Drehzahl bestimmen über RN-VNH2 Dualmotor

[jimmi_face49]

Hallo zusammmen,

im Rahmen eines Studienprojekts (Bau einer Unterwasserdrohne) beschäftige ich mich mit der Motorisierung.
Diese werden mit dem RN-VNH2 Dualmotor angesteuert, welches seine Signale wiederum von einem Arduino Microcontroller bekommt. Habe bereits erste Funtionstests durchgeführt, alles läuft soweit.

Meine Frage: Wie schaffe ich es, die zwei Gleichstrommotoren (zB Graupner Speed 700 Turbo BB 12V) auf eine bestimmte Drehzahl zu fahren, wenn ich nur Leerlaufdrehzahl kenne?
Beispiel: Die Drehzahl im optimalen Wirkungsgrad liegt bei 15000, die Leerlaufdrehzahl bei 17200.
Wie kann ich das nötige PWM Signal bestimmen?

Vielen Dank im Voraus!

[TomEdl]

Hallo!

Eine wirklich genaue Einstellung der Drehzahl ist wohl nur mit der Rückführung der tatsächlichen Drehzahl des Motors möglich. Dazu kann man verschiedene Sensoren an der Motorwelle anbringen, zum Beispiel einen Inkrementalsensor, oder einen einfachen Magneten mit Reed-Relais zur Auswertung.
Eine etwas verrückte Idee, die ich noch nie ausprobiert habe, wäre, wenn man den vom Motor aufgenommenen Strom misst und daraus auf die Drehzahl schließt. Dazu muss man allerdings vorher einige Messungen und Versuche anstellen, um eine Funktion zu bekommen.

Grüße
Thomas

[oberallgeier]

... Eine etwas verrückte Idee ... den vom Motor aufgenommenen Strom misst und daraus auf die Drehzahl schließt ...Bergauf - viel Strom, bergab - wenig Strom. Dann wird die Drehzahlauswertung lustig *ggg*.

[Richard]

Reed-Relais bei 15.000 1/Min ? Das dürfte in 1 h hin sein. :-(
Auch drehen Schiffsantriebe gewöhnlich nicht so schnell, außer
Wasserstrahlantriebe (möglicherweise). Die Hallsensore die (ich)
kenne, messen auch nur bis max 25.000. Um die Drehzahl zu
Regeln/halten bedarf es dann eine Regelstrecke soll Drehzahl >
Ist Drehzahl > PWM.

Gruß Richard

[oberallgeier]

Reed-Relais bei 15.000 1/Min ? Das dürfte in 1 h hin sein. :-( Auch drehen Schiffsantriebe gewöhnlich nicht so schnell ...Ok, ich verbessere mich wegen des "bergauf - bergab" - das kommt ja im Wasser nicht so oft vor, aber ich glaube, dieser Kritikpunkt ist schon klar geworden. Dass der gute jimmi_face49 nicht unbedingt an der Motorwelle messen muss ist aber auch klar. Ich kann mir vorstellen, dass so ein Uboot nicht extrem empfindlich auf kurzzeitige Drehzahlschwankungen ist - da ist die Regelung der Tauchtiefe eher ein Knackpunkt.

Ich messe bei Motordrehzahlen bis 40 000+ min-1 mit ner kleinen Gabellichtschranke (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=437282&sid=d02a1db619ea03f4210cd1a0dfe937c6#437282) - das geht problemlos, störungsfrei und sehr platzsparend.

[TomEdl]

... Eine etwas verrückte Idee ... den vom Motor aufgenommenen Strom misst und daraus auf die Drehzahl schließt ...Bergauf - viel Strom, bergab - wenig Strom. Dann wird die Drehzahlauswertung lustig *ggg*.
Auweh, da hatte ich wohl einen Knoten im Hirn. :D
Danke für die Korrektur.

Ich halt jetzt wohl besser die Klappe.... ;)

Grüße

[oberallgeier]

... Ich halt jetzt wohl besser die Klappe ...NEIN - bitte nicht. Die Grundlage vieler Innovationen ist doch, dass jemand etwas, sagen wir mal, Abgehobenes sagt - und andere darüber nachdenken.

Beispiel: "Wie knacke ich Nüsse ohne sie zu zerbrechen?". Antwort (nicht doooof, sondern ungehemmt im brainstorming) : von innen. Lösung: Schale wird mit Druckgas aufgesprengt - das läuft!

Also bitte, solche Schnellschüsse sind schon zu etwas gut. Und ich weiß nicht wie oft ich ähnliche Argumente präsentiert habe. Müsste ich mal auf [Favoriten] legen: [Eigen(artig)e Ideen]. Wär ja was *ggg*.

[TomEdl]

Beispiel: "Wie knacke ich Nüsse ohne sie zu zerbrechen?". Antwort (nicht doooof, sondern ungehemmt im brainstorming) : von innen. Lösung: Schale wird mit Druckgas aufgesprengt - das läuft!

Ich hätte schon wieder die Idee gehabt, im Kern der Nuss zwei winzige Plutonium-Kugeln aufeinander prallen zu lassen. ;)

Grüße
Thomas

[Richard]

Müßte doch auch in der Microwelle klappen, habe leider keine
Nüsse hier sonst hätte ich das gleich mal getestet. :-)

Gruß Richard

[jimmi_face49]

Vielen Dank für die vielen Antworten. Bin nun soweit zu realtiv einfachen Lösung gekommen, dass sich das nötige PWM-Signal per Dreisatz bestimmen lassen sollte, denn n ist ja proportional zu U.
Letztendlich ist die ganze Thematik aber weitaus komplexer als zunaächst angenommen, da die Last nicht bekannt ist. Hier könnte nur eine Regelung mit Soll-Ist-Abgleich eine Lösung brinegn, aber das führt zu weit....
Letztendlich wird wohl einfach experimentiert! ;)

[Richard]

so einen PID oder nur PD Regler haben hier schon einige
softwaremäßig gebaut. Da gibt es einige Beispiele im Netz. :-)

Gruß Richard

[oberallgeier]

... einfachen Lösung gekommen, dass sich das nötige PWM-Signal per Dreisatz bestimmen lassen sollte, denn n ist ja proportional zu U ...Ja, eine wirklich einfache Lösung - aber realistisch? Schön, wenn n proportional U ist. Stimmt das mit der Physik überein? Übrigens, die PW M beeinflusst nicht die Spannung, sondern den duty cycle.

................http://oberallgeier.ob.funpic.de/speed_M-D01_tps4.gif
................i tupsi = Zeitbedarf in 50µs für eine halbe Motorumdrehung (k*1/ω). Messung ist beispielhaft aber real.

Regelun gstechnik fängt man so an, dass man sich über die erreichbaren/gemessenen Werte klar wird und die benennt. Und die Regelschleife komplett darstellt:

................http://oberallgeier.ob.funpic.de/regel-notiz.jpg
Das wurde hier knapp zusammengefasst (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=389526&sid=d8f821d48b820f81d707ef41492f460c#389526) und im RNWissen hier vollständig vorgestellt. (http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik)


... Letztendlich wird wohl einfach experimentiert ...Vermutlich - wenn Du von Köln nach Frankfurt fährst - dann gehts erstmal aus der Stadt raus - egal wohin und in welche Richtung - irgendwann kommst Du vielleicht in Frankfurt raus. *ggg* Experimente ohne Grundlage - die letzten Abenteuer unserer Tage. Sorry, dass ich das so ätzend sage, aber bei Deiner Aufgabenstellung hätte ich mehr Tiefgang vermutet. Vor allem bei einem UBoot. Wie man sich irren kann.

... im Rahmen eines Studienprojekts ...

[jimmi_face49]

Vielleicht sollte ich dann dazu ergänzen, dass es sich bei zugehörigem Studium um kein rein technisches handelt, was natürlich keine Entschuldigung für den fehlenden Tiefgang sein soll.
Die Bedingungen des Projektes (Zeit, Ressourcen) lassen leider keine tief fundierte Lösung zu.
Um auf dein Beispiel zurückzukommen: Wenn ich in 6 Std von Köln nach Frankfurt möchte, und 5 Std für die Planung der perfekten und wirtschaftlichsten Reisevariante benötige, komme ich sehr wahrscheinlich auch nicht pünktlich.
Ich bewundere an dieser Stelle das vorhandene Fachwissen, aber es geht halt darum, eine einfache Lösung zu finden, die zunächst funktioniert. Es wird ein Prototyp hergestellt. Und erstes Ziel ist da letztendlich, dass der am Semesterende schwimmt.

[TomEdl]

Warum wird nicht einfach die Drehzahl gemessen? Ist der Aufwand hierzu zu groß?

Grüße
Thomas

[Richard]

Ein kleiner Propeller Motor als Generator ans U-Boot und
die generierte Spannung auswerten? Die sollte ja dann der
tatsächlichen Geschwindigkeit gegenüber dem Medium Wasser
Proportional sein? Oder eine Art Staubdrucksensor wie beim
Flugzeug...Leider bekommt man da aber auch nur die relative
Geschwindigkeit im Medium und die hängt nicht nur von der
tatsächlichen Eigengeschwindigkeit sondern auch von der
des Mediums ab. :-) Navigieren würde ich damit nur in stehenden
Gewässer.

Gruß Richard