Servoumbau: Ansteuerung einer Gewindestange

[tom-interaktiv]

Hallo erstmal,

ich heisse Tom, bin 35 Jahre alt und Modellbau-Anfänger. Ich habe eine Multiplex-Twinstar2 und möchte ein Einziehfahrwerk bauen und brauche Hilfe bzgl. der Elektronik:
Ich möchte gerne eine Gewindestange M6 mit einem Servo ansteuern, so dass sich diese ca. 50x um die eigene Achse dreht. So soll das Fahrwerk, welches an einer Art Mutter daran befestigt ist, heraus- und wieder hereingefahren werden. Ich habe von sog. Segelwindenservos gelesen und gehört, dass man ein Standardservo wohl umbauen kann, dass der Weg nicht mehr +/-45° beträgt, sondern mehrfache Umdrehungen möglich sind.
Hat jemand eine Idee und kennt sich mit sowas aus? Kann man die Endpositionen mittels Microschaltern festlegen?
Welche Informationen werden noch benötigt zur sinnvollen Beantwortung meiner Frage?

Über Hilfe würde ich mich echt freuen! Danke im Voraus & viele Grüße
Thomas

[Geistesblitz]

Hmm, also wenn es wirklich nur um Ein- und Ausfahren geht, sollte ein gehacktes Servo gut funktionieren. Mit was für einem Signal soll der Antrieb denn gesteuert werden, Servosignal oder digitales Signal? Man kann jedenfalls eine Schaltung mit einer H-Brücke, zwei Schaltern (Endlagenschalter) und vl. noch einem Transistor und ein paar Widerständen entwerfen, die das ganze recht simpel und zuverlässig ohne Controller und sowas realisiert, wenn das Signal rein digital ist (zB. High=öffnen, Low=schließen). Der Servo dreht sich dann solange in die jeweilige Richtung, bis der Endschalter betätigt wird und lässt sich dann nur noch in die Gegenrichtung bewegen.

[oberallgeier]

Hallo Thomas,

willkommen im Forum.

... Einziehfahrwerk bauen ... Gewindestange M6 mit ... Servo ansteuern ... 50x um die eigene Achse ...Da gibt es mehrere Möglichkeiten. Ein paar Grundlagen gibts zum Thema Servo hacken und allgemein zu Servos hier (klick mal). (http://www.rn-wissen.de/index.php/Servo) Ein Beispiel zur Realisierung eines unbegrenzt drehenden Servos mit Möglichkeit zur Drehzahlmessung und Messung der Umdrehungen gibts es hier (klick) zu sehen. (https://www.roboternetz.de/community/threads/32293-DC-Kleinstmotor-mit-Getriebe-Drehsensor-5V-510-Upm?p=401963&viewfull=1#post401963) Das sehe ich in Deinem Fall als zu aufwendig an.

Bei Deiner Aufgabenstellung könnte man die Sache etwas modifizieren und den Servo ohne Controller durch einen speziell angepassten Umbau zum erforderlichen Arbeiten bringen. Titel:

Servo mit externer Drehwinkelmessung.

a) Servo modifizieren.
Du öffnest den Servo und entfernst die Anschläge von der Abtriebswelle, evtl. auch im Gehäuse, damit die Abtriebswelle unbegrenzt durchfahren kann.

b) Elektronik modifizieren.
Du lötest das Poti (schau hier, links Mitte) (http://www.rn-wissen.de/images/5/54/Servo-hack2_mini.jpg) von der Servoelektronik ab und lötest ein längeres, dreiadriges Kabel (evtl. Flachband oder so) an den Kabelrest zur Servoelektronik an. Lötstellen isolieren um Kurzschlüsse zu verhindern.

c) Gesamtwiderstand des Servopotis messen.
Der maximale Widerstand des Potis wird gemessen, normalerweise zwischen den äusseren der drei Anschlüsse am Potentiometer. Das sind im Allgemeinen ein paar Kiloohm, ich kenn das so zwischen 2k5 und 5kΩ (bzw 4k7), wenns mehr ist wundere Dich nicht.

d) Neues Poti, Auslegung.
Das neue Potentiometer wird beschafft, es soll möglichst den gleichen Nennwert haben (= der vorher gemessene maximale Widerstand). GEOMETRISCH (von den Abmessungen her) soll das neue Poti an eine Fahrwerksachse bzw. -strebe kommen, die den üblichen Schwenkwinkel von ca. 90° benötigt. Dort soll die Antriebswelle des neuen, externen Potentiometers den aktuellen Schwenkwinkel des Fahrwerks abgreifen und dem Servo melden.
Natürlich kannst Du das Poti aus dem vorhandenen Servo ausbauen und für diesen Zweck verwenden - wenn das ohne Funktionsschädigung des Servos geht und Du Dir das zutraust.

e) Neues Poti, Anschluss.
Das neue Potentiometer wird an den Servo elektrisch angeschlossen; Vorlage ist dazu der alte Anschluss. Besonders wichtig: der Mittenanschluss des Potis (= der Abgriff des Potentiometerschleifers) muss mit dem entsprechenden Mittenkontakt des Kabels der Servoelektronik verbunden werden.
Den neu plazierten Servo anlöten, montieren (Welle und so), Saft und Steuersignal drauf. Nun dreht der Servo. WENN die Drehrichtung so ist, dass die erwartete Bewegung erfolgt (Aus- oder Einfahren des Fahrwerks) ist alles ok, andernfalls die BEIDEN Nicht-mitte-Kabel des Potentiometeranschlusses tauschen.

f) Funktion.
Dem Servo wird nun vorgegaukelt, dass er mehrere Umdrehungen fahren muss, bis er sein Potentiometer (das funktioniert bei ihm als Winkelmess-Sensor) in die verlangte Stellung gebracht hat.

g) Freuen (oder nicht??).
WENNS funktioniert dann läuft das wie eben Servos laufen - es kann wie ein üblicher Servo an die Fernsteuerung angeschlossen werden. Wenns nicht funktioniert wasche ich meine Hände in Unschuld, nehme alles zurück bis auf die Aussage: für Risiken, Nebenwirkungen, Ärger und beschädigte Teile hafte ich nicht.

Viel Erfolg. Übrigens: das ist nur eine von mehreren Möglichkeiten.

[DanielSan]

Hi,

da du Anfänger bist, bin ich mir nicht sicher ob du ein Einziehfahrwerk bauen möchtest weil du spaß dran hast (wäre völlig ok!) oder weil du noch nicht weisst das es die Dinger sehr günstig zu kaufen gibt. Beispielsweise hier:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__12954__Plastic_And_Metal_Retracts_2_sets_6pc_.ht ml

Was wiegt dein Twinstar? Kommt kaufen in Frage?

Gruß Daniel

[tom-interaktiv]

Also hui - ich bin echt baff! Danke für die vielen echt sehr guten Antworten! Ich setz mich da mal drüber demnächst - muss aber noch viel Mechanik basteln, bevor ich mit dem Servo-Thema anfangen kann. Die einzelnen Rückfragen möchte ich gerne beantworten:

1.) Geistesbiltz:
Ich möchte das Servo an den Empfänger anschließen und somit via PWM ansteuern - nicht rein digital. Zumindest weis ich nicht, wie ich aus dem Empfänger ein rein digitales Signal bekomme. Naja... ich bin da wirklich echter Anfänger! :)

2.) oberallgeier:
Ich glaube, mit Deinen Vorgaben kann ich schon arbeiten! Die Beschreibung ist perfekt - ich muss mich in die Servothemen aber noch einlesen! Ich orientiere mich mal an Deiner Vorgehensweise und melde mich, falls ich irgendwo hängenbleibe! Gefällt mir...

3.) DanielSan:
Kaufen käme in Frage, allerdings reicht ein 90°-schwenkendes EZFW nicht aus. Meine Twinstar ist ein geschäumtes Modell, zweimotorig, Hochdecker. Das Fahrwerk muss vorne lenkbar sein, dazu tut es ein 90°-Schwenker, den ich evtl. sogar kaufen werde (lenkbar ist Pflicht!). Hinten allerdings kann ich nicht an die Tragflächen ran, da das rel. hoch ist und mir Motorgondeln etc. im Weg sind. Ich möchte selbst ein EZFW basteln, welches aus dem Rumpfmittelteil ausfährt und sich dann aufspreizt. Die Bewegung lässt sich einfach über eine Kulissenbahn realisieren, das habe ich in SolidWorks auch schon konstruiert. Mir geht es auch ein wenig um vorbildgetreues Ausfahren, was ruhig 6s+ dauern darf. Da ich beruflich mit Schrauben und Federn zu tun habe, fällt mir die Bearbeitung auch nicht allzu schwer und ich komme an die meisten Werkstoffe recht einfach ran. Und mir gehts ein wenig ums basteln.
Ich steh nur noch mit der ganzen Elektronik auf Kriegsfuß (Löten geht ganz passabel, aber Schaltungen entwerfen.. dazu brauch ich echt professionelle Hilfe - und die scheine ich hier schon bekommen zu haben!!!)

Tolles Forum - Euch allen nochmals sehr vielen Dank. Vielleicht kann ich mich mit irgendwas revanchieren...
Viele Grüße
Tom:)

- - - Aktualisiert - - -

kurze Ergänzung:

WAS FÜR EINE BEEINDRUCKENDE WISSENSDATENBANK!!!!!!!:o

[Geistesblitz]

Ok, mit PWM, da wird dann die Variante mit dem externen Poti wohl die bessere Wahl sein. Wie wird die PWM denn eingestellt? Wird da zwischen zwei Werten hin und her geschaltet (auf und zu) oder lässt sich das kontinuierlich einstellen? Wenn es Ersteres ist, dann müssten die beiden Endstellungen eingestellt werden können, damit das Fahrwerk sich nicht weiter bewegt, als es soll. Dafür könnte man an den Potileitungen noch Widerstände oder kleine Potis einlöten, mit denen sich diese Winkel einstellen lassen.

[oberallgeier]

... dann müssten die beiden Endstellungen eingestellt werden können ...Ich habs nicht so mit Modellfliegern (lieber manntragend) - aber wenn ich die Fernsteuerungen richtig verstehe, haben die heut praktisch alle ihre Trimmknöpfe oder Hebel. Die sind genau für solche Zwecke da.

[Geistesblitz]

Ok, das kann natürlich auch sein, hab mich noch nie mit solchen Fernsteuerungen auseinandergesetzt.

[oberallgeier]

... Mir geht es auch ein wenig um vorbildgetreues Ausfahren, was ruhig 6s+ dauern ...Ohhh - da müssen wir jetzt mal rechnen: Der gehackte Servo dreht nicht viel schneller als der originale bei maximaler Drehgeschwindigkeit. Damit haben wir rund eine Sekunde je Umdrehung, bestenfalls werden es zwei Umdrehungen pro Sekunde sein. In Deinen 6+s schaffen wir also nie und nimmer die fünfzig Umdrehungen. (Auf dieses Dilemma hatte mich ein Forumskollege gebracht).

Darüber sollten wir nachdenken.

[Geistesblitz]

Vielleicht als Gewindestange das Teil aus einem Floppy- oder CD-Laufwerk nehmen? Die haben eine recht hohe Steigung, zwar ists dann mit der Selbsthemmung aus, aber dafür kann man sicher andere Lösungen finden. Oder in welchem Durchmesserbereich soll die Gewindestange nachher sein?

[oberallgeier]

... in welchem Durchmesserbereich soll die Gewindestange nachher sein ...Im Eingangspost steht M6 und die 50 Umdrehungen geben dann 50 mm Stellweg - eine gut glaubhafte Größe für die beschriebene Aufgabe. Und 25 Sekunden zum Fahrwerkausfahren wären in der E-Klasse an die 5 km Flugweg - viel zu viel um realistisch zu wirken. Und auf die Selbsthemmung kommts echt an bei nem Fahrwerk, denn die 1,6 Tonnen Festigkeit z.B. für ne 8.8er Schraube ist schon REICHlich.

[Geistesblitz]

Könnte man dann nicht die Gewindestange umpositionieren, damit sie kürzer am Hebel greift und somit weniger Stellweg hat, oder ist das zu ungünstig für die Stabilität des Fahrwerks? Ansonsten: Servoelektronik auslöten undan einen kleinen Getriebemotor mit einer besseren Übersetzung anschließen, damit das schneller geht. Poti ist ja eh schon nach draußen verlegt worden, da sollte das kein großer Schritt mehr sein.

[tom-interaktiv]

Wäre hier evtl. eine Übersetzung hilfreich? Ich muss doch sowieso an die Gewindestange ein Zahnrad anbringen. Ich habe hier eine Gewindestange M5. Danke für den Hinweis - ich werde das mit der Umdrehungsgeschwindigkeit beobachten. Ich bin aber bisher noch garnicht dazu gekommen, überhaupt weiter zu basteln... :(
Momentan passe ich das größtmögliche Gehäuse in den Rumpf ein...

Zur Not drehe ich mir eine mit höherer Steigung. Mal sehen... Meine Mechanikversuche mach ich sowieso noch auf einer Schiebestange ohne Gewinde.
Ich danke herzlichst! :)

[Geistesblitz]

Ja, aber das Problem bei einer höheren Steigung ist ja, dass die Stange dann nicht mehr selbsthemmend ist. Und ein normaler Servo wird definitiv zu langsam sein, ich würde mir das wirklich mit dem Getriebemotor überlegen, zB. so einen o. ä. (http://www.ebay.de/itm/Getriebe-Motor-elektrisch-6V-300U-min-Modellbau-Neu-/260776722348?pt=Motoren_Getriebe&hash=item3cb780ffac). Mit einer passenden Kupplung könnte man ihn direkt an die Gewindestange anschließen, mit Zahnrädern ginge aber natürlich auch.