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DC-Kleinstmotor mit Getriebe + Drehsensor, 5V 510 Upm
Anmerkung 02. Juni 2017: Die mit dem alten Bildserver verschwundenen Bilder wurden nachgetragen.
Motortest mit Wärmemessung
Messung am 02. Dez. 2007, ca. 1500 Uhr ff.
Der Ausfall zweier gehackter Servos (ähnlich dem vielzitierten TOP-LINE MINI SERVO ES-05) nach verhältnismässig geringer Betriebsdauer, etwa 3 x 5 Minuten, bei einer Betriebsspannung am oberen Ende des spezifizierten Spannungsbereichs, hatte mich ziemlich geärgert, zumal ich die Planung und das bereits fertiggestellte Fahrgestell für (m)ein Mini-Roboter-Projekt hätte verwerfen und drastisch ändern müssen. Ausserdem hatte ich festgestellt, dass der Kauf mehrerer Zahnräder und der Aufbau/Selbstbau eines Getriebes neben dem Zeitaufwand ganz erheblich teuerer würde.
Die Servos waren sowieso nicht mehr zu retten - also nochmals einen demontieren. Elektronik ablöten. Motor kurz durchmessen. Ein drittes Zuleitungskabel zum Motor stellte sich als Gehäuse"erdung" heraus. Das finde ich sehr gut. Abstandshülsen für die Gehäuseschrauben bauen (Adernendhülsen für Nennquerschnitt 1 mm2 abzwicken, mit dicker Nadel aufweiten damit es wieder sauber rund ist) und das Paket zuschrauben. Dadurch liegt der Motor kühltechnisch wesentlich besser und das Gehäuse hat seine ursprüngliche Stabilität.
Einige technische Daten:
(Jeweils nur EINE Messung)
Code:
Stromaufnahme Spannung sec/10Umdr
( in Klammer [Volt]
bei Last *)
(>100) 22 2,7 20,01
4,00 12,86
5,07 10,25
(>150) 34 5,99 8,77
8,04 7,04
* Last durch Abbremsen mit den Fingern an einer Servo-Scheibe 19 mm Durchmesser
Farbtreue Verkabelung rot+rot bzw. schwarz+schwarz ergibt beim vorliegenden Modell Linkslauf, vertauschte Farben - Rechtslauf. Leerlauf mit RN-Control (Motorausgang, über PWM und L293D) bei max. ca. 9-10V max. ca. 50 mA - mal eben kurz rauf- und runter in der Drehzahl. Funktion sehr schön.
Der Antrieb läuft ruhig. Er läuft ohne Last bei etwa 0,3 V an. Mit Last (leichte Fingerfestbremse an der Scheibe, s.o.) läuft er bei ca. 0,4 V an, bei festem Abbremsen erfolgt der Anlauf bei ca. 0,8 V. Da die Spannung unter 2,7V durch einen Vorschaltwiderstand (20 kOhm-Poti) erfolgte, war die Regelung recht grob und die Spannung stieg beim Anfahren auf den etwa 3fachen Wert an. Bei allen hier beschriebenen Antriebsmessungen war die sonst übliche Entstörung des Motors durch Kondensatoren noch nicht angebaut.
Die Messung der Gehäuseaussentemperatur war etwas schwierig. Das Thermoelement - Typ K - wurde für eine erste Messung mit Tesafilm an das Motorgehäuse geklebt. Dadurch verschlechterte sich natürlich die Gehäusekühlung drastisch. Aber im "Normalfall" ist der Motor sowieso in einem Gehäuse fest eingeschlossen, das nur eine sehr schlechte Wärmeabgabe erlaubt.
Bei einer Fortführung der Messung der Motor-Aussentemperatur wurde das mit einem winzigen Streifen Tesa isolierte Thermoelement mit einer Metallklammer am Gehäuse festgeklemmt. Die Wärmeabgabe des Motorgehäuses entspricht damit eher der möglichen Einbausituation - WENN nicht das ursprüngliche Gehäuse verwendet wird.
Beim Betrieb im Leerlauf bei 2,7V über mehr als dreissig Minuten ist die Temperatur angestiegen von 21°C auf 28°C. Temperaturkonstanz wurde nach etwa 5 min erreicht.
Beim Betrieb im Leerlauf bei 5,03V über mehr als dreissig Minuten ist die Temperatur angestiegen von 26°C auf knapp 33°C. Temperaturkonstanz wurde hier nach sieben Minuten erreicht. Ende der Messung nach 10 Minuten bei 32,9 °C. Leichtes Anblasen des Motors senkte die angezeigte Temperatur auf unter 30°C, nach ca. 1 Minute war sie wieder auf 32 °C gestiegen. Ein Absenken der Versorgungsspannung auf 2,7V brachte sofort eine Temperatursenkung mit sich.
Ende aller Messungen nach etwa 1 Stunde.
Fazit:
Der hier beschriebene Mini-Servo ist nach Ausbau der Elektronik und geringe Umbauten als kompletter, äusserst kompakter und sehr leistungsfähiger Antrieb anzusehen. Preislich dürfte diese Variante für sehr kleine Projekte sehr interessant sein. Die Ansteuerung muss über gebräuchliche H-Brücken oder Modellbau-Fahrtregler erfolgen.
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Hallo,
der oben beschrieben Umbau (Servo-hack) hat sich bei meinem Dottie bewährt. Leider sind diese gehackten Servos für MiniD0 (das kleine Dottie, R3D01 mit 0,15 l Inhalt *gggg*) zu groß. Da gab es mehrere Anläufe mit Getriebemotoren und der Mini-Encoderscheibe, die Klingon77 für mich gemacht hatte. Auch diese Motoren gehen ohne sehr große Umstände nicht in die Ein-Schluck-Coladose. Leider längere Versuche (die ich hier einfach übergehe brrrrrrrrrrrrr).
ABER
Das Getriebe besteht aus einem Motorritzel und fünf Zahnrädern
...................Anhang 31454
Das Abtriebsrad R6 wird von R5 getrieben, das wiederum von R4 angetrieben wird (sorry, ist ja trivial). Das Abtriebsrad hat eine länger Welle, die den Stellpoti des Servos bedient. Auf dieser Welle sitzt auch das Rad R4. Ok - ich muss nicht mehr weiterschreiben?
Genau! Man(n) baut das R5 aus, klemmt das R4 (das ist jetzt genaugenommen das neue Abtriebsrad) an die Welle von R6 - und schon hat man statt der Übersetzung 768 : 1 eine mit 91:1. Nur durch Weglassen eines Zahnrades bei sonst gleichem Aufbau. Das Drehmoment ist sicherlich ausreichend für die kleine Dose (zwei Stufen gespart ist auch ne Menge Wirkungsgrad verbessert). Zum besseren Verständnis nochmal das Bild von weit oben in diesem Thread:
...................Anhang 31455
R4 ist in diesem Bild das Rad, das hinter der Gabellichtschranke sitzt und dessen Ritzel in das Abtriebsrad greift. Nun ist es weggelassen worden. Die Gabellichtschranke wird von der klingonischen Encoderscheibe bedient. Noch ein bisschen am Servogehäuse rumschnitzen - - - - - und zwei gehackte Servos passen IN die kleine Büchse komplett mit Drehzahlsensor-GLS. Die Motoren sind umgebaut, mit dem Drehzahlsensor bestückt und heute auch schon 10 Minuten probegelaufen.
Nachdem ich also die Antriebstechnik gelöst habe, wird es endlich mit R3D01 - Platinenbau/-fertigung und der etwas fummeligen Montage weitergehen. Darüber wird dann an der gewohnten Stelle berichtet.
