Testaufbau für Positionsregelung von DC-Getriebemotoren

[Klebwax]

So, hab mal meine Anzeige ein wenig überarbeitet. Hatte nämlich vergessen, für Geschwindigkeit und Beschleunigung durch die Abtastzeit bzw. Abtastzeit² zu teilen.

Da die Abtastzeit und damit auch das Quadrat davon eine Konstante ist, sollte das doch nur den Maßstab der Kurve ändern.

MfG Klebwax

[Geistesblitz]

Ja klar, aber anfangs wurde doch gemeckert, dass man bei den Kurven nix erkennen könne, da die Werte so klein seien.

Blau: Sollwert
Weiß: Istwert
Rot: Istgeschwindigkeit
Grün: Istbeschleunigung

Aus dem Startpost. Dachte, das wäre noch in Erinnerung geblieben.

Das mit dem Umbau, um verschiedene Lastfälle betrachten zu können, wär natürlich auch noch nötig. Dazu müsste ich das allerdings ein wenig neu aufbauen, da für irgendwelche Gewichte gerade kein Platz ist.

Da sich an der Elektronik aber eigentlich nicht viel ändern wird, frag ich mich, ob es Sinn machen würde, die schonmal fest aufzubauen. Für den Controller lässt sich sicher auch was Kleineres nehmen, ein Atmega8 oder so. Ist dann eben nur die Frage, über was man das Board ansprechen mag. Ich finds so wie jetzt über UART aber eigentlich ganz gut. Ich bin da ja ein wenig angetan von Malthys im Motor integrierten Regler, würd ich nur ein wenig anders machen. Der Sensor sollte dort platziert werden können, wo man auch messen will. Gibt es ansonsten Tipps für H-Brücken, die klein und effizient sind, sodass sie mit wenig Kühlung auskommen? Die Motoren sind mit 2A stall current ausgeschrieben.

[Peter(TOO)]

Hallo Blitz,

Eine frage stellt sich mir noch.

Woher kommen die Frequenzen in der Geschwindigkeit und Beschleunigung genau?

1. Mechanisch, weil etwas nicht wirklich rund läuft. dann gäbe es einen Zusammenhang mit der Umdrehung der einzelnen Zahnräder. Die Frequenz müsste sich mit der Drehzahl entsprechend ändern.
2. Aus der Regelschaltung, dann wäre die Frequenz abhängig von einer der Regelzeiten und müsste sich nicht wirklich mit der Drehzahl ändern.

Aber aus einer Messung kann man das nicht ersehen.

MfG Peter(TOO)

[malthy]

Woher kommen die Frequenzen in der Geschwindigkeit und Beschleunigung genau?

Sieht ein wenig periodisch aus. Vielleicht läuft der Magnet über dem AS5048 nicht 100%ig rund.

Da sich an der Elektronik aber eigentlich nicht viel ändern wird, frag ich mich, ob es Sinn machen würde, die schonmal fest aufzubauen. Für den Controller lässt sich sicher auch was Kleineres nehmen, ein Atmega8 oder so. Ist dann eben nur die Frage, über was man das Board ansprechen mag. Ich finds so wie jetzt über UART aber eigentlich ganz gut.

Ein Bus für mehrere Teilnehmer wäre ja schon ganz praktisch, meistens will man ja vermutlich mehr als nur einen Antrieb einsetzen. Insofern ist UART nicht so gut geeignet. Ich habe bei mir den UART aber auch mit auf den Stecker gelegt, das macht das Debuggen und Parametrisieren viel einfacher.

Gibt es ansonsten Tipps für H-Brücken, die klein und effizient sind, sodass sie mit wenig Kühlung auskommen?

Fände ich auch nochmal interessant. Ich habe mich nur auf die schnelle umgesehen (insb. bei TI) und hatte tatsächlich den Eindruck, dass es genau in diesem mittleren Bereich (12V/2 A Dauer) garnicht so viele Brücken gibt, viele sind etwas zu klein. Ich habe jetzt einen DRV8801 verwendet, der ist definitiv zu klein (funktioniert aber gerade so an der Kante ). Hatte den halt noch in der Schublade. Da jetzt so einen Monster VNH2SP30 o.ä. auf die Platine zu tun, habe ich dann auch nicht eingesehen ...

Gruß
Malte

[Geistesblitz]

Ich hab ja derzeit den L6205 drauf, an sich funktioniert der auch ganz gut und den sollte es auch als SOIC geben. Da könnte man auch, um auf Nummer sicher zu gehen, beide enthaltenen Brücken parallel schalten und eine ausreichend große Kühlfläche vorsehen. Wo hast du eigentlich deine Boards fertigen lassen, Malthy?

Also so wirklich exzentrisch dürfte der Magnet eigentlich nicht laufen, hab den Adapter mit meiner CNC gefräst und der ist ziemlich gut geworden. Diese Welligkeit ist ja auch eher in der Geschwindigkeit und Beschleunigung zu erkennen, ich denk mal, dass das einfach die Unregelmäßigkeit der Eigenbewegung des Motors ist. Schließlich ist das der Bereich, in dem die PWM in der Begrenzung hängt, das kann also mit dem Regler gar nix zu tun haben. Ansonsten wäre möglich, dass der Sensor nicht ganz mittig sitzt (wobei der da recht tolerant sein soll) oder dass der Magnet doch ein wenig zu klein ist. Hatte beim Bestellen der Samples irgendwie übersehen, dass man auch Magnete gleich dazu ordern kann und dann mit einem Bekannten in einem Magnetshop mitbestellt, wo es diametral allerdings nur 4x1mm Scheibenmagneten gab. 6x2mm wären laut Datenblatt des AS5048 aber ideal.

Ich werd mal sehen, wie ich eine Rampe programmiert bekomm, sodass ich mit geringerer Geschwindigkeit und aktiver Regelung verfahren kann.

[malthy]

Ich hab ja derzeit den L6205 drauf, an sich funktioniert der auch ganz gut und den sollte es auch als SOIC geben.

Hast recht, den hab ich irgendwie übersehen, obwohl er recht populär ist. Der ist definitiv besser als mein kleiner DRV8801.

Ansonsten wäre möglich, dass der Sensor nicht ganz mittig sitzt (wobei der da recht tolerant sein soll) oder dass der Magnet doch ein wenig zu klein ist.

In der z-Achse (Abstand Magnet-Sensor) ist er sehr tolerant, in x und y war es glaube ich ein Radius von 250 µm um die Mitte in dem man bleiben sollte.

Wo hast du eigentlich deine Boards fertigen lassen, Malthy?

Platinen habe ich jetzt zum ersten Mal in China machen lassen, das war jetzt elecrow. Da gibt's auch noch einige Alternativen. Ist schon hart wie billig das mittlerweile ist ...

Gruß
Malte

[Klebwax]

Also so wirklich exzentrisch dürfte der Magnet eigentlich nicht laufen, hab den Adapter mit meiner CNC gefräst und der ist ziemlich gut geworden. Diese Welligkeit ist ja auch eher in der Geschwindigkeit und Beschleunigung zu erkennen, ich denk mal, dass das einfach die Unregelmäßigkeit der Eigenbewegung des Motors ist. Schließlich ist das der Bereich, in dem die PWM in der Begrenzung hängt, das kann also mit dem Regler gar nix zu tun haben.

Eine Exzentrizität würde sich eigentlich nur dann mehrfach äußern, wenn man mehr als eine Umdrehung macht. Und bei der Istwinkelkurve ist davon rein garnichts zu erkennen. Ich glaube auch nicht an Unregelmäßigkeiten im Motor: erstens ist das Trägheitsmoment des Ankers zu groß (außer dem Getriebe ist ja keine Last dran und das hat ja auch ein konstantes Trägheitsmoment) und zweitens müßte man soetwas auch in der Istwertkurve erkennen. Die ist aber wunderbar gerade, man sieht sogar die Auflösung des Winkelsensors. Ich vermute ein Problem in der Berechnung der Werte.

MfG Klebwax

[Geistesblitz]

Findest du? Die Geschwindigkeit pendelt ein wenig um 22000 Schritte/s, wenn man das zurückrechnet entspräche das ca. 80 RPM, was mit den Angaben von Pollin (76,1 RPM) eigentlich zu passen scheint. Und der Motor macht mehrere Umdrehungen, als Sollwert hatte ich (wie man im Diagramm auch erkennt) 100000 Schritte eingegeben, 16384 Schritte entsprächen dabei einer Umdrehung, macht also etwa 6,1 Umdrehungen. Dass man von den Geschwindigkeitsschwankungen im Verlauf der Istposition nicht viel sieht ist normal, da überwiegt ja der mittlere Anstieg und kleine Anstiegsabweichungen fallen da nicht so sehr ins Gewicht. Nach dem Differenzieren sieht man das da schon deutlicher. Wo siehst du eigentlich die Auflösung des Winkelsensors? Oder bezieht sich das auf ein Bild aus dem Startpost?

@Malthy: oha, das ist wirklich günstig. Muss ich mich langsam wirklich mit Eagle einarbeiten, oder gibts da bessere Alternativen? Ich hab da irgendwie immer Probleme, die passenden Komponenten bzw. Bibliotheken zu finden. Mich verwirren auch die Optionen ein bisschen... wenn da jetzt oben steht 10 pcs. und unten dann nochmal was von mehreren copies steht, wieviel bekommt man dann? Steig da irgendwie nicht durch...