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Thema: Steuerung eines Kolbentank

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Steuerung eines Kolbentank

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    Für einen Kolbentank der in ein Modelluboot eingebaut werden soll brauche ich noch eine Steuerung. Der Kolben soll aus der Grundstellung (leer) eine eine festgelegte Position fahren. Diese Position (ca.0,5m tief) soll der tarierte Schwebezustand sein. Wenn sich die Tiefe ändert möchte ich über einen Drucksensor einen Befehl an die Steuerung geben das durch eine Änderung der Kolbenposition die Tiefe wieder erreicht wird. Kurz - das Boot sollte auf einer Tiefe von 0,5m gehalten werden. Der Wasserdruck bei 0,5m ist 0,05bar.

    Da ich von Robotik noch keine Ahnung habe, hoffe ich das mir vielleicht jemand bei der Lösung des Problems helfen kann.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    was hast du für einen drucksensor? wasfür ein ausgangssignal liefert er? analog? digital?
    wie wird der kolbentank angetrieben? servo?

  3. #3
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    Einen Drucksensor habe ich noch nicht, kann an die Steuerung angepaßt werden. Der Kolben wird über ein Zahnrad mit Innengewinde mit einer Gewindestange bewegt

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    also nen getriebmotor? wie sieht der bezüglich strom und spannung aus? denn man bräuchte dann noch nen motortreiber um den motor anzusteuern...

    hast du schon irgendwelche wasserfesten drucksensoren gefunden die in frage kämen?

  5. #5
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    Also gedacht habe ich an einen Getriebemotor da doch eine größere Kraft benötigt wird. Der Kolben hat einen ø95mm und der Weg beträgt 220mm. Die gewindestange hat eine Steigung von 1mm/Umdr. Der Weg sollte in ca. 15-20Sek gefahren werden was eine Drehzahl am Triebrad von ca. 900U/min ergibt.
    Als Drucksensor habe ich diesen gefunden
    http://www.produktinfo.conrad.com/da...n-mpx_2010.pdf

  6. #6
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    Ups, hab vergessen das eine Spannung von 12V zur Verfügung steht aus 10 NiCd Zellen mit einer Kapazität von 4Ah

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    so einen sensor hat nen kumpel mal benutzt um nen höhenmessgerät für eine wasserrakete zu bauen... er gibt ne analoge spannung aus...
    ich glaube allerdings nicht dass der sensor wasserfest ist... da müsste man sich was einfallen lassen...

    ansonsten ist das ganze steuerungstechnisch mit einem mikrocontroller eher weniger problematisch: druck messen, abweichung vom sollwert berechnen und dann den motor mit angepasster geschwindigkeit drehen lassen bis das ziel erreicht ist... über die fernsteurung könnte man dann gleich noch die tiefe einstellen, die dann automatisch gehalten wird... inklusive automatisch auftauchen bei funkstörung...

    spontane, wilde idee in sachen sensor: einen infrarot entfernungsmesser senkrecht nach oben zielen lassen, um den abstand zum wasserspiegel festzustellen... keine ahnung ob das funktionieren könnte...

  8. #8
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    Hi Turtle,
    der von Dir vorgestellte Drucksensor ist nicht wasserfest. Ich kenn' jetzt allerdings keinen, den ich Dir empfehlen könnte.

    Eine Möglichkeit einen Kolbentank zu fahren ist, wenn Du am Gestänge oder Getriebe einen Poti montierst. Wenn der Widerstand des Poti 5k beträgt, kannst Du die Servoelektronik aus einem ganz normalen Servo zur Ansteuerung verwenden. Die Kolbenposition wird dann am Sender eingestellt.

    Gruß Klaus
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  9. #9
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    Wenn ich an den Drucksensor einen Schlauch mit einem kleinem Gummiball (von Pipette) anschließe, kann ich Wasser- in Luftdruck umwandeln.
    Servo geht nicht weil der Arbeitsweg zu lang ist.
    Wäre ein geeigneter Microcontroller der RN-Control von robotikhardware.de für meine Zwecke geeignet?

  10. #10
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    Hi Turtle,

    die Idee mit dem Schlauch ist gut. Das Problem mit dem Luftdruck ist die starke Volumenänderung. Wenn Du das Schlauch-Ballon-System mit einem Druckmittler (ein nicht leitfähiges Öl, z.B Leinöl - kein Speiseöl!!) füllst kannst Du diesem Problem entgehen.

    zum Thema Servoelektronik.
    Der Kolbentank ist mit Sicherheit mit einem Motor ausgestattet, der den Kolbenhub fährt. Ich schlug vor, diesen Motor mit einer Servoelektronik anzusteuern, damit das Servosignal vom Empfänger direkt in eine proportionale Kolbenstellung umgeformt wird. Dazu muss allerdings die Kolbenstellung für die Servoelektronik erfasst werden. Dies geschieht mit einem veränderlichen Widerstand im Bereich von ca. 5k. Der lange Arbeitsweg kann mit Hilfe einer Untersetzung in den Drehgrad des Potis (10-Gang-Poti) umgeformt werden. Ein Schieberegler (Fader) mit einem Fahrweg von einigen cm wäre auch geeignet.

    Wenn Du Deine Aufgabenstellung mit einem µC lösen willst. Mach' Dir doch erst mal eine Aufstellung, was Du alles brauchst.
    Du benötigst
    1 Analogeingang für die Sollposition des Kolbens / Istwert der Tauchtiefe
    1 Analogeingang zur Ermittlung der aktuellen Kolbenstellung
    2 Digitalausgänge zur Ansteuerung des Kolbenmotors.

    Ein passender AVR dürfte sich jetzt ohne Problem finden lassen (siehe Datenblätter der Atmel-HP http://www.atmel.com/products/avr/ ).
    Mit PIC's lässt sich diese Aufgabenstellung natürlich auch lösen.

    Grüße Klaus
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