgesetzt werden kann.
Persönlich würde ich eher mit Gleichspannung (12/24 V) arbeiten wollen,
um einen Stromausfall mit einem Akku abzufedern. Das "Zahnradmonster"
nach einem Stromausfall neu einzustellen, sieht etwas kompliziert aus.
Aber vielleicht verläßt Du die Werkstatt nie ohne Schlüsselsatz ;-)
m.n. schrieb:> Bernd F. schrieb:>> Ich habe mir mal Gedanken über die Steuerung gemacht.>> 2 Mikroschalter und 2 Kleinrelais reichen. Die Funktion>> des Einschaltwischers kann die Steuerscheibe übernehmen.>> Ich finde es auf jeden Fall gut, wenn Du eine Lösung hast, die ohne> Programmierung von Dir umgesetzt werden kann.>> Persönlich würde ich eher mit Gleichspannung (12/24 V) arbeiten wollen,> um einen Stromausfall mit einem Akku abzufedern. Das "Zahnradmonster"> nach einem Stromausfall neu einzustellen, sieht etwas kompliziert aus.> Aber vielleicht verläßt Du die Werkstatt nie ohne Schlüsselsatz ;-)
Das Stellen des mechanischen Kalenders ist kein großes Problem.
Die Welle des Antriebsmotors muss eine trennbare Kupplung er-
halten. Dann lässt sich die Uhrzeit einstellen.
Etwas schwieriger ist die Datumsanzeige. Hier lässt sich ein
bestimmtes Rad drehen. Da werde ich einen Innensechskant ein-
bauen. Der Akkuschrauber dreht locker 120 Tage vor oder zurück.
Ein kleines Problem hätte ich aber noch:
Der Schaltkontakt (1/U min)in der Mutteruhr (Schiffschronometer)
ist schon recht verschlissen. Erst nach Putzen mit 600er Schleif-
papier macht er wieder, was er soll.
Der filigrane Schaltkontakt muss später 2 Kleinrelais schalten und
ist kaum ersetzbar.
Gibt es eine einfache Möglichkeit Kontaktverschleiß zu minimieren?
In 4 Jahren sind das 2 102 400 Schaltungen.
Grüße Bernd
Bernd F. schrieb:> Der Schaltkontakt (1/U min)in der Mutteruhr (Schiffschronometer)> ist schon recht verschlissen.
Läßt sich ein Magnet montieren und damit ein Reedkontakt bzw. Hallsensor
(TLE4905 o.ä.) schalten?
m.n. schrieb:> Bernd F. schrieb:>> Der Schaltkontakt (1/U min)in der Mutteruhr (Schiffschronometer)>> ist schon recht verschlissen.>> Läßt sich ein Magnet montieren und damit ein Reedkontakt bzw. Hallsensor> (TLE4905 o.ä.) schalten?
Alles geht.
Ich möchte die Antiquität aber möglichst nicht umbauen.
Das gehört sich einfach nicht.
Dieser Schiffschrono ist gebraucht. Er wurde wohl viele Jahre
auf einem Schiff der DDR benutzt. Das Minutensignal steuerte
die restlichen Uhren.
Mehr dazu:
Beitrag "Quarzuhr VEB- Glashütte reparieren?"
Grüße Bernd
Zifferblatt_2a.jpg
(77 KB)
