Getriebemotor zu Servo umbauen

**Hessibaby** · 11.02.2014, 13:23

Erfahrungsgemäß sind die in den Servos verbauten Potis nicht von allerhöchster Qualität (von wenigen Ausnahmen abgesehen).
Was mir nur gestern Abend noch eingefallen ist, das ich immer wieder Probleme mit "Modellbauelektronik" hatte wenn ich diese mit meinem Labornetzteil versorgt habe.
Bei Batteriespeisung verschwanden dann so einige Probleme von selber.
Die Frage die sich stellt ist die ob Servotester und "Powerservo" aus der selben Spannungsquelle gespeist werden?
Und von wo wird die H-Brücke versorgt?

**Slowly** · 11.02.2014, 20:10

@Klebwax
Das mit dem Rückkopplungswiderstand ist wirklich ein Problem.
Mit dieser Schaltung hat der kaum einen Einfluss.
Den Motor zu bremsen wäre kein Problem. In der H-Brücke alles
durchschalten. Das Funktioniert aber nur ein einziges Mal

Die Versorgungen sind natürlich getrennt aber durch Masse Verbunden.
PIC hört sich auch gut an. Schau mal hier: http://www.microchip.com/stellent/id...pnote=en012134
Einige Stangen PICs, serielle EEPROMs Darlingtons und MOSFETs hätte ich zur Verfügung.
@Geistesblitz
Die angestrebte kleine Baugröße liegt gerade im Bereich
"Einbau in ein Quadro, Hexa, Oktopod". Wenn der Kern fertig ist
könnte man fast jede beliebige H-Brücke für jede Anwendung anschließen.
@HannoHupmann
Der Stellpoti ist schon in Ordung. Ein Mehrgangpoti geht auf jeden Fall
auch. Mehrgang und Linearpotis habe ich auch herumliegen und kann
mal schauen was passiert.

Ansonsten funktioniert die Dämpfung zwischen Pin 2 und 6 nicht
mit dieser Schaltung. Es gibt immer bei schneller Positionierung ein
Überschwingen und Einpendeln beim Erreichen der Sollposition.
Das Überdrehen des Potis lag daran das der C Servotester Impulsbreiten
weit ausserhalb der Toleranz geliefert hat...
Für einfache Anwendungen ist diese M51660L Schaltung durchaus nützlich.
Bitte keine Wunder erwarten...
Die PIC und ATMEL Programmierer sind was mich angeht herzlich willkommen.
Wie wäre es mit einem Thread:
"M51660L durch Microcontroller ersetzen" ?

**Klebwax** · 12.02.2014, 04:08

Zitat von Slowly

Einige Stangen PICs, serielle EEPROMs Darlingtons und MOSFETs hätte ich zur Verfügung.

PIC oder Atmel ist eigentlich egal. Es ging da eigentlich nur darum, daß man einen ADC braucht. Und den sollte man bei den Atmels eigentlich auch immer haben.

Es gibt immer bei schneller Positionierung ein Überschwingen und Einpendeln beim Erreichen der Sollposition

Das ist normal für einen P-Regler. Es gibt mehrere Lösungen:

Man vermindert das Trägheitmoment des Motors, also so etwas wie einen eisenlosen Glockenanker-Motor. Dann kommt er schneller zum Stehen.

Man vermindert die Stellgeschwindigkeit. Das macht der "Puls-Stretcher" in den Servo-ICs. Dann wird das ganze aber viel langsamer.

Man vergrößert das Deadband. Dann wird die Stellgenauigkeit schlechter und extrem lastabhängig.

Man bremst den Motor, wenn das Servo im Deadband ist. Dann muß die Brücke aber anders aufgebaut sein. Das könnte die einfachste Lösung sein.

Viele von den Beispielen, die hier herangezogen werden, bauen einen Fahrtregler aus einem Servo-IC. Da gibt es diese Probleme prinzipiel nicht.

Wie wäre es mit einem Thread:
"M51660L durch Microcontroller ersetzen" ?

Nur zu.

MfG Klebwax

**oberallgeier** · 12.02.2014, 09:36

Zitat von Slowly

... Es gibt immer bei schneller Positionierung ein Überschwingen und Einpendeln ...

Bei meinen Messungen mit analogen Servos (Steuerchip nicht dokumentiert) hatte ich immer Schwingungen festgestellt. Diese Aufzeichnung *) ist typisch für lastlos, auch Messungen mit Last zeigen Schwingungen. Ist ja klar, wenn der Regler am Schreibtisch für eine nur schätzbare Last- Trägheits- und Dämpfungskonfiguration ausgelegt wurde, liegt er meist daneben. Die Dämpfung ist bei verschiedenen Servos z.T. drastisch eingestellt, aber flott genug, dass sie ordentlich laufen können.

Überschwingen hatte ich bei den von mir vermessenen vier Servotypen praktisch nicht festgestellt, hatte aber auch nicht mit wirklich schweren (im Rahmen der Servospezifikation), ungedämpften Massen hantiert.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

*) Bedingungen: Üblicherweise 5,0 V aus Labornetzteil max 5A, Signal an Servo mit 20,0 ms.

Messungen im Abstand von 1000 µs mit nicht geeichtem Potentiometer, Winkelangaben als Rohdaten in ADC-Werten (1° ca. 10 ADC), Zeitangaben mit üblicher Quarzgenauigkeit.

Wegen der schnellen Datenerfassung springen die digitalen Messwerte, eine sinnvolle Auswertung ist nur durch z.B. gleitenden Durchschnitt möglich - hier mit 10 Perioden. Man sieht bei dieser Messung deutliche Geschwindigkeitsschwingungen im 20-ms-Raster. Messungen bei anderen Servos - mit vermutlich höherer Dämpfung - zeigen ähnliche Schwingungen (ist ja auch klar). Messfahrten mit SlowMotion == ServoPWM wird mit etwas 12 Bit Auflösung vorgegeben - zeigen diese Schwingungen von full speed bis runter zu Schleichfahrt.

**Hessibaby** · 12.02.2014, 10:11

Ganz eliminieren lässt sich das Servospiel eh nicht, da das Poti üblicherweise über ein zusätzliches Zahnradpaar von der Ausgangswelle angetrieben wird.
Das Spiel zwischen den Zahnflanken, insbesondere bei wechselnder Last, erzeugt einen Fehler.
Bei einem Truckmodell habe ich, an der Lenkung, anstelle des eingebauten Potis ein 50mm Schiebepoti zur Istmeldung eingebaut.
Nachteil war natürlich das einigermaßen dicht zu bekommen. Angeschlossen war das Ganze über eine 3,5er Klinke, Platz war ja durch den Entfall des Potis und der zwei Zahnräder da.
Bei der Testerei mit den NE555 oder NE556 aufgebauten Servotestern muss man Abweichungen tolerieren.
Ich habe mir mal die Mühe gemacht eine solche Schaltung mit Spindeltrimmer auf genau 20ms Tick einzustellen. Im längeren Betrieb lief dieser dann zwischen 19,2 und 20,5 ms hin und her da der 555er offensichtlich den frequenzbestimmenden C nicht immer gleichtief entlädt.
Vielleicht sollten wir zunächst einen Servotester basierend auf PIC oder AVR aufbauen?

**oberallgeier** · 12.02.2014, 10:23

... Vielleicht sollten wir zunächst einen Servotester basierend auf PIC oder AVR aufbauen?

Ich hatte den Aufwand lange gescheut. Aber die gefundenen Aussagen mit meinem Prüfstand sind für mich ziemlich aufschlussreich, obwohl ich z.B. die schnelle Abtastung beim Stromverbrauch u.Ä. noch immer nicht aufgebaut und programmiert habe. Wesentlicher Antrieb zum Bau meines Servotesters war die festgestellte Regelabweichung beim RS-2 - der ist in dieser Hinsicht vermutlich einer der schlechtesten Servos die ich kenne.

**Geistesblitz** · 12.02.2014, 13:41

@Hessibaby: was waren das denn für Servos? Ich hatte bisher nur Servos, wo das Potentiometer direkt mit der Abtriebswelle gekoppelt war.
Das mit dem programmierbaren Servotester ist bestimmt mal ganz praktisch, interessant wäre auch eine Sinuskurve als Sollsignal, bei der sich die Frequenz ändern lässt. Damit lässt sich die Servodynamik ein bisschen austesten, da bei höheren Frequenzen die Amplitude immer mehr schwindet.