Was für ein Motor?

[jga]

Hallo,

ich möchte über ein Programm an meinem PC einen (irgendwo fixierten) Motoren ansteuern können, welcher dann eine Vorrichtung nach links oder rechts bewegt. Habe mir gedacht das ganze über ein Zahnrad zu machen, auf welchem eine Leiste mit Zacken liegt, die sich dann durch das drehen des Motors bewegt.

Jetzt muss sich das ganze jedoch in einer Sekunde um 2 Meter nach links oder rechts bewegen können!
Wie kann ich die benötigte Kraft für den Motor ausrechnen, wenn die zu bewegende Vorrichtung 1kg wiegt und das Zahnrad einen Durchmesser von 1cm hat?
Welche Motorenart ist dafür am besten?
Schließlich darf es auch nicht all zu teuer sein.

Lässt sich das ganze einigermaßen günstig lösen?

Danke,
jga

[GeoBot]

Hallole

So auf Anhieb hab ich da auch keine fertige Lösung.

Billig wird das sicher nicht. Als Motor denke ich, dürfte
ein Scheibenläufer gut zu gebrauchen sein. Die sind
flink.

Ich würde mir erst einmal überlegen, wie die Bewegung
des "Schlitten" aussehen muß. Der Schlitten muß be-
schleunigt und wieder abgebremst werden.
Am schnellsten ist man wenn die Bewegung so gewählt
wird, daß der Motor die eine Hälfte der Zeit (0,5s)
maximal beschleunigt und die andere Hälfte maximal
bremst, wenn die maximalen Beschleunigungsraten
gleich sind.

Dazu sollte man in einer Physik-Formelsammlung
Gleichungen finden. (gleichförmig beschleunigte Be-
wegung; Zusammenhang zwischen Zeit 0,5s Weg 1m
und Beschleunigung -+?)

Über die Bechleunigung (a[m/s^2]) und die
Masse (m[kg]) sollte man mit dem Zahnraddurch-
messer (d[m]) auf ein Drehmoment (M[Nm]) für den
Motor kommen.

Dann noch eine Drehzahl und zusammen mit dem
Moment die Leistung des Motors bestimmen.

Maximale Drehzahl = Maximale Geschwindigkeit
sollte sich bei t=1s finden.

Ich hoffe das Hilft erst einmal.

Grüße GeoBot

[jga]

Hallo,

ok danke!
Jetzt frage ich mich noch wie ich so einen Scheibenläufer den man als Servomotor einsetzen kann über den PC ansteuern kann. Was muss noch dazwischen?
Auch wäre es interessant zu wissen wie schnell das Ganze dann reagiert, wenn es vom Computer den Befehl bewegen bekommt.

MfG,
jga

[GeoBot]

Hallo

Was man noch so braucht?

Sensorik zur Positionserfassung.

µC mit Regelkreis zur Motoransteuerung vielleicht.

Und so etwas zur Ansteuerung des Motors.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=81876#81876
Halt in der richtigen Leisungsklasse.

Wie schnell das ganze wird?

Das kommt drauf was für einen Motor du brauchst.
Ich rate mal "vielleicht >100ms"

Du kannst die Motordaten ja mal überschlagen und
die Rechnung posten.

Bei 1s 1kg und 2m wird der Motor glaube ich schon recht fett.
So in der Richtung http://www.perm-motor.de/

Grüße GeoBot

[user529]

ein bischen rumgerechne, weil mir so fad is:
V-t diagramm zeichnen=> vmax= 2m/0,5s=4m/sec
um diese geschwindigkeit zu erreichen benötigst du eine gleichförmige beschleunigung von: a=dt/dv=4m/s / 0,5s =8m/s²
zum beschleunigen ist eine kraft von 8m/s²*1kg=8N nötig
wenn das ritzel nur 1cm durchmesser hat braucht der motor dazu: 8N*0,5cm= 40Ncm (dieses moment wird zum beschleunigen der masse benötigt)

um das wirkliche moment zu berechnen brauchen wir die maximaldrehzahl umax=vmax/d/pi=4/0,01/3,14149=127u/sec = 800rad/sec
das ergiebt eine winkelbeschleunigung von: alpha=800rad/sec/0,5sec=1600rad/sec²

um dem armen motor diese beschleunigung zu ersparen würde ich eine übersetzung von 2:1 vorschlagen.

alpham=800rad/sec²
bei einer trägheit von 0,0021Kgm² (oben genannter DC motor von perm)gibt das:

800*0,0021=1,68Nm zum beschleunigen des motors.

das gesammtdrehmoment ist dann: 1,68Nm+0,8Nm=2,48Nm
bei einer drehzahl von 127U/sec*60/2=3810U/min

und was lernen wir daraus??

genau, mach dir eine tabelle und spiele mit der übersetzung und den motordaten bis endlich ein wenig Drehmoment an der masse ankommt und nicht alles im motor bleibt, dann kannst du die motorgröße entscheidend verkleinern und dir auch viel geld sparen.

mfg clemens

kann da noch jemand drüber schaun, ist schon herzlich früh für physik, auch wenns nur grundwissen ist