Hallo alle zusammen,
ich bin auf der Suche nach einem Servo, der auf 180° eine Auflösung von
10000 Schritten hat. Hab mich etwas schlau gemacht und herausgefunden,
dass bei Digital Servos ich mit 0,1° schon sehr, sehr gut beraten bin.
Aber eine 0,01° Auflösung werde ich wahrscheinlich nicht finden. Als
Alternative fallen mir nur noch Getriebemotor mit Encoder und
Schrittmotor ein, wobei zweiteres auch schon rausfällt. Beim
Getriebemotor geht das natürlich wieder ins Geld.
Um die Frage nach der Anwendung vorwegzunehmen: Ich möchte mit dem
Servoarm einen Hebel steuern, der absolut genau eingestellt werden muss.
Vielen Dank für Eure Tipps!
Eine Festplatte bewegt ihren Kopf problemlos derart genau,
aber die misst die Kopfposition auch auf der Festplatte selbst.
Auch wenn du einen grossen Zahnkranz im Kreis legst und mit
einem kleinen Motor mit Ritzel darauf entlangfähst, bekommst
du problemlos diese Auflösung, einfach in dem du die Anzahl
der Zähne zählst.
Es kommt also auf die Messmöglichkeit an. Ein Poti reicht nicht,
ein optischer Encoder wäre sehr sehr gut (und entsprechend
teuer)
Hier siehst du solche Encoder, die deine Auflösung schaffen
http://www.gpi-encoders.com/
Eine Elektronik ist dann eher simpel wenn es beliebig langsam
sein darf.
Konrad schrieb:> Um die Frage nach der Anwendung vorwegzunehmen: Ich möchte mit dem> Servoarm einen Hebel steuern, der absolut genau eingestellt werden muss.
Wobei das immer noch nicht erklärt, was denn eigentlich der Zweck der
Übung sein soll. Das ein Servo einen Servohebel auf eine Position
einstellt, nun ja, das ist der Sinn und Zweck eines Servos.
Im Modellbau machen derartige Auflösungen keinen Sinn, weil ja der Hebel
nicht Selbstzweck ist, sondern von dem im Normalfall ein Gestänge
ausgeht. Und da gibt es dann Gebelköpfe, Schubstangen, Umlenkhebel,
Scharniere, etc. etc. die alle ein wenig Spiel haben und damit die
Auflösung des Servos ad absurdum führen.
Was solls denn werden? Rastertunnelmikroskop?
Konrad schrieb:> Um die Frage nach der Anwendung vorwegzunehmen: Ich möchte mit dem> Servoarm einen Hebel steuern, der absolut genau eingestellt werden muss.
Absolut genau ist natürlich schon sehr genau :-). Bei 100 ppm kann schon
das Ruckeln und Spiel im Getriebe, die Biegung des Armes, oder sogar die
Ausdehnung durch Temperatureinflüsse zuviel sein. Rechne mal alle
Einflussgrößen durch, und betrachte die Auswirkungen auf die
Gesamtgenauigkeit. Stichwort Fehlerfortpflanzungsgesetze. Oder
überschlage mal die Größenordnung der verschiedenen Fehlerquellen.
Grüße, Kurt
Konrad schrieb:> Encoder und> Schrittmotor ein, wobei zweiteres auch schon rausfällt.
wieso?
An einen Schrittmotor kann man auch ein Untersetzungsgetriebe klemmen.
Gängige Encoder in Servomotoren haben 4096 inkremente, also
0,089°/Inkrement. Du kannst natürlich auch einen mit 1000 Strichen
nehmen und Sin/Cos-Ausgang nehmen. Mit einem Interpolator kann man
nochmal 1000-fach interpolieren. Dann hast du die gewünschte Auflösung.
Das Problem ist allerdings wie schon erwähnt, dass vermutlich die
Durchbiegung des Hebelarms, Temperatureinflüsse usw. das Ergebnis zu
stark verfälschen.
Besser wäre es, mit einem Linearmaßstab möglichst nah am Endeffektor zu
messen. Es gibt z.B. von Heidenhain offene optische Messsysteme, bei
denen das Maßband relativ flexibel ist und auch auf gebogenen
Oberflächen montiert werden kann. Billig sind die aber nicht ;)
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Konrad schrieb:> Hallo alle zusammen,>> ich bin auf der Suche nach einem Servo, der auf 180° eine Auflösung von> 10000 Schritten hat.
Also etwa 2 Winkelminuten. Das ist grundsätzlich kein Problem.
Es gibt Hersteller von Präzisionsantrieben, die so etwas liefern
können. Der Preis wird irgendwo zwischen einigen Hundert und einigen
Tausend Euro liegen.
Gruss
Harald
Wenn es nur relativ zu sein braucht. Ein optischer Maussensor mit
quadraturausgang und ohne automatische idle-funktion. Die gibt es und
du brauchst nicht mal eine uC dazu. Einfach den Sensor dann anstelle
der Quadraturscheibe eine Schaltung zur Verwendung des Quadratursignals
anstelle des Poti, natürlich mit analogem Servo.
Danke für die super Tipps!
Mir ist gerade aufgefallen, dass ein Getriebemotor und ein Schrittmotor
gar nicht in Frage kommen können, da ich immer genau wissen muss wo der
Servo sich befindet! Egal ob gerade ein Stromausfall war oder nicht.
Deshalb muss irgendsoein Poti oder zwei Hallelemente verbaut sein, dass
ich Bescheid weiß.
>da ich immer genau wissen muss wo der>Servo sich befindet! Egal ob gerade ein Stromausfall war oder nicht.
Na dann brauchst du einen absolutel Drehgeber am Getriebeausgang.
>Erzähl mal mehr über die Mechanik. Wirs immer der gleiche Winkel eingestellt,
oder ist der variabel?
Hast du die Möglichkeit den Hebelarm auf einen Anschlag zu fahren?
Konrad schrieb:> ich bin auf der Suche nach einem Servo, der auf 180° eine Auflösung von> 10000 Schritten hat.
Ich frag mal nach: brauchst Du nur diese Auflösung oder auch 10000/180°
als Genauigkeit?
Hohe Auflösung bieten Potis mit Leitplastik. Wenn man sie kompensiert
bekommt man auch eine gute Genauigkeit.
>Erzähl mal mehr über die Mechanik. Wirs immer der gleiche Winkel >eingestellt,
oder ist der variabel?
Er ist variabel. Ich habe eine feste 0 Position mit Anschlag der aber
nicht überlastet werden sollte (Getriebemotor könnte zwar gegen den
Anschlag drücken, wäre aber für beide Seiten ungesund). von dieser 0
Position muss ich bestimmte Winkel aus bis 180° anfahren.
>brauchst Du nur diese Auflösung oder auch 10000/180°>als Genauigkeit
Ne, dass kann natürlich auch genauer sein.
MaWin schrieb:>> Man baut nicht unbedingt so ganau wie möglich,>> sondern so genau wie NÖTIG.>> Das sehen die Leute an der PTB oder NIST aber anders.
Ne, so habe ich die PTB nicht erlebt. Die haben schon eine klare
Vorstellung davon, was physikalisch machbar und für die jeweilige
Anwendung sinnvoll ist. Oft haben sie aber das Problem, uralte Regeln an
die moderne Technik anzupassen.
Ich habe vor vielen Jahren elektronische Waagen mit Ferndrucker durch
die PTB gebrahct. Die armen Kerle mussten die Vorschriften für
mechanische Ferndrucker auf die Thermodrucker und die leitungsprotokolle
umdeuten.
Grüße, Kurt
MaWin schrieb:>> Man baut nicht unbedingt so ganau wie möglich,>> sondern so genau wie NÖTIG.>> Das sehen die Leute an der PTB oder NIST aber anders.
Nicht grundsätzlich. Wenn man z.B. eine Länge mit einem Fehler
von 1% misst, kann man Schwankungen der Umgebungstemperatur meist
vernachlässigen.
Gruss
Harald
Kurt Harders schrieb:> MaWin schrieb:> Ne, so habe ich die PTB nicht erlebt. Die haben schon eine klare> Vorstellung davon, was physikalisch machbar und für die jeweilige> Anwendung sinnvoll ist. Oft haben sie aber das Problem, uralte Regeln an> die moderne Technik anzupassen.
Hier muss man ganz klar zwischen den unterschiedlichen Aufgaben solch
einer Institution unterscheiden. Auf der einen Seite geht es um die sehr
wissenschaftliche Betrachtung, wie genau bestimmte Größen überhaupt
bestimmbar sind und welche grundlegenden Effekte diese Genauigkeit
definieren und wie sie ggf. zu umschiffen sind.
Dann folgt sozusagen die "Ingenieurstätigkeit", bei der es darum geht,
die zuvor gewonnenen theoretischen Erkenntnisse in konstruierbare
Normale umzusetzen und die korrekte Funktion nachzuweisen.
Und zuguterletzt folgt dann das Eichwesen, das sich dieser Normale
bedient, daraus Rechtsvorschriften und Eichverfahren definiert und
anwendet. Dessen Schwerpunkt liegt natürlich auf einer gänzlich anderen
Thematik. Wenn man nun seine Waage und sein Multimeter zur PTB schleppt,
um sie kalibrieren, justieren und ggf. eichen zu lassen, kommt man gar
nicht in Berührung mit den eigentlichen wissenschaftlichen
Fragestellungen.
Konrad schrieb:> Verzeihung für die Möglichkeit nach oben hin genauer sein zu können. ;)
Naja, Du musst schließlich die unnötige Genauigkeit bezahlen...
Ein Multimeter mit acht statt vier Stellen Genauigkeit kostet
schließlich auch nicht nur das doppelte, sondern für den Preis kann man
sich schon eine ganze Palette einfacher Multimeter liefern lassen.
Wenn also wirklich sowohl die Auflösung als auch die Genauigkeit dieses
Servos so hoch sein müssen, solltest Du vielleicht ein einschlägiges
Ingenieurbüro mit der Anforderungsanalyse und Konzepterstellung
beauftragen.
Allein die Steifigkeit der Halterung für das Servosystem ist schon nicht
mehr zu vernachlässigen.
Wir reden bei der Anforderung schließlich nicht mehr über Bastelprodukte
der 100,- EUR-Preisklasse, sondern hochpräzise Industrieantriebe.
Konrad schrieb:> Verzeihung für die Möglichkeit nach oben hin genauer sein zu können. ;)>> Ich hab aber bis jetzt immer noch keine vernüntige Lösung gefunden....
Nun, früher als ich noch gearbeitet habe brauchte ich zur Suche nach
passenden Firmen für solche Präzisionsantriebe nur in meinen Akten-
schrank zu greifen. Heute müsste ich auch bei Google nachsehen.
Die erforderliche Messtechnik bis in den Submikrometerbereich liefert
z.B. die Firma Heidenhain. Sicherlich kennen die auch Firmen, die
passende Antriebe liefern. Da solche Antriebe oft Einzelstücke sind,
muss man auch mit entsprechenden Preisen rechnen.
Gruss
Harald
Hallo,
es gibt bei den Teleskopmontierungen fuer Amateurastronomen einen Trend
(im hochpreisigen Segment) zu Direct-Torque Motoren mit hochaufloesenden
Encodern. Diese liefern bei den Achsen eine Positioniergenauigkeit
(nicht Aufloesung) von 1-2 Bogensekunden. Die Preise fuer eine solche
Montierung (zwei Achsen) liegen bei mehreren Tausend Euro.
Aber auch relativ normale Montierungen lassen sich mit diesen Encodern
nachruesten und liefern die gleiche Genauigkeit. Hier sind in der Regel
aber noch Getriebe dazwischengeschaltet.
Optische absolut Encoder, die 16 Bit Aufloesung haben gab es bis vor
kurzem bei Farnell (von AVAGO).
Gruss
Matthias
Hallo Harald!
Genauigkeit hat nun mal ihren Preis, übrigens auch bei Heidenhain.
Entweder brauchst du die Genauigkeit für deine Anwendung, dann musst du
auch entsprechend Geld auf den Tisch legen. Oder du brauchst sie eben
nicht bzw. dein Projekt ist nicht wirtschaftlich zu machen...
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Matthias Heininger schrieb:> es gibt bei den Teleskopmontierungen fuer Amateurastronomen einen Trend> (im hochpreisigen Segment) zu Direct-Torque Motoren mit hochaufloesenden> Encodern. Diese liefern bei den Achsen eine Positioniergenauigkeit> (nicht Aufloesung) von 1-2 Bogensekunden.
Das ist wie mit den handgeflochtenen Lautsprecherkabeln und goldenen
Steckern im Audiobereich.
Solch eine hohe absolute Positioniergenauigkeit nützt in der Astronomie
überhaupt nichts, da das Brechungsindexprofil der Atmosphäre gar nicht
genau genug bekannt ist und der ganze Himmel dadurch sowieso verzerrt
ist. In der Praxis wird die genaue Teleskopposition anhand von Sternen
bestimmt. Die Auflösung liegt dann aber noch deutlich über 1-2".
Matthias schrieb:> Matthias Heininger schrieb:>> es gibt bei den Teleskopmontierungen fuer Amateurastronomen einen Trend>> (im hochpreisigen Segment) zu Direct-Torque Motoren mit hochaufloesenden>> Encodern. Diese liefern bei den Achsen eine Positioniergenauigkeit>> (nicht Aufloesung) von 1-2 Bogensekunden.>> Das ist wie mit den handgeflochtenen Lautsprecherkabeln und goldenen> Steckern im Audiobereich.> Solch eine hohe absolute Positioniergenauigkeit nützt in der Astronomie> überhaupt nichts, da das Brechungsindexprofil der Atmosphäre gar nicht> genau genug bekannt ist und der ganze Himmel dadurch sowieso verzerrt> ist. In der Praxis wird die genaue Teleskopposition anhand von Sternen> bestimmt. Die Auflösung liegt dann aber noch deutlich über 1-2".
Hallo,
das mag wohl sein, das hindert die Hersteller aber nicht diese
Montierungen zu bauen und zu verkaufen.
Es gibt auch Werkzeugmaschinenhersteller, die z.B. Rundtische anbieten,
die eine Positioniergenauigkeit bis ± 2 Winkelsekunden und eine
Wiederholgenauigkeit < 0,2 Winkelsekunden besitzen und ebenfalls mit
diesen Direktantrieben arbeiten.
Des weiteren wird nicht die Teleskopposition anhand der Sterne bestimmt,
sondern die Atmosphaere verschiebt die Sterne an eine andere
(scheinbare) Position, die bei der Positionierung beruecksichtigt werden
muss. Die grossen Teleskope beruecksichtigen uebrigens die Atmosphaere
(bis zu einem bestimmten Grad) und treffen die gewaehlten Sterne in der
Regel besser als 5-10 Bogensekunden. Die Nachfuehrung erfolgt dann
spaeter mit Nachfuehrsternen oder in Einzelfaellen auch blind, falls die
Konfiguration dies nicht anders zulaesst.
MfG
Matthias Heininger
Hab zu Werkstudentenzeit mal mit einer Accutronic Servosteuerung einen
Prüfplatz für Winkelsensoren programmiert (LV 3.1 :) ). Der Motor hatte
einen Heidenhain Geber mit etwa 10k als Referenz...
Das Problem damals (wie heute?) ist die mechanische Kopplung, die
schnell all die Auflösung zunichte macht.
Aber die Servosteuerung von Accutronic war schon super... nur nicht
billig
http://www.acutronic.com/1/products/1-axis.html
Gruß Henrik
