Einfachen Servomotor aus DC-Getriebemotor umbauen?

[Geistesblitz]

Vorerst: es geht erstmal darum, ob, wie und wie gut das überhaupt machbar ist.
Angenommen, man nehme einen Getriebemotor wie diesen, setzt an den kurzen Stutzen der Motorwelle, der hinten noch herausragt, eine geteilte Scheibe an und da drum herum zwei Gabellichtschranken bzw. etwas derartiges aus Flach-Led und Fototransistor. Anordnung wäre damit wie folgt:

Das schwarze Teil soll dann die graublauen Lichtschranken auslösen. Zwei Lichtschranken deshalb, damit man die Drehrichtung erkennen kann. Zum Ansteuern müsste man dann allerdings 4 Pins opfern: einmal PWM für den Motor, einmal Richtung und zweimal Rückführung von den Lichtschranken.
Frage ist nun, ob es dafür praktische IC's gibt, die die Auswertung der Signale von den Lichtschranken erleichtern. Würde man die Signale direkt einlesen (vll. noch mit Schmidt-Trigger, damit der Pegel auch bei hohen Drehzahlen gehalten wird), müsste man aufwändig programmieren, um die ordentlich verwenden zu können. Würde eigentlich auf eine Flankenerkennung der einen Schranke, während die andere Schranke schon high ist, hinauslaufen, wenn ich mich nicht irre. Je nachdem, bei welcher Schranke das auslöst, müsste dann eine Variable rauf oder herab zählen. Obendrein bräuchte man auch noch eine Zeitmessung zwischendurch, um die Geschwindigkeit festzustellen. Würde es sich dabei lohnen, quasi einen ATtiny für einen einzelnen Servomotor abzustellen, der das Ganze erledigt und nur noch mit Befehlen gefüttert werden muss? Irgendwie hab ich da gerade nicht so die guten Ideen, wie man das alles geschickt miteinander verbinden könnte. Letztens hatte ich hier noch einen Thread gefunden, wo einer ein Servo zu einem Servomotor umgebaut hatte, find den allerdings nicht mehr wieder...
Hat das sonst schonmal jemand gemacht? Irgendwelche Erfahrungen?

edit: Thread wiedergefunden

[oberallgeier]

... Signale direkt einlesen (vll. noch mit Schmidt-Trigger ...) ... aufwändig programmieren ...

Den Aufwand mit Schmidt-Trigger und aufwändiger Programmierung habe ich nicht. Ich habe meine Gabellichtschranke, bisher nur je ein GP1S096HCZ - nur Drehzahl, so angeschlossen:

......Bild hier  


RV 330R - dabei ist die LED mit 5V Versorgung hell genug für ein gutes Signal vom Fototransistor. Fototransistor mit RL 10k - Sicherheit gegen spikes, Signal schaltet sicher zwischen über 4V und 0,2V - bei 5V Versorgung. Die Signale sind bei mir auf nem mega168/328-20MHz-INT0/1 bis > 100 kHz (4 Schlitze, > 700 Ups) sicher zu erkennen.

Kennst Du eigentlich diese site (klilck) ? Ich finde, open servo ist für Dein Thema sehr interessant.

[simi7]

Hallo,
falls deine Anordnung der Lichtschranken tatsächlich so vorgesehen ist wie im Schema dargestellt, wirst du damit Probleme bekommen.
Der Abstand zwischen den Sensoren muß viel geringer sein, als die Breite eines Flügelsegmentes. Sonst spielen tatsächlich geringe Impulsverzögerungen bei hohen Drehzahlen eine Rolle. Ich würde den Abstand von 1/4 auf 1/8 des Umfanges reduzieren.
Gruß
Bernd

[Besserwessi]

Der Abstand der Sensoren sollte gerade halb so groß sein, oder die Scheibe am Motor nur halb so viele Segmente haben.

Einige µC haben bereits Schmidttrigger an den normalen Digitalen Eingängen - da braucht man nicht unbedingt externe.

[oberallgeier]

... Anordnung der Lichtschranken ... spielen ... Impulsverzögerungen bei hohen Drehzahlen eine Rolle ...

Ja, ein wichtiger Hinweis. Bei meinen Lichtschranken ist rise/fall time Standartwert aus Datenblatt ca. 50 µs - das reicht für meine Anwendung ohne Drehzahlerkennung (grad noch), weils bei mir doch etwas schneller geht. Zum Glück sind die INT0/~1 so hoch priorisiert, dass meine vielen Interruptroutinen, insgesamt ca. 5% CPU-Zeit, bei der Zeitmessung für die Drehzahl nicht so sehr stören können. Mit solchen Werten kann man aber auch halbwegs vernünftig abschätzen, obs und wie lange (bis in welche Drehzahlen) es funktioniert.

Hier lohnt sich ein Oskar, um "im System" die Dynamik der Ausrüstung zu testen:


2V+1ms/div, ca. 300 Ups

Siehe auch hier.

[Geistesblitz]

Ok, die Open-Servo-Seite werde ich mir mal noch näher anschauen, danke. Gehts da eigentlich nur um Servos oder auch Servomotoren?
Bei der Suche nach Gabellichtschranken bin ich auf diese hier gestoßen, in den Daten steht bei Anstiegs und Abfallzeit jeweils 10000ns, hieße das also, dass bei Frequenzen von über 50kHz das Signal nicht mehr sauber genug ist oder sogar schon vorher? Worauf muss man dabei sonst achten?
Die GLS näher beieinander zu legen bringt wirklich mehr? Kann ich mir gerade irgendwie nicht so recht vorstellen, woran das liegt...kann mir das jemand nochmal erklären?
Ich glaub, am besten wäre es, sich mal ein paar Komponenten zuzulegen und damit zu experimentieren. Probieren geht hat immernoch über studieren.

[Besserwessi]

Die Lichtschranken müssen so angeordnet sein, das wenn die eine in der Mitte eines Segmentes ist, die andere gerade eine Kante sieht. Das kann man erreichen wenn die Lichtschranken weiter zusammen sind, oder auch etwas weiter auseinander.

Nur so wie gezeichnet sehen beide etwa gleichzeitig eine Kante - die 2. Lichtschranke liefert etwa das invertierte Signal der ersten und damit fast keine zusätzliche Information.

[Geistesblitz]

Ah, alles klar, jetzt seh ich es auch. Ok, dann stehen die halt nurnoch im 45°-Winkel.

[oberallgeier]

... Die GLS näher beieinander ... bringt ... mehr? Kann ich mir ... nicht so recht vorstellen ...

Lies Dir mal das hier (klick) zu Drehgebern durch, achte auf den Abschnitt "Zwei Lichtschranken liefern vier Informationen". Hilfreich ist für Dich sicher noch noch dies (klick) zu einem einschrittigen Code (Graycode). Da gibts ein bisschen Hintergrundwissen darüber, warum nicht beide Lichtschranken gleichzeitig an einer Kante sein sollen (klick hier), welche Probleme dabei auftreten können und wie/womit die zu beheben sind.

[Geistesblitz]

Jo, vielen Dank für die Links. Besonders der erste scheint sehr brauchbar zu sein, wieso hab ich den nicht schon gefunden, als ich mich im RN-Wissen umgesehen hab?
Der Gray-Code an sich ist aber auch nur von Bedeutung, wenn man Absolutdrehgeber nimmt. An sich eine feine Sache, allerdings sehr aufwändig zu machen/teuer zu kaufen.