Mein Kunsttier (BEAM) mit Elektronik

[PICture]

Hallo!

Oh Man(f), warum findest du bisher immer etwas interessantes für mich.

Ich habe sie gekauft, mit PayPal bezahlt und der Verkäufer hat's schon als verschickt markiert. Jetzt brauche ich nur warten.

Ich weiss wirkich nicht, wie ich dir danken könnte !

Hurra, die gekaufte Motoren sind da ! Dabei sind Datenblatt und ansteckbare rote 20 mm lange Zeiger, die sehr hilfreich bei Erstellung einer Steuerung sind.

Als erstes habe ich einen davon auf die Waage gelegt und bin fast umgefallen: 6 g !!! Gemessener Spulenwiderstand beträgt 280 Ohm.

Danach habe ich ihn geöffnet und fotografiert, damit ich ihn später hoffentlich wieder zusammenbauen könnte (siehe Fotos). Erst jetzt kann ich nach Entfernen der Drehwinkelblokade versuchen ihn zu bewegen. Dabei ist aber grösster Vorsicht notwendig, weil bei mir ein Versuch mit Hand sie auszubrechen, hat zum Entfernen von drei Zähnen aus dem dünnem Zahnrad geführt.

Somit, wie schon erwartet, verlängert sich meine Spielerei mit schweizerischem Uhrwerk. Die übrige zwei Motoren werden so lange nicht geöffnet, bis ich eine sichere und von mir ausprobierte Lösung finde. Ich möchte die nicht existierende, aber wirksame wegen fehlenden Zähnen, Drehwinkelbegrenzung mit Industriekleber zurück ankleben. Und das ist mir gelungen.

Bis der Kleber hard wird, habe ich schon eine optimale Lösung gefunden und erfolgreich angewendet (siehe 3. Foto). Als Werkzeug habe ich einen 0,5 mm dicken Sägeblatt aus kleiner Metallsäge benutzt, weil er gerade zur Hand war.

Ich habe durch Drehen des mittleren Zahnrads folgene Überetzungen ermittelt:

Motorwelle : mittleres Zahnrad = 15 :1
Mitleres Zahnrad : Ausgangsachse = 12 :1

Das ergibt vom Verkäfer angegebene gesamte Untersetzung 180 : 1.

Ich habe für mich gewünschte Schrittfrequenz (laut Datenblatt: min 200 Hz, max 600 Hz) beim Getriebe (180 : 1) und von mir ermittelte durch Umschalten der Spulen bei 5 V per Hand auf 4 Schritte / Umdrehung (Schrittwinkel 90°) wie folgt geschätzt:

F = Antriebsrad mit 1 U / 2s = 0,5 Hz * 180 (Getriebe) = 90 Hz * 4 Schritte / U = 360 Hz

Ungefähr so werde ich es anfangs programmieren und eventuell später das praktische Optimum für mein k.T. suchen, weil Software am leichtestem zu ändern ist. Als steuernder µC ist schon vorhandener PIC16F648A mit internem RC Oszillator 48 kHz (CPU Taktfrequenz = 12 kHz) vorgesehen.

Der Getriebestepper wird so direkt aus µC (2 Pins) angesteuert:

                   C1 4µ7

                    +[/         S1M
            S1C >----[|-----------+
                     [\           |
     vom µC                       |
                    +[/  S2M      |
            S2C >----[|----+      |
                     [\  .-|------|-.
                         | C| / \ C||
                   C2 4µ7| C|(SoN)C|| Getriebestepper (GS)
                         | C| \_/ C||
                         | |      | |
                         | +------+ |
                         '-|--------'
                          ===
                          GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Bei C1 = C2 = 2,2 µF und zusätzlichem Getriebe 3,3 :1 (gesamt um 600 :1) dreht er genügend stark zum Bewegen vom ca.100 g wiegenden Sasim mit ca. 2mA bei um 4V.

[PICture]

Hallo!

Meine bisherige für mich einfachste Steuerung für Artanel habe ich skizziert. Der HSC wird mit internem RC Oszillator 48 kHz (CPU Takt 12 kHz) und die beide SCX's mit externem Oszillator (aus HSC 12 kHz) und 3 kHz CPU Takt arbeiten.

Um Strom zu sparen habe ich beide SCX's mit MANX = 0 in Schlaf geschickt und nur beim Bedarf mit MANX = 1 aufgeweckt. Mein Messgerat mit Auflösung von 1 µA zeigt beim abgeschaltetem GS (MAN = 0) kein Stromverbrauch.

Für mich wichtigster Vorteil der Lösung mit mehr µC's ist, dass die Steppercontroller (SCX's) durch Unterbrechungen von HSC nicht gestört werden. Dazu kommen später noch bei HSC nötige Einheiten (z.B. Sensoren).

                                         HSC = Hauptcontroller

               VCC                       SCX = GS-Controller
                +
                | | | | | | | | |    1 = CLK = Takt für SC1 und SC2 (12 kHz)
               .-----------------.
               |                 |   2 = MAN1 = Motor1 an=1, aus=0
               |       HSC       |
               |                 |   3 = MLR1 = Motor1 Drehrichtung rechts=1, links=0
               '-----------------'
                | | | | | | | | |    4 = MAN2 = Motor2 an=1, aus=0
               ===  | | | | |
               GND  | | | | |        5 = MLR2 = Motor2 Drehrichtung rechts=1, links=0
                   1|2|3|4|5|
      GND       VCM | | | | |  GND       VCM  = Versorgungsspannung
      ===        +  | | | | |  ===        +
       | .-----. |  | | | | |   | .-----. |     der GSX = Getriebe-
       +-|     |-+  | | | | |   +-|     |-+               Stepper
        -|     |    | | | | |     |     |-
        -|     |<---+-|-|-|-|---->|     |-
        -| SC1 |<-----+ | | +---->| SC2 |-
        -|     |<-------+ +------>|     |-
     +---|     |---+          +---|     |---+
     | +-|     |-+ |          | +-|     |-+ |
     | | '-----' | |          | | '-----' | |
     | |S1P _ S2P| |          | |S1P _ S2P| |
     | +-->/ \<--+ |          | +-->/ \<--+ |
     |S1N (GS1) S2N|          |S1N (GS2) S2N|
     +---->\_/<----+          +---->\_/<----+

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Ich habe einen SCX (14-pinnigen PIC16F630) mit 12 kHz RC Oszillator programmiert und festgestellt, dass der instrumentaler GS bei VCC ab 2,5 V sich einwandfrei in beiden Richtungen, wie geschätzt, mit ca. 1U / 2s und Stromverbrauch um 2 mA dreht. Der Anlaufstrom ist kaum grösser. Bei einem LiPo Akku (3,7 V) nimmt er um 5 mA.

Weiter kann ich den GS erst in fertigem Fahrgestell prüfen, sieht aber unerwartet sehr gut aus, sogar für 2-zelligen (2,4 V) NiMH Akku. Falls es nötig wäre, würde ich noch zusätzliches Getriebe basteln und eventuell die Drehzahl softwaremässig erhöhen.

Der gebremste instrumentale GS nimmt leider kaum mehr Strom. Deshalb kann ich ihn nicht für vertuellen Bumper nutzen und muss Impulsgeber aus Magnet und Reedkontakt an seiner Ausgangsachse anwenden.

Der von mit gebastelter GS angeschlossen an den gleichen SCX bewegt sich gar nicht. So ist die Auswahl sofort getan und kann ich meinen gebastelten GS vergessen.