Hilfs-Bollerwagen für den Garten

[White_Fox]

Wieso eigentlich die Versteifung auf Gleichstrommotoren?

Für Wechselstrommotoren gibt es zahlreiche fertige Ansteuerungen in breiter Auswahl, was Leistung, Extras und Preisklasse angeht.

Ansonsten würde ich das Ganze so auslegen daß genug Leistung da ist, um in der gewünschten Geschwindigkeit wenigstens kurzzeitig auch mal eine 25°-30°-Steigung hochkommt. Für den Fall, daß sich der Robi durch ein Loch oder eine etwas höhere Stufe hocharbeiten muß.

Annahme: Der Robi selber wiegt 10kg, 20kg Nutzlast, und soll 5km/h schnell fahren. Bei 30° bergauf entspricht das einer Vertikalgeschwindigkeit von sin(30°) * 5km/h = 2,5km/h -> 9m/s.

Das bedeutet eine Leistung (Hubleistung im Schwerefeld) von: 30kg * 9,81m/s² * 9m. Daraus resultieren etwa 2,6kW, die der Antrieb zumindest kurzzeitig aufbringen muß. Drehzahl/Drehmoment hängt vom Raddurchmesser ab, wobei größer tendenziell besser geeignet ist im Kartoffelacker.


Für die Orientierung würde ich keine Induktionsschleife nehmen. Damit kann man zwar detektieren ob ein Fahrzeug draufsteht oder nicht, das reicht aber nicht. Du willst mitkriegen daß du dich von deiner Führung wegbewegst und nicht abrupt feststellen, daß du den Fahrweg verlassen hast. Dann mußt du diesen Orientierungslos wieder suchen -> blöd.

Idee: Verbuddele ein einadriges Erdkabel in deinem Garten an dem Weg, den du entlangfahren willst. Hin- und Rückweg am Besten weit getrennt voneinander. Das Kabel versorgst du am Besten über einen Trafo direkt aus dem Netz. Den Strom kannst du mit einer Induktivität, die du zwischen deinem Führungskabel und den Trafo hängst, reduzieren. Einen direkten Kurzschluß wird der Trafo nicht so gerne sehen wollen.

Damit hast du ein Magnetwechselfeld, daß sich zylindrisch um dein Führungskabel ausbreitet und daß du sehr einfach analog auswerten kannst. Du brauchst zwei Detektorspulen, die du rechts und links an deinem Wagen anbringst. Wenn beide Spulen ein Signal gleicher Stärke (und natürlich >0) liefern, befindet sich das Führungskabel exakt zwischen den Detektorspulen. Wenn das Signal in der rechten Spule stärker ist als das in der linken, fährst du links versetzt, usw.

Wenn du den Maximalwert deines Signals kennst und speicherst kannst du sogar feststellen ob du über oder neben dem Draht fährst.

[HaWe]

Wieso eigentlich die Versteifung auf Gleichstrommotoren?

Für Wechselstrommotoren gibt es zahlreiche fertige Ansteuerungen in breiter Auswahl, was Leistung, Extras und Preisklasse angeht.

Ansonsten würde ich das Ganze so auslegen daß genug Leistung da ist, um in der gewünschten Geschwindigkeit wenigstens kurzzeitig auch mal eine 25°-30°-Steigung hochkommt. Für den Fall, daß sich der Robi durch ein Loch oder eine etwas höhere Stufe hocharbeiten muß.

Annahme: Der Robi selber wiegt 10kg, 20kg Nutzlast, und soll 5km/h schnell fahren. Bei 30° bergauf entspricht das einer Vertikalgeschwindigkeit von sin(30°) * 5km/h = 2,5km/h -> 9m/s.

Das bedeutet eine Leistung (Hubleistung im Schwerefeld) von: 30kg * 9,81m/s² * 9m. Daraus resultieren etwa 2,6kW, die der Antrieb zumindest kurzzeitig aufbringen muß. Drehzahl/Drehmoment hängt vom Raddurchmesser ab, wobei größer tendenziell besser geeignet ist im Kartoffelacker.

der Forums-Rechner und auch meine eigenen Tests ergeben beide etwa 20Nm/s insg. für den Antrieb auf Rasen (bei Tribot-Design mit Differentialantrieb also 2x 10Nm/s pro Antriebsachse), und da ist bereits etwas Steigungs-Reserve mitgerechnet.
Radgröße ist bekannt, auch die erwünschte Schrittgeschwindigkeit.
Damit ist ja alles bekannt, was man an specs wissen muss.

Wechselstrom mag ja auch theoretisch gehen, aber dazu müsste man ja DC Batterien erst nach AC wandeln, also was soll das groß bringen?

Aber egal ob AC oder DC, was man braucht sind 2 Motoren mit den besagten
ca. 1,5 bis 2 U/s (90-120 Umin) Nenndrehzahl hinter Getriebe,
ca. 6 bis 7 Nm Nenndrehmoment hinter Getriebe,
ca. 65 bis 80 W Nennleistung (!)

(ggf auch 100W pro Motor, aber nicht 2,6kW! )

- egal, ob AC oder DC.

Jetzt werden konkrete Motoren gesucht mit diesen specs.

PS,
übrigens sind 2,5km/h nur 0,7 m/s, nicht 9

[White_Fox]

Wechselstrom mag ja auch theoretisch gehen, aber dazu müsste man ja DC Batterien erst nach AC wandeln, also was soll das groß bringen?

Schaltest du die Batteriespannung denn hart auf den DC-Motor? Für eine Regelung willst du die Spannung mindestens Zerhacken um auch zwischen Stillstand und Maximalleistung zu arbeiten. Umschaltung wäre noch gut, damit du rückwärtsfahren und drehen kannst. Bremsen geht damit dann auch.
Und wenn du das hast, dann bist du hardwareseitig von der Ansteuerung eines Drehstrommotors nicht mehr weit weg. Du brauchst halt sechs anstatt vier Leistungstransistoren, also zwei mehr.

Dafür kannst du mit permanenterregten Synchronmotoren (umgangsprachlich meist als bürstenlose DC-Motoren bezeichnet, schlimme Sache) wesentlich leichter bauen als mit DC-Motoren. Nicht von ungefähr hat sich dieser Motor bei E-Antrieben weitgehend durchgesetzt.

übrigens sind 2,5km/h nur 0,7 m/s, nicht 9

Eieieieieieiei...da hast du Recht.

[HaWe]

wie weit eine Geschwindigkeitssteuerung nötig wäre, muss der OP sagen.
Evtl reicht ein 2x um Relais oder MOSFETs für vor/rück/aus, oder aber eine H-Brücke, die man ja auch gut per pwm vom Arduino oder Raspi aus steuern kann.
Aber wenn du einen AC-Motor mit den obigen specs zeigen kannst (ohne externe Getriebe), dann her damit mit 'nem Link - "nein" sagen kann man ja immer noch
(Ich bin ja nicht der OP, aber mir persönich wären DC Motoren sympathischer )

- - - Aktualisiert - - -

PS
@ pauloglu:

aahhrrrgghhh....
ich habe völlig vergessen -
ich habe die Motoren, die du suchst!
siehe mein Rasenmäherrobot aus meinem Link unten!

den wollte ich schon lange ausschlachten, weil das Mähgetriebe und ein Antriebsrad (aber nicht der Antriebs-Motor) kaputt sind.
Stand jetzt 2 Jahre in der Garage versteckt, völlig vergessen...!

Hast ne PM!

[Moppi]

@HaWe
Ein NEMA 23 mit 1.8Nm und einem Getriebe, untersetzt auf 5:1, sollte 9Nm bringen. 9Nm mal 4 Räder macht 36Nm. Wieviel Kilogramm sollten bewegt werden? 15kg?

Jetzt weißt Du, warum.

Und nur so nebenbei: 170Nm beschleunigen 2000kg auf 40km/h und halten die Geschwindigkeit. Das geht sogar noch bis ca. 70km/h. 2000kg durch 170Nm sind 11.8kg pro Nm. Also 1.5Nm maximal für 15kg. Es kommt nur drauf an, wie man das macht. Quelle: Toyota Yaris Hybrid (wenn er nur elektrisch fährt).

MfG