Kleinste Auflösung bei Servos?

Hallo tolles Forum :-)

Ich suche für eine Laserpositionierung (Laserpainter) eine billige Drehachse mit feiner Auflösung.
Weis zwar noch nicht genau die benötigte Auflösung, aber so ca.
das ich den Laser auf ca. 5m auf ein paar Zentimeter genau positionieren kann :-)



Zuerst dachte ich an Schrittmotoren....
Aber die sind relativ grob (400Schritte/U) und die müsste man vermutlich noch untersetzen.

Derzeit habe ich die Idee, dass man eigentlich Modellbauservos auch nehmen könnte.

Darum meine Frage:
Wie fein kann ich die Abstufungen (Auflösung) bei den Servos einstellen?!
Hängt es vielleicht auch von den Servos ab ?
Bessere , teuere sind besser in der Auflösung?

Habe mir die Beiträge über die Servos durchgelesen..
Ist mir aber noch nicht ganz klar ..
Muss mal so ein altes Servo zum probieren hernehmen, um das intus zu bekommen ;-)


m.f.G. Roberto

ich hab ne LAserschranke auf die billigen Conrad Servos geschraubt! bringt nix! das teil springt bei einer entfernung von ca 2-3 m um etwa 10 cm!

mfg Flo... (ich werde nen getribe nehmen! fragt sich nur woher!)

ups..., das hört sich nix gut an :-(
Danke für die Info

Vergiss Servo's dafür. Die sind wegen der Mechanik viel zu ungenau!
Ich hab mit selber ausgetesten Steuermethoden die Auflösung auf gut 11bit hochtreiben können, das ist aber immer noch nichts im Vergleich zu einem vernünftigen Closed-Loop Scanner.

Also Servos würden sich wenn auch nur vielleicht mit ner Untersetzung anbieten, aber dann aht man keine Winkel mehr. Sie liefern auf 180° 255 stellungen, wobei man aber nicht sagen kann, dass diese sehr genau sind.

Hallo.
Danke für die Antworten. Da kann ich mir die Servos ja sparen ;-)

Aber weil ihr euch ja da gut auszukennen scheint. :-)
Was hält ihr von so einem Galvanometer ?!
http://www.mir-elektronik.de/restposten1.htm


@Gast
was ist eigentlich ein Closed-Loop Scanner ?
Hast Du einen Link dazu ?

Wie ein Galvanometer?
Gibt es eigentlich auch solche Galvanometer...
mit rückmeldung ?! und wie funktioniert die messung?

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Hoffentlich wird das jetzt nicht zu off topic ;-)

@RCO

Wenn Du die Servobefehle nicht nimmst, sondern Timer kannste theoretisch bis zu 16000 Stellpositionen anfahren. Da ist aber wie gesagt die Mechanik (Kontaktfläche des Schleifers im Poti zu groß) zu ungenau als das man diese große Anzahl an Positionen nutzen könnte.

@Roberto
Open- oder Closed-Loop Scanner - das sind eigentlich nur die englischen Begriffe für die Galvanometer, die man zum Ablenken von Laserstrahlen nutzt. Das Loop bedeutet in dem Fall so viel wie "Regelkreis". -> Closed Loop = geschlossener Regelkreis
Der Unterschied zwischen den beiden Varianten liegt darin, das der Closed-Loop-Scanner ständig die Position des Spiegels mit der Position die das Steuersignal vorgibt, abgleicht und gegebenfalls korrigiert.
Ein Open-Loop Scanner schafft auch nur Frequenzen bis etwa 150Hz ohne zu überschwingen. Bei einem Closed-Loop Scanner sind dagegen 20kHz kein Thema. Das zeigt sich auch im Preis. Einfache Open-Loop Galvanometer kriegste neu schon für rund 100 Eu's, während ein G120D (Standart-Closed-Loop-Scanner) neu nicht für unter 1200 Euro zu haben ist

Hallo Roberto,

also ich denke auch, dass Servos für die Aufgabenstellung nicht so richtig geeignet sind. Die genannte Auflösung von vielleicht 10 bis 11bit würde ich für bessere Servos bestätigen. Das macht auf einen Drehwinkel von 180° eine Auflösung von 0,1° bis 0,17°.
Um in 5m Entfernung eine Ablenkung von 1cm zu erreichen, muss der Strahl am Sender um 0,11° abgelenkt werden.
Würde also vielleicht gerade so gehen. Allerdings bleiben dann noch Größen wie mechanisches Spiel, Geschwindigkeit usw. die alle nicht für solch einen Einsatz sprechen.

Zitat:

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Zitat von RCO

Sie liefern auf 180° 255 stellungen, wobei man aber nicht sagen kann, dass diese sehr genau sind.

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Das ist falsch. Die Ansteuerung des Servos ist analog und bietet deutlich mehr als 255 Stellungen. Vielleicht hast du hier die Auflösung gebräuchlicher Servosteuerungen von 8bit (z.B. SD20) dieser Aussage zugrunde gelegt. Es gibt aber auch Servosteuerungen, die intern mit 16bit arbeiten (z.B. SD21, wenngleich auch das Servo diese Auflösung mechanisch nicht voll umsetzen kann).

Viele Grüße
Jörg

Ja, ok, da habt ihr recht, aber da der Servo eh ungeeignet ist, spielt das keine Rolle. Entscheidend ist vielleicht ja cuh die Ansteuerungsgeschwindigkeit, dazu müsste man aber etwas mehr über das projekt wissen. Dieses Galvanometer sieht interessant aus, auch wenn ich nciht genau das Prinzip vertehe, aber für 7,90 kann man da ja nichtss agen, allerdings muss man, wenn ich das richtig verstanden habe direkt 10 Stk. kaufen?!

MFG Moritz

@joerg:

Bezieht sich die Quantisierung von 16 Bit auf die eine variable Millisekunde des Steuersignals? Wenn ja - welcher µC wird für die SD21 genommen? Der müsste ja dann mit fast 66MHz arbeiten um das hinzukriegen.

@RCO:

Dem Open-Loop Galvanometer (für 7,90) führst Du einfach einen definierten Strom (75µA/Grad Drehwinkel) zu - es dreht sich dann um einen bestimmten Winkel und verharrt in der Position. Wie oft man die Position pro Zeiteinheit ändern kann ist von mechanischen Faktoren abhängig

Hallo,

Zitat:

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Bezieht sich die Quantisierung von 16 Bit auf die eine variable Millisekunde des Steuersignals? Wenn ja - welcher µC wird für die SD21 genommen? Der müsste ja dann mit fast 66MHz arbeiten um das hinzukriegen.

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also beim SD20 können für den geamten Stellbereich eines Servos 256 Werte vorgegeben werden, die, je nach Mode, auf den Standardbereich 0,5 bis 1,5ms oder einen über Offset und Faktor definierbaren erweiterten Bereich abgebildet werden.

Der SD21 bietet die Möglichkeit, einen 16Bit-Zeitwert in us direkt anzugeben.
Geht man mal von dem Standardbereich eines Servos von 1,0ms bis 2,0ms aus, so ergeben sich dann 1000 mögliche Positionen (nicht 65.536).
Je nach verwendetem Servo ist auch ein größerer Bereich möglich, damit steigt auch die Anzahl der möglichen Positionen (anders als beim SD20).

BTW, Controller auf dem SD21 ist ein PIC18F2220

HTH und Viele Grüße
Jörg

@e-fan
Bei einem Closed-Loop Scanner,
wie werden den die Drehwerte bei so einem System abgenommen ?
Mit so einer Art Drehgeber ? wieviel Striche ?

Ich glaube, das man das kapazitiv macht - ähnlich wie bei einem Trimmerkondensator. Die Steuerelektronik die ich für den G120D gesehen habe war jedenfalls Analog aufgebaut und mit diversen Schwingkreisen ausgestattet. Wenn ich Zeit hab stell ich mal ne Prinzipskizze eines Sensors ins Forum.
Die Positionsauswertung könnte also Frequenz- oder Spannungsbezogen erfolgen wobei letzteres zwar einfacher zu realisieren ist, aber auch wesentlich Anfälliger gegen Störspannungen wäre.

mfG aus P
der E-Fan

Wie versprochen:
http://elm-chan.org/works/vlp/report_e.html
Die Seite ist echt klasse!

toll, danke :-)

Hallo Roberto

Je nachdem wieviel Platz du hast, ich arbeite mit DC-Motoren die einen Inkrementalwertgeber haben der mir 500 Impulse pro Umdrehung gibt. Wenn man eine entsprechende Untersetzung verwendet, z.B. ein Schneckengetriebe, dann kann man extrem feinfuehlig positionieren. Typische Untersetzung fuer ein Schneckengetriebe ist 30:1!!!

Hallo Hellmut

Welche Anwendungen machst Du damit ?
Schneckengetriebe haben auch einige spiel :-(

Mit wa swertest Du die Encoder aus.
Normal werden ja aus 500 Strichen, 2000 Impulse---
oder ?!

@Hellmut:
Das dürfte für die vorgesehene Anwendung zu langsam und zu träge sein.
Um halbwegs vernünftig arbeiten zu können braucht man schon 8000 bis 10000 Richtungsänderungen pro Sekunde. Das würde mehr als 20 Mio Impulse/Sek bedeuten die auch noch ausgewertet werden müssen.
Das Selbstbausystem vom Link erlaubt bei genauer Arbeit bis zu 18kHz bei 8° Spiegelablenkung.

Hallo Gast

Es sind aber nur 500 Impulse, bei www. Dunkermotoren kann man die Spezifikationen des Inkrementalwertgebers finden, RE-30. 8000 bis 10000 Richtungsaenderungen ist weit jenseits was Servomotoren koennen, auch die Massentraegheit der Getriebe wuerde eine solche Anwendung unmoeglich machen. Das sieht mir mehr nach Piezo betaetigte Vorrichtungen aus mit minimalen Verstellwegen aus!

Könnte man eigentlich auch so eine Festplatten Mechanik dazu verwenden?!
Also die Mechanik die den Schreib/Lesekopf bewegt.

Den Arm wegnehmen und auf die Welle dann einen kleinen Spiegel.
Die Spule und die Magneten sind schon gegeben...

?!

@Hellmut:
Standart Closed-Loop Scanner Schaffen bei einem Winkel von 20° pro Seite (Winkel des Lichtstrahls 80°) immer noch 8000 Richtungsänderungen je Sekunde. Der Durchmesser des Rotors beträgt etwa 2 bis 4mm.

@Roberto:
Im Prinzip ja. Allerdings ist die maximale Frequenz aufgrund der Größe sehr niedrig. Wenn Du 8° und 1000Hz damit schaffen solltest kriegste nen Kasten Bier von mir!

@Gast

Was hälst Du von den Galvanometern von MIR (restposten) ?
Leider ist die Seite jetzt neu, und der Artikel nicht mehr oben... :-(

Ich war der Gast (zu faul zum Einloggen).

Warum nicht??? Die lassen sich bestimmt irgentwie umbauen.
Besser könnte man es eigentlich kaum haben weil damit schon mal der größte Teil aller Fertigungstechnisch möglichen Fehlerquellen ausgeschlossen sind.
Ich werd mal in der Bude nachfragen ob die noch ein paar Galvo's über haben. Noch ne Steuerelektronik mit µC zusammengepfriemelt und ich könnte mir dann endlich ein neues Schaltnetzteil für meine HeNe Röhre kaufen.


P.S. an die Admin's:

Ich hoffe ihr seid nicht böse das wir in diesem (Einzel-)Fall so stark off topic posten 8-[ O:)