Kamera Remote Head stoppt ruckelig. Notwendig: sanfter Nachlauf

[Anne Nerven]

Hallo Gemeinde,

ich bin völlig ahnungslos auf dem Gebiet der Elektronik und habe das im Titel geschilderte Problem.

Der Remote Head: http://www.servocity.com/html/pt-2100_pan__tilt_system.html

Gesteuert wird das Teil mit: http://www.servocity.com/html/4_motor_controller_system.html

Leider ist es nicht möglich, das Gerät sanft zu stoppen. Egal wie langsam sich der Motor dreht, er stoppt abrupt, sobald der Joystick eine Grenze überschreitet. Ganz gleich wie langsam man den Joystick bewegt. Ich müsste aber so sanft stoppen können, dass man gar nicht merkt, wann die Bewegung aufhört. Die Motoren sind Getriebemotoren: http://www.servocity.com/html/precision_robotzone_gear_motor.html
Die vom Hersteller angebotenen Motoren mit geringerer Umdrehungszahl kann ich nicht verwenden, da ich bei "Vollgas" auch schnelle Drehungen brauche. Genau genommen müsste ich bei max Leistung viel schneller drehen können, als mit dem Motor überhaupt möglich (max 60°/Sek)



Was brauche ich? Andere Motorentypen statt Getriebemotoren? Andere Steuerung? Lötkolben? Elektrotechnikstudium?

Vielen Dankfür jeden Tip,

Dirk

[Hubert.G]

Du wirst eine andere Steuerung brauchen. Mit dem Start wird es wohl das gleiche Problem sein.
In der vorhandenen Steuerung wird eine Start-Stop-Rampe fehlen. Entweder eine andere Steuerung besorgen die das kann, oder du benötigst die letzten beiden Sachen in deiner "Was brauche ich" Liste.

[Andree-HB]

...vielleicht mal den Hersteller anschreiben, ob es eine angepasste Firmware gibt, die soetwas umsetzt. Wären nur ein paar geänderte Zeilen im Code.

[ranke]

Ich vermute dass das Hauptproblem bei den verwendeten Motoren liegt. DC-Motoren haben durch die Bürstenkommutierung eine relativ große Reibung. Das führt dazu, dass ein gewisser Anlaufstrom fließen muss damit der Motor sich überhaupt bewegt. Da die Gleitreibung aber meist geringer ist als die Haftreibung, läuft der Motor aber nach Überschreiten des Anlaufstroms zu einer nicht unerheblichen Mindestdrehzahl hoch. Beim Verzögern ist die minimal mögliche Geschwindigkeit meist etwas geringer, irgendwann steht der Motor dann doch und läuft erst wieder, wenn der Strom deutlich erhöht wurde.
Leider wird der Mindestanlaufstom meist nicht im Datenblatt angegeben, er ist auch nicht konstant sondern ändert sich mit Abnutzung der Bürsten und mit der zufälligen Stellung des Rotors zum Stator.

Folgende Abhilfen fallen mir ein:

1. Bei niedriger Drehzahl Ansteuerung statt mit Gleichstrom mit pulsierendem (lückendem) Gleichstrom. Möglicherweise ist das bei der verwendeten Steuerung schon umgesetzt (ich kenne das Teil nicht).

2. Verwendung von Getriebemotoren mit bauartbedingt niedrigem Anlaufstrom. Das ist etwas schwierig, weil es wenig belastbare Daten gibt.

3. Verwendung einer schnellen Drehzahlregelung. Das erfordert eine Messung der aktuellen Drehzahl und eine automatische Korrektur durch einen Regelkreis.

4. Verwendung von völlig anderen Motoren. Schrittmotoren in Mikroschrittbetrieb kann man praktisch beliebig langsam fahren lassen. Sie bräuchten aber auch eine vollständig andere Steuerung.

Ein Elektrotechnikstudium wäre für die Problemlösung nicht essentiell, ist aber immer ein "nice to have". Sonst wäre der erste logische Weg, den Verkäufer des Remote Head zu fragen, warum das Teil nicht das macht was es soll und wie er gedenkt dem Abzuhelfen.

[Anne Nerven]

Ich vermute dass das Hauptproblem bei den verwendeten Motoren liegt. DC-Motoren haben durch die Bürstenkommutierung eine relativ große Reibung. Das führt dazu, dass ein gewisser Anlaufstrom fließen muss damit der Motor sich überhaupt bewegt...
Ich fürchte, da liegt der Hund begraben. Ein Kollege hat mir einen Drehknopf als Joystick-Ersatz angeschlossen. Damit der Remote Head sich überhaupt (nach rechts) dreht, muss der Zeiger auf 2 Uhr stehen, kann dann aber bis auf 1 Uhr zurückgestellt werden, ohne dass er stoppt. Auf "halb 1" bleibt er stehen, der Remote Head "zappelt" minimal, kann mit der Hand "angeschubst" werden und dreht kurz weiter. Nach 1-2 Sek stoppt er wieder und wartet auf einen neuen Schubser. Deswegen weiß ich nicht, ob die Lösungsvorschläge auf Basis dieser Getriebemotoren überhaupt die Mühe lohnen. Wenn die Reibung zu groß ist, ist sie halt zu groß.

Aber welcher Motoren-Typ kann sowohl butterweich anfahren/stoppen, als auch kurzzeitig (ca 2 Sek) schnell (ideal: 150 U/Min) drehen? Der Wiki-Link zu den Schrittmotoren gibt leider keine Auskunft über deren max Drehgeschwindigkeit oder ich kann sie nicht erkennen. Gibt es zusätzliche Alternativen?

[Anne Nerven]

Nach ausführlicher Rechereche im Netz und Werks-Spionage bei hochpreisigen Herstellern, wie deren Remote Heads angetrieben werden, gibt es einen klaren Favoriten: Schrittmotoren. Ich werde jetzt nur noch jemanden mit Lötkolben suchen, der die Steuerung baut und dann steht einer ruckelfreien Anfahrt nichts mehr im Wege :-)

[ranke]

Wenn Du Schrittmotoren verwenden willst, wirst Du trotzdem ein Getriebe brauchen um:

1. das notwendige Drehmoment aufbringen zu können.
2. Eine ausreichendes Haltemoment zu bekommen, wenn der Motor stromlos ist.

Ansonsten sicher keine schlechte Wahl. Ich würde auch unbedingt eine Mikroschrittsteuerung empfehlen, bei Voll- oder Halbschrittsteuerung hat der Motor unangenehme Resonanzen bei bestimmten Drehzahlen, bei denen kaum Moment abgegeben werden kann. Mikroschritt ist normalerweise auch leiser.
Der Wiki-Link zu den Schrittmotoren gibt leider keine Auskunft über deren max Drehgeschwindigkeit oder ich kann sie nicht erkennenEine Drehmoment/Drehzahlkurve gehört zum Datenblatt eines Motors. Dazu gibt es auch eine Spannungsangabe die besagt, mit welcher Spannung der Motor dabei gefahren wurde. Typischerweise ist diese Spannung wesentlich höher als die im Datenblatt angegebene Nennspannung. Das ist möglich weil die meisten Steuerungen eine Strombegrenzung haben, die den Maximalstrom durch den Motor auf ein verträgliches Maß begrenzen. Man muss darauf achten dass eine entsprechende Spannung bereitgestellt werden muss, weil der Motor bei niedrigeren Spannungen nur eine geringere Leistung abgeben kann.