Servo Steuern - Was braucht man

[Marko Miks]

Hallo Roboternetz Community,

Meine Anfrage kann denk ich mal sehr schnell erledigt werden ;).
Ich habe nun schon ein wenig rumgeschaut und bin mir immer noch nicht sicher, was ich nun brauche um einen Servo anzusteuern.
Ich brauch einen 360° Servo wie z.B. diesen (http://nodna.de/Dynamixel-AX-12A-Robot-Servo) und müsste ihn für Testzwecke erstmal nur per Hand steuern müssen. Brauche ich da nichts weiter als einen Servotester mit nem Poti? Oder ist noch weiteres dafür nötig?

Des weiteren wäre da noch die Frage ob eine Variation der Stellgeschwindigkeit möglich ist, und wenn ja wie. Habe wie gesagt gegooglet aber keine für mich schlüssige Antwort gefunden. Ich hoffe ich bin mit einer solchen Grundfrage trotzdem wilkommen ;-)

Gruß
Miks

[PICture]

Hallo!


Des weiteren wäre da noch die Frage ob eine Variation der Stellgeschwindigkeit möglich ist, und wenn ja wie.

Das könnte man nur verlangsamen durch nacheinander folgenden wachsenden bzw. fallenden Impulsbreiten. ;)

[Marko Miks]

Ok Danke schonmal. Grundsätzlich also möglich mit nem µC. Könnte dann aber ab einer gewissen (geringen) Geschwindigkeit ruckelig werden oder?

[Geistesblitz]

Ja soll es nun ein konventioneller Servo oder so ein Dynamixel-Servo sein? Bei den konventionellen reicht ein Servotester, da die ein Servosignal brauchen, was ähnlich wie eine PWM funktioniert. Der Dynamixel-Servo wird hingegen über eine serielle Schnittstelle verbunden, da brauchts dann schon wirklich einen Mikrocontroller oder einen Rechner mit USB-UART-Wandler. Mit einem Servotester kommst du da nicht weiter. Der in deinem Link ist übrigens auch kein 360°-Servo, der kann nur 0°-300° ;)
Der sollte sich aber tatsächlich auf verschiedene Stellgeschwindigkeiten konfigurieren lassen. Ansonste wie schon gesagt wurde: Sollwerte langsam ansteigen lassen, da gibt es sogar verschiedene Profile für, da hilft dir denk ich mal die Begriffe Bahnplanung und Bewegungsprofil weiter.

[Marko Miks]

Ja soll es nun ein konventioneller Servo oder so ein Dynamixel-Servo sein? Bei den konventionellen reicht ein Servotester, da die ein Servosignal brauchen, was ähnlich wie eine PWM funktioniert. Der Dynamixel-Servo wird hingegen über eine serielle Schnittstelle verbunden, da brauchts dann schon wirklich einen Mikrocontroller oder einen Rechner mit USB-UART-Wandler. Mit einem Servotester kommst du da nicht weiter. Der in deinem Link ist übrigens auch kein 360°-Servo, der kann nur 0°-300° ;)
Der sollte sich aber tatsächlich auf verschiedene Stellgeschwindigkeiten konfigurieren lassen. Ansonste wie schon gesagt wurde: Sollwerte langsam ansteigen lassen, da gibt es sogar verschiedene Profile für, da hilft dir denk ich mal die Begriffe Bahnplanung und Bewegungsprofil weiter.

Ach tatsache ist ja wirklich 300°. Hatte den nur im Videovergleich hier gesehen http://nodna.de/Dynamixel-AX-12W-Robot-Servo und da dreht der AX-12A halt komplett.. da hab ich nicht weiter nachgeschaut. Sehr aufmerksam ;). Bin noch auf der Suche nach nem geeigneten servo mit 360° und bin bisher nur auf die Robot-Servos von Dynamixel gestoßen. Gibt es denn einen 360° Servo mit PWM? geht das überhaupt? Mit der Bahnplanung und Bewegungsprofil werd ich mich dann mal informieren.

Komm ich bei dem Dynamixel mit solch einem Adapter(http://www.amazon.de/USB-UART-Adapter-CP2102-Pegel/dp/B00I9F710U/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1432220660&sr=8-1&keywords=uart+usb+ft232rl) weiter?

Danke schon mal für die Hilfe.

[oberallgeier]

Hallo Marko,

willkommen im Forum.


... bin ... nicht sicher, was ich nun brauche um einen Servo anzusteuern ... Servotester mit nem Poti? Oder ist noch weiteres dafür nötig? ...Nun, um pingelig zu sein: als "noch Weiteres" ist eine Stromquelle unabdingbar. Schau Dir bitte auch - für eine erste Einführung - diese Seite (http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Servos) im RN Wissen an. Beachte auch bitte, dass der Servo nur dann gut funktioniert, wenn er eine - möglichst eigene - kräftige Stromquelle hat. Übrigens hatte ich mir vor etlicher Zeit einen Servotester mit Positionsverstellung durch Poti mit einem tiny13 selbst geschrieben-gebastelt. Liegt in meiner Schublade und tut ziemlich prächtig seinen Dienst.


... Des weiteren ... ob eine Variation der Stellgeschwindigkeit möglich ist, und wenn ja wie ...Ja, ist möglich. Ich habe dazu zwei Timerroutinen benutzt. Der Code ist hier ziemlich komplett (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=577715&viewfull=1#post577715) zu finden - als "low level Ansteuerung".

Wie geht das? Beim Start JEDER neuen Servoperiode kann die Pulslänge um eine wählbare Anzahl von "Ticks" weitergeschaltet werden. Die langsamste Geschwindigkeit natürlich mit einem Tick pro Periode *ggg*. So wie es PICture schon geschrieben hat.

Im übergeordneten Programm wird die gewünschte Geschwindigkeit vorgegeben als Anzahl der Zeitschnippsel (der "Ticks", aktuell je rund 4 µs) die bei jeder neuen Servoperiode weitergeschaltet wird. Damit komme ich auf Geschwindigkeiten zwischen full speed und rund zwanzig Winkelgrad (des Servohorns) pro Sekunde - also im Servodeutsch zwischen rund 0,1 sec pro 60 ° und 3 sec pro 60 °. Sieht im Video mit den zehn Servos im Roboterkopf von meinem Roboter Archie so aus (klick) (https://youtu.be/Kt4UiEaTicc). Da werden von den Servos verschiedene Geschwindigkeiten gefahren. Die zugehörigen Aufrufe im Quellcode sind hier für einige Servos (3, 4 und 9) beispielsweise gezeigt (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=577672&viewfull=1#post577672). Als Kontrastprogramm kann man hier (klick) sehen (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=574445&viewfull=1#post574445), wie der Kopf sich bewegt, wenn die Servos full speed fahren.

Die Nachrechnung von 4 µs auf die angegebenen sec/60° zeigt, dass (m)ein Servo bei langsamen Geschwindigkeiten nicht jedes neue Kommando befolgt, es müssen schon einige Ticks zusammenkommen. So - mit den winzigen Zeitschnippseln - fahre ich aber immer an den bautypspezifischen Minimalgeschwindigeiten.

Garantieeinschränkung: Für Probleme bei der Übernahme des zitierten Codes lehne ich jede Verantwortung ab.

[Marko Miks]

Vielen Dank Oberallgeier. Das bringt mich ja direkt mal voran. Ich danke dir für die ausführliche Beschreibung. Ich werde berichten..

[oberallgeier]

... Das bringt mich ja direkt mal voran. Ich danke dir für die ausführliche Beschreibung. Ich werde berichten..Eine Variante hatte ich nicht erwähnt: Wer gerne lieber etwas Fertiges kaufen möchte kann das natürlich auch, da gibt es etliche Servo-Treiberplatinen die auch ne Geschwindigkeitsregelung erlauben. Ohne eigene Erfahrung kann ich da kaum was empfehlen - aber einer meiner "Leiblieferanten" (in Las Vegas, NV - und Importeure) fertigt/liefert solche Platinen in Mikro- (klick) (https://www.pololu.com/product/207) und nicht ganz so kleiner Miniausführung (nochnklick) (http://www.exp-tech.de/mini-maestro-12-channel-usb-servo-controller-assembled?gclid=CLjMwdL01MUCFYrKtAod8X4AUA). Wie geschrieben - nicht nur dieser Lieferant und ich habs nie getestet, weil ich mehr der Selbermachtyp bin (touch zum "ich will wissen" und "ich kanns besser").

Nachtrag: vielleicht bringt Dir auch der Thread zu meinem Servo-Mess-Tester (https://www.roboternetz.de/community/threads/62904-Servomesstester-%28Servotester-und-%C2%96messaufbau%29) was.

[i_make_it]

Such mal nach Segelwindenservo, die gibt es in 360° Ausführung.

NoDNA hat auch noch einen Dauer-Rotations Servo.
(Also schon ab Werk gehackt)
http://nodna.de/SpringRC-2139-ozin-Dauer-Rotation-High-Torque-Servo
S
obald man mehrere braucht, sollte man sich aber ansehen was ein ungehackter Servo mit den selben Leistungsdaten kostet und ob sich da dann nicht das selbst hacken lohnt. Wenn die Potiachse keine statische Funktion hat, sind das ja nur die Kosten für zwei Wiederstände und etwas Zeit die man braucht zum zerlegen, umlöten und den Endanschlag wegschneiden/-feilen/-schleifen.
Ggf. noch etwas Kunststoff oder ALU Rundmaterial und Heißkleber wenn die Potiachse eine statische Funktion im Getriebe hat.

[Geistesblitz]

Kommt übrigens auch ein wenig drauf an, was du machen willst. Ein normales Servo kommt maximal au +-90°, gehackte Servos können zwar frei drehen, haben dafür aber keine Positionsregelung mehr. Wenn du beliebig oft drehen können willst und trotzdem genaue Positionen einstellen, wirst du an irgendeiner Art Encoder nicht vorbeikommen, was normale Servos schonmal ausschließt. Segelwindenservos können zwar mehrere Umdrehungen, die sind aber nur auf ein paar begrenzt und die Winkelauflösung leidet auch darunter.
Also beantworte mal die Fragen:
-muss kontinuierliche Drehung möglich sein oder ist der Stellbereich begrenzt?
-willst du genaue Positionen anfahren können und wenn ja, mit welcher Auflösung?

An sich ist es auch immer sinnvoll, die geplante Aufgabe zu nennen, da man dann eventuell auch was passendes vorschlagen könnte. Manchmal stellt sich heraus, dass was anderes viel sinnvoller ist.

[oberallgeier]

... Wenn du beliebig oft drehen können willst und trotzdem genaue Positionen einstellen, wirst du an irgendeiner Art Encoder nicht vorbeikommen, was normale Servos schonmal ausschließt ...Servos ausschließt? Nicht unbedingt - klick mal. (http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Servos#Getriebemotor_aus_Servoumbau_mit_Encoder)

[redround]

Passt jetzt nicht ganz 100% zum Thema, da es dem TO ja um 360 Grad Servos ging, aber da Servo-Tester schon angesprochen wurden: ich habe ein interessantes Modul entdeckt mit dem man ein Servo zwischen zwei Positionen hin und her "schalten" kann. Die Soll-Positionen werden über zwei Potis eingestellt und die Ansteuerung erfolgt entweder über Taster/Schalter oder mit eine Gleichspannung zwischen 5 und 14 Volt über zwei Optokoppler-Eingänge. Dabei reicht ein einfaches HIGH der meisten (5 Volt) Controller vollkommen aus und es muss also nicht mit der Periodenzeit des Servo-Signals rumgerechnet werden: http://shop.cboden.de/Schaltgeraete/Servo-Positionier-Modul-mit-Optokoppler-Eingaengen.html
Nur 12 Volt Versorgungsspannung dran, Servo anstecken und zwei Taster (oder halt eine andere Steuerung über die Opto-Koppler-Eingänge) anschließen ... und schon kann man ein Servo hin und her fahren. Für kleine Anwendungen mit einfachen Positionier-Aufgaben sicher interessant, wenn man sich nicht mit der nicht ganz so einfachen Servo-Signal-Erzeugung herumschlagen möchte. Für die 360 Grad Servos dürfte das aber wie gesagt eher nichts sein.

[Geistesblitz]

@oberallgeier: ich bezog mich auf unmodifizierte Servos, oder gibt es normale Modellbauservos mit Encoder zu kaufen? Soweit ich weiß gibts sowas nur bei Umbauten (zB. OpenServo) oder Spezialservos, die mit Modellbauservos kaum noch was gemein haben (zB. Dynamixel).

Ansonsten, wenn man gerne vielseitige Stellantriebe haben möchte, muss man lernen, sich Servoantriebe selber zu bauen. Erfordert zwar viel Einarbeitung in das Thema, aber dafür kann man damit auch viel anfangen und bei Robotern wird man sowas immer mal wieder brauchen.

Hast du ansonsten schonmal geguckt, ob vielleicht auch Schrittmotoren für deine Anwendung gehen könnten? Weiß ja nicht, was du genau vor hast.

[Marko Miks]

Kommt übrigens auch ein wenig drauf an, was du machen willst. Ein normales Servo kommt maximal au +-90°, gehackte Servos können zwar frei drehen, haben dafür aber keine Positionsregelung mehr. Wenn du beliebig oft drehen können willst und trotzdem genaue Positionen einstellen, wirst du an irgendeiner Art Encoder nicht vorbeikommen, was normale Servos schonmal ausschließt. Segelwindenservos können zwar mehrere Umdrehungen, die sind aber nur auf ein paar begrenzt und die Winkelauflösung leidet auch darunter.
Also beantworte mal die Fragen:
-muss kontinuierliche Drehung möglich sein oder ist der Stellbereich begrenzt?
-willst du genaue Positionen anfahren können und wenn ja, mit welcher Auflösung?

An sich ist es auch immer sinnvoll, die geplante Aufgabe zu nennen, da man dann eventuell auch was passendes vorschlagen könnte. Manchmal stellt sich heraus, dass was anderes viel sinnvoller ist.

Oh man sorry für die späte Rückmeldung. Ich war leider krank und habe mich daher nicht weiter gekümmert.

Geistesblitz: du hast vollkommen recht, dass es sinnvoll ist die geplante Aufgabe zu beschreiben. Leider hatte ich die utopische Idee, dass es diesmal nicht nötig ist da ich mich auf das Knowhow der Steuerung beschränken wollte. Was sich mal wieder als falsch herausgetellt hat ;-)

Um deine Fragen zu beantworten: Es soll ein Rotationsventil entworfen werden, bei dem verschiedene Positionen angefahren werden können um jeweils einen Kanal freizugeben. (Ähnlich diesem Hier (https://www.biochemfluidics.com/Products/Electric-Rotary-Valve.asp))

Hier ist es mit einem Schrittmotor realisiert. Für meine Zwecke ist das ganze aber ziemlich überdimensioniert und es soll eine deutlich geringere Abmessung im ganzen haben später. Das entstehende Ventil soll im Gegensatz zu dem anderen ca. 8-10 (mehr) kleine Eingänge und einen Ausgang haben die nacheinander separat angefahren werden können (unterschiedliche Reihenfolge). Als ich auf die Servomotoren gestoßen bin fand ich es zunächst als einfache Lösung, diese per PWM zu ner bestimmten Position zu schicken zu können. Nun stellt es sich ja aber als deutlich komplizierter heraus als zunächst angenommen einen 360° Servo anzusteuern und dabei die Geschwindigkeit variieren zu können. Ich müsste nun einmal schauen ob die 300° von den DynamixelServos nicht ausreichen würden um alle Eingänge unter zu bekommen.

Also um deine Fragen zu beantworten: Ich brauche keine kontinuierliche Drehbewegung, jedoch muss ich genaue Positionen anfahren können, wobei eine Auflösung von 0,5 -1° ausreichen sollte.

Ich denke daher, dass Segelwindenervos aus Anforderungssprzifischen Gründen wohl rausfallen und Selfhack aus persönlichen.

Wenn sich herausstellt, dass ich mit den 300° auskomme, würde sich solch eine Lösung wie der oberallgeier bei seinem Archie mit den Timeroutienen ja anbieten.ü Ansonsten muss ich mich momentan noch ein wenig über Schrittmotoren informieren. Die ich bisher kannte waren allesamt mit Getriebe etc schon immer ziemlich Groß und ich war mir nicht im klaren, das es auch kleine Aufbauten geben könnte die den Anforderungen genügen. Denke jedoch, dass es da schon deutlich kleinere Modelle inkl Encoder gibt, die nicht diese Ausmaße annehmen.

Also Fazit: noch viel Recherche nötig ;) --> ich geh mal lesen :D

Danke an alle beteiligten schon mal .. Immer wieder schön Hilfsbereite Menschen anzutreffen.

PS: @oberallgeier: Gefällt mir, dass du alles selber bastelst.. Leider fehlt mir das Knowhow und die Zeit was sehr schade ist.

[Geistesblitz]

Ok, das bringt doch schonmal ein wenig Licht ins Dunkel :)
Gut, bei so einem Ventil wird es wahrscheinlich wichtig sein, dass er die Position nicht nur anfahren kann, sondern sie dann auch hält. Aus reinem Effizienzbewusstsein heraus würde mir da gleich irgendwas mit Schneckengetriebe in den Sinn kommen, da die im Stillstand selbsthemmend sind und daher keinen Strom zum Halten brauchen im Gegensatz zu Servos oder Schrittmotoren. Da für dich aber ein Selbstbau rausfällt, weiß ich dir jetzt erstmal auch nicht weiter zu helfen. Wär eigentlich ein idealer Einsatzort für PCB-Motoren (http://pcbmotor.com/), aber leider sind die noch weitestgehend in Entwicklung.

[i_make_it]

Dir ist aber schon klar, daß das:

unterschiedliche Reihenfolge
mit der Bauform:

(Ähnlich diesem Hier (https://www.biochemfluidics.com/Products/Electric-Rotary-Valve.asp))
nicht geht.

Willst Du mit der Bauform z.B. Eingang 3, dann 8, dann 4 verbinden willst , wird folgendes passieren
Eingang 3
Eingang 4
Eingang 5
Eingang 6
Eingang 7
Eingang 8
Eingang 7
Eingang 6
Eingang 5
Eingang 4

Wenn also an den nicht gewünschten Eingangen was ansteht, fließt das auch. Wenn man Ventile vorschaltet um das zu verhindern, dann kann das Drehventil auch wegfallen.Wobei die Abdichtung einer Zylinder Mantelfläche mit Unterbrechungen (Löcher) bei rotatorischer Bewegung die ungünstigste Variante überhaupt ist.
Da sich ja das Innenteil drehen muß, benötigt man eine Passung die ein minimales Spiel hat, da sind dann nur Medien mit entsprechend roßer Oberflächenspannung und niedrigen Drücken möglich, damit durch Kapilareffekt nicht einfach was von einem Eingang zum anderen fleißt.
Wenn da also Medien die zusammen in irgendeiner Form reagieren können drin sind wird es lustig (spätestens wenn mal ein paar µm Verschleiß vorhanden sind)
Ein Teflonteil, das sich mit entsprechend starkem Motor auch als Presspassung noch drehen läst, wie in dem Beispiel ist zwar eine Möglichkeit das Problem auf einen späteren Zeitpunkt zu verschieben, aber die prinzipielle Anfälligkeit bleibt bestehen.

[Marko Miks]

Aus reinem Effizienzbewusstsein heraus würde mir da gleich irgendwas mit Schneckengetriebe in den Sinn kommen, da die im Stillstand selbsthemmend sind und daher keinen Strom zum Halten brauchen im Gegensatz zu Servos oder Schrittmotoren.

Zum Halten selber brauch ich beim Servo und Schrittmotor doch aber keinen Strom oder? Wenn das Ventil in Position ist werden da keine großen Kräft sein. Ist alles im Bereich der Mikrofluidics ohne größere Flussraten.





Willst Du mit der Bauform z.B. Eingang 3, dann 8, dann 4 verbinden willst , wird folgendes passieren
Eingang 3
Eingang 4
Eingang 5
Eingang 6
Eingang 7
Eingang 8
Eingang 7
Eingang 6
Eingang 5
Eingang 4

Das ist vollkommen in Ordnung. Die Öffnungen können überfahren weden. Ich meinte nur, dass es nicht immer in Reihenfolge laufen soll.


Wenn also an den nicht gewünschten Eingangen was ansteht, fließt das auch. Wenn man Ventile vorschaltet um das zu verhindern, dann kann das Drehventil auch wegfallen.Wobei die Abdichtung einer Zylinder Mantelfläche mit Unterbrechungen (Löcher) bei rotatorischer Bewegung die ungünstigste Variante überhaupt ist.
Da sich ja das Innenteil drehen muß, benötigt man eine Passung die ein minimales Spiel hat, da sind dann nur Medien mit entsprechend roßer Oberflächenspannung und niedrigen Drücken möglich, damit durch Kapilareffekt nicht einfach was von einem Eingang zum anderen fleißt.
Wenn da also Medien die zusammen in irgendeiner Form reagieren können drin sind wird es lustig (spätestens wenn mal ein paar µm Verschleiß vorhanden sind)
Ein Teflonteil, das sich mit entsprechend starkem Motor auch als Presspassung noch drehen läst, wie in dem Beispiel ist zwar eine Möglichkeit das Problem auf einen späteren Zeitpunkt zu verschieben, aber die prinzipielle Anfälligkeit bleibt bestehen.

Ich habe auch schon gesagt, das die zylindrische Form nicht gerade günstig für solch eine Anwendung ist, jedoch ist momentan noch keine andere Idee da. Das ganze soll später als Spritzguss hergestelltes Einwegventil werden (Motor fest verbaut und nur Ventil aufgesteckt etc als Einwegteil) bei der die Anwendungsdauer nicht allzulange ist und daher Verschleiß nicht das Problem sein sollte.

Daher ist das sehr große Thema welches noch überprüft werden muss, die Presspassung und das notwendige Drehmoment bei geeigneter Passung um herauszufinden wie stark ein Motor für die Anwendung dann sein muss.

Was wirklich nochmal hervorzuheben ist. Einige Eingangslöcher sollen nicht nur einfach angefahren, sondern mit einer definierten Gewschwindigkeit überfahren werden.

Merke jetzt erst gerade, dass das dadurch alles nochmal komplizierter wird :oops:

[oberallgeier]

Zum Halten selber brauch ich beim Servo und Schrittmotor doch aber keinen Strom oder ...Die wenigen Servos die ich kenne brauchen schon etwas Strom auch beim Halten (sogar im Leerlauf), die Höhe hängt ziemlich vom jeweiligen Servo (Marke, Typ) ab. Soweit ich es weiß benötigen Schrittmotoren ebenfalls einen Ruhestrom, sonst hätten sie ja auch kein Haltemoment.


... Merke jetzt erst gerade, dass das dadurch alles nochmal komplizierter wird ...Meist wird der Wald durch die vielen Bäume erstmal immer dunkler - bevors wieder heller wird (meistens . . .). Hier ist es so, dass beim Drehen des zylindrischen Kükens (D)eines Hahns (Anmerkung unten) doch einige Kraft benötigt wird. Damit fährt der Servo mit einem gewissen Schleppfehler in die Sollposition und dort braucht er dann doch mehr Strom als wenn er die Position lastlos anführe.

Anmerkung: Ein Hahn, auch ein Mehrweghahn mit Ausfluss aus dem Küken im Kükenzentrum ist nicht der Weisheit (sorry - nicht der Dichtheit) letzter Schluss. Ausserdem: viele (die meisten?) Hähne haben konische Küken; die brauchen mehr Drehmoment, sind aber üblicherweise dichter (wenn sie korrekt gebaut sind). Dabei wird das Küken oft durch ein Vorspannelement mit einer gewissen, geringen, elastischen Kraft in den Hahn gedrückt.

[Marko Miks]

Die wenigen Servos die ich kenne brauchen schon etwas Strom auch beim Halten (sogar im Leerlauf), die Höhe hängt ziemlich vom jeweiligen Servo (Marke, Typ) ab. Soweit ich es weiß benötigen Schrittmotoren ebenfalls einen Ruhestrom, sonst hätten sie ja auch kein Haltemoment.


Wie erwähnt sollte im Mikrofluidics Bereich glaube ich die Reibungskraft da ausreichen um eine Torsion des Kükens zu verhindern.


Meist wird der Wald durch die vielen Bäume erstmal immer dunkler - bevors wieder heller wird (meistens . . .). Hier ist es so, dass beim Drehen des zylindrischen Kükens (D)eines Hahns (Anmerkung unten) doch einige Kraft benötigt wird. Damit fährt der Servo mit einem gewissen Schleppfehler in die Sollposition und dort braucht er dann doch mehr Strom als wenn er die Position lastlos anführe.

Anmerkung: Ein Hahn, auch ein Mehrweghahn mit Ausfluss aus dem Küken im Kükenzentrum ist nicht der Weisheit (sorry - nicht der Dichtheit) letzter Schluss. Ausserdem: viele (die meisten?) Hähne haben konische Küken; die brauchen mehr Drehmoment, sind aber üblicherweise dichter (wenn sie korrekt gebaut sind). Dabei wird das Küken oft durch ein Vorspannelement mit einer gewissen, geringen, elastischen Kraft in den Hahn gedrückt.

Sehr schön gesagt ;-) .. Ich denke bevor ich mich an weitere Überlegungen zu dem Antrieb mache muss ich erstmal herausfinden, was für ein Drehmoment ich bei geeigneter Passung und Dichtheit aufwenden muss um das Küken eines Solchen Ventils zu drehen. Ist ja dann doch ein wichtiger Punkt, zusammen mit der variablen Geschwindigkeit und Grad genaue Positionierung.

Zu welchem Antrieb würdet ihr mir bis etzt denn raten wenn man sich das nun mal so anschaut? Ist natürlich alles schwer zu sagen ohne Angabe von Drehmoment etc.

Solch ein PCBMotor wie von Geistesblitz erwähnt sieht auch wirklich sehr passend aus.

[i_make_it]

Wie erwähnt sollte im Mikrofluidics Bereich glaube ich die Reibungskraft da ausreichen um eine Torsion des Kükens zu verhindern.


Genau gegen diese Reibungskraft muß der Motor ja ein Haltemoment aufbringen.
Je "elastischer" der Werkstoff ist, um so größer wird das Problem.
Bei Glas also fast gar nicht, aber bei Kunststoff recht groß.

Was Passiert?
Der Motor dreht los, durch die Haftreibung und elastische Verformung der Bauteile, bleiben zwei gedachte Punkte am drehenden und am festen Teil aber noch deckungsgleich.
Irgendwann wird der Drehwinkel so groß, das es zu einer Verdrehung zwichen den Teilen kommt, das ist dann das Losbrechmoment. Da die Gleitreibung niedriger ist als die Haftreibung lässt die elastische Verformung nach, eilt aber der Drehbewegung immer nach. kurz vor erreichen der Zielposition wird die Drehbewegung des Motors abgebremst und unterschreitet einen Wert, bei dem wieder Haftreibung auftritt. das letzte Stück bis zur Zielposition wird dann wieder durch elastische Verformung erreicht (darauf beruht z.B. der Stip Slick Effekt bei Pneumatik Zylindern). Dadurch muß der Motor ein Haltemoment aufbringen. Schaltet man aus wird es eine Rückstellung geben. Bei der Baugröße wie im Beispiel, wird das klein sein, ob man es vernachlässigen kann musst Du dann entscheiden.
Lösen tut man das ganze in dem mann die Rückstellung ermittelt und um den Betrag über das Ziel hinausfährt und dann zurück auf die Zielposition.
So wie beim Biegen von Blech, da biegt man abhängig von der Rückfederung auch weiter, damit dann nach dem Rückfedern der gewünschte Winkel vorhanden ist.

Bei einer C-Achse an einer 3D Laser Anlage hatte ich das Problem mal mit einer Schleifring Einheit, in der auch die Prozessgase, Spülgase für den Strahlengang und das Kühlwasser der Spiegel für endlose Drehung von der Z-Achse an die C-Achse übergeben wurden. Da hatte ich 200mm Durchmesser und acht Kolbendichtungen. Das hat in einer Rückstellung von 40' (0,66°) resultiert. Ich habe das dann mit einem aktiven Dämpfer in der Befestigung der feststehenden Buchse gelöst. Solange der Motor drehte wurde der Dämper aktiv auf Mittelstellung gehalten. sobald der Motor stand, wurde der Dämpfer weich und ließ ein Verdrehen von bis zu ±1,5° zu.

[Marko Miks]

Dadurch muß der Motor ein Haltemoment aufbringen. Schaltet man aus wird es eine Rückstellung geben. Bei der Baugröße wie im Beispiel, wird das klein sein, ob man es vernachlässigen kann musst Du dann entscheiden.


An die elastische Rückstellung habe ich dabei wirklich noch nicht gedacht, wie groß die sein wird und ob sie relevant wird werden dann Recherche und Tests ergeben. Danke für den Tipp..

Ich vermute die Stellgeschwindigkeit wird dabei ja ebenfalls eine Rolle spielen wie groß die Rückstellung ist. Bei ner Rückstellung von 0,66° wie bei dir werde ich keine Probleme haben ;-)

[i_make_it]

Ja die Geschwindigkeit ist ein Einflußfaktor bei der Reibung.
Wenn die Zuleitungen drucklos sind, hast Du vom Prinzip her ein hydrodynamisches Lager, mit Druck´auf den Zuleitungen ein hydrostatisches Lager.
Letzteres hat auch bei geringer Drehzahl eine reduzierte Reibung. Beim Hydrodynamischen Lager nimmt aber die Reibung ab einer Grenzgeschwindigkeit ab. (Den Effekt des dynamischen Auftriebs kennt man vom Aquaplaning und von Bodeneffekt Fahrzeugen)

[Marko Miks]

Danke für die Stichwörter ;)