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Thema: Fragen zum Bau einer "Winde"

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Fragen zum Bau einer "Winde"

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    Hallo Freunde

    Nachdem ich jetzt langsam in die konkrete Phase komme die Steuerung meiner Dunkermotoren für meinen "Schwimmenden Roboter", ein Langkielsegelbootmodell, komme habe ich einige Fragen die mich beim "Verstehen" der Applöikation beschäftigen.

    System:
    Ich verwende einen GR40x24 Dunkermotor mit dem Inkrementalwertgeber RE30-3, sowie eine elektromechanische Bremse E38R. Details können unter der Adresse www.dunkermotoren.de eingesehen werden. Hier relevant, die Motoren und Bremse sind für 24V ausgelegt, und haben einen Anlaufstrom von 5,6A. Ich verwende eine mega8 zur Ansteuerung einer H-Brücke und plane für die Entwicklung einen 2. mega8 für die Auswertung der Impulstripel vom Inkrementalwertgeber zu nutzen, gleichzeitig soll dieser überwachende Funktionen übernehmen.

    Implementieren werde ich damit den Antrieb für eine Verstellmechanik die zwischen 2 Endstellungen bewegt wird und statt RC-Modellbau-Winden zum Steuern des Hauptsegels, des Genuas und des Spinnakers.

    Abweichend von der üblichen Implementierung, die einen Impuls vm RC-Empfänger auswertet und dem Servo/Windenmotor der einen Spindelpoti bewegt, wird bei mir die Funktion wie folgt implementiert:

    Die Steuerelektronik kalibiert sich regelmäßig und kennt die Position in der sich die Winde befindet, eine neue Position bestimmt sich über die Anzahl der von der Bezugsposition erfolgten Impulszahl des Inkrementalwertgebers. Die Befehle des Benutzers an der RC-Fernsteuerung, ausgewertet durch einen mega8 und über I2C-Bus an die Steuerelektronik des Servos übertragen, dienen der Steuerelektronik dazu die gewünschten Positionen anzufahren, bzw. Bewegungen auszuführen. Wann immer diese "Winde" dreht, wird die spannnungslos-aktive Bremse gelöst durch Anlegen einer 24V Spannung, bei Erreichen einer neuen Position wird die Spannung wieder entfernt und die Bremse greift.

    Jetzt meine Fragen:

    1. Was tuhe ich zuerst wenn ich die Position beim Anfahren nicht verlieren will? Erst Bremse lösen, dann Motor anfahren? Oder erst Motor anfahren, dann Bremse lösen?

    Wenn die Bremse noch aktiv ist, ist der Motor also blockiert, also würde der Kurzschlussstrom fliessen!

    Da die Befehle, "Bremse lösen" + "Motor Anfahren" als Reaktion auf ein über I2C erhaltenen Befehl des mega8, der auch das pwm der Motorsteuerung erzeugt, erfolgen, sind das 2 Subroutinen im Kode und erfolgen im uSekunden Abstand. Genauso umgekehrt, wenn eine neue Position angefahren wurde.

    Was meint ihr?

    2. Die Betätigung der Steuerung des Hauptsegels, wo üblicher Weise eine Winde eingesetzt wird, findet auf "Fahrt" laufend statt. Damit also auch laufend der oben beschriebene Ablauf (Bremsenspannung über Relai oder Transistor geschaltet). Welche Auswirkung hat das auf die Lebensdauer des Motors, wird der stark gestresst?

    Bin auf Euer Feedback gespannt.
    MfG

    Hellmut

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    ich würde erst die Bremse lösen, dann den Motor starten.
    Begründung:
    Die Bremse hat eine Zeitverzögerung im ms-Bereich (Magnetfeld baut sich nicht unendlich schnell auf, Reibflächen müssen erst einmal 'beschleunigt' / bewegt werden), bis dahin ist das Motorstartkommando im Normalfall schon gegeben.
    Und wenn ein Programm-/Busfehler passiert, wäre es gefährlicher, den Motor gegen die (möglicherweise nicht aktivierte) Bremse arbeiten zu lassen.
    Den möglichen Motorstreß kann man sicherlich über das zeitliche Mittel des Motorstromes abschätzen wobei die schlechte Wärmeabgabe bei Stillstand berücksichtigt wird.


    wenn keine PWM erfolgen soll, könnte die Bremse ja auch direkt aus der Motorspannung gespeist werden

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo RG

    Dein Hinweis auf die Zeitverzögerung der Bremse ist wertvoll. Ich denke es wird sogar interessant sein über die Messung des Stromes in diesem Zeitfenster eine adaptive Lösung zu implementieren. Danke.

    Das Thema Wärmeabgabe erwarte ich wird gewichtig sein. Um das Boot unsinkbar zu machen plane ich die Innenwände des Bootes, so wie auch schon im Deck geschehen mit Styroporplatten zu verkleiden die in Summe ein größeres Volumen haben als das Gesamtgewicht des Bootes. Daraus resultiert das die Abfuhr der Wärme im Boot ein Problem werden könnte. In diesem 153cm langem Langkielsegelboot mit Holzrumpf sind 10 etwa 100W E-Motoren plus der entsprechenden Anzahl Motorsteuerung in der Art der RN-Mini-H-Bridge, etwa 10 Relais für die E-Bremsen sowie Funkmodul, RC-Fernsteuerungsempfänger, 2 Schrittmotoren und ein paar Servos und eine Lenzpumpe. Ich erwäge eine Wasserkühlung im Boot einzurichten, da Lüfter wegen möglichen Wassereinbruch nicht möglich sind.

    Eine Frage sehe ich als noch offen an, und das ist der Stress der Motoren durch das häufige Anfahren und Verzögern. Ich vermute das hier der Aufwand einer adaptiven Steuerung der Motoren den Stress minimieren helfen wird.

    P.S.: Die Fahne, bist du ecuatoriano? Wenn ja von wo? Ich bin guayaco, oder mono wie es heisst!
    MfG

    Hellmut

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