Welche Motore sind dafür geeignet ???

Für die Darstellerfiguren eines Papier- Modelltheaters ca. 60 cm Breite haben ich die Idee diese Figuren auf eine Vorrichtung einer Modellbauschine der Spur Z von Märklin automatisch zu bewegen und zu steuern.

D.h. die Vorrichtung mit den entsprechenden Darsteller soll über diese Schienenvorrichtung mittels eines Motors erfolgen. Gewicht ca. max. 100 Gramm. Anfangs noch als analoger Testversuch vorerst über einen Batterieantrieb. Der Strom soll von der Schiene aufgenommen werden.

Der Motor müsste umschaltbatbar von Vorwärts- auf Rückwärts sein. Außerdem soll die Geschwindigkeit der Vorrichtung regelbar sein, wobei die max. Geschwindigkeit in etwa der jetzige Handschiebebewegung mit der die Figuren auf die Bühne geschoben werden nicht übermäßig erhöht wird.

Später soll bei positiver Testphase alles digitalisiert werden. In der Endphase werden dann in etwa über 50 Darstellervorrichtungen pro Theater erforderlich.

Welcher Motor mit enrsprechendem Getriebe und des passenden Regler wird dafür benötigt ?? Bisher konnte mir keine der sogenannten großen Modellbaufirmen eine durchführbare Antwort geben. Außer "ich sollte doch eine Märklinlokomotive Spur Z für diesen Zweck zerlegen und die Darsteller-Vorrichtung auf diese Lok zu bauen" Nur hat dieser sogenannte Servicetyp vergessen, dass die preiswerteste Lok in der Spur Z bei fast 150 Euro liegt und das mal 50 Vorrichtungen.

Im Voraus vielen Dank für Eure Antwort, die es ermöglicht vielleicht eine Idee umsetzen zu können.

Ein Problem wird hier wohl der mech. Aufbau sein, bedingt durch die Kleinheit.
Motor wirst du den nehmen müssen den du in geeigneter Größe bekommst.
Wenn nur eine Figur pro Schiene laufen muss ist die Ansteuerung kein Problem.

Prinzipiell sollte wohl ein Pagermotor gehen, mit einer Schnecke auf einen Radsatz.
Einige andere Dinge sind mir noch unklar:
1. Wenn für 50 Charaktere Gleise vorhanden sein sollen und der Abstand der Gleise 10 mm ist (Spurweite 6,5 mm), dann baut die Bühne schon einen halben Meter tief. Stört das nicht den Eindruck der Interaktion der Figuren, wenn die einen so großen Abstand haben?
2. Bei nur 6,5 mm Spurweite kippt die Figur beim ersten Luftzug um. Wie soll man das verhindern?
3. Z-Bahner leiden prinzipbedingt unter Kontaktproblemen durch Staub auf den Schienen. Wie sollen die nötigen Reinraumbedingungen für eine störungsfreie Aufführung praktisch realisiert werden?
4. Eine reine Geschwindigkeitssteuerung wird wahrscheinlich nicht genügen. Die Figuren sollen ja an bestimmten Stellen plaziert werden. Man kann natürlich annehmen, dass ein bekanntes Geschwindigkeitsprofil über eine bestimmte Zeit den Ort der Figur definiert, allerdings sehe ich die Schwierigkeit, dass die Geschwindigkeit bei einer bestimmten Motorspannung auch von Zufälligkeiten (Reibung, Stomabnahme) abhängt. Einmaliges Auf- und Abtreten einer Figur mag da noch gehen, eine Ballettvorführung sicher nicht.

Wieviel Platz hast du denn für jeden Motor? Muss die Versorgung über die Schiene erfolgen? Oder kann evtl. auch ein Kabel mitgeschleppt werden?

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Als erstes möchte ich mich für die Reaktionen auf meine Anfrage welcher Motor....? bedanken.

Nun zu den Unklarheiten die ich mit folgenden Beispielen versuche zu erklären:

1.Die Figuren werden z.Zt. noch manuell über einen Schieber auf den diese aufgesteckt bzw. angeklebt sind auf der Bühne bewegt. Nachteil, wenn die Bühne 60 cm breit ist muß auch die Schieberlänge mindesten 60 cm sein, da die Figuren seitlich eingeschoben werden und das bedeutet, dass beim Herausschieben der Figuren die Schieberlänge ebenfalls mindestens 60 cm sein müssen was wieder eine Gesamtbreite von Bühnenbreite 60cm + Schiebenlänge 60cm = 120 cm bedeutet.

Man kann diese Schubvorrichtung der Figuren nun auch mittels eines umlaufenden dünnen Zwirnfaden, der in einen Schlitz des Bühnenboden über Rollen läuft bewegen. Damit kann die Figur sowohl noch links auch als nach Rechts gezogen werden ohne das eine zusätzliche Seitenlänge von 60 cm erforderlich wird. Der Zwirnfaden läuft also unterhalb des Bühnenbodes seitlich dann nach oben und dann wieder nach unten. Mit anderen Worten: Es ist ein unendlich Kreislauf. Die Figur wird dann in den Faden eingeklemmt und läuft in den Schlitz des Bühnenbodens und kann dann entweder seitlich oder auch von oben manuell bewegt werden. Die Abstände der Schlitze hintereinander sind je nach Bühnenbodensektion ca. 10-15 mm. Eine Sektion hat ca 9-10 Schlitze und eine größere Bühne hat bis zu 4 Sektion.

Um dieses nun zu automatisieren möchte ich einen Versuch starten, der diese Figuren durch eine Vorrichtung (wird von mir selbst gebaut) mittels eines Motores hin und her bewegt und zwar pro Schlitz eine Vorrichtung. Aufgrund eines vorhandenen Schiene der Spur Z kam mir die Idee diese Vorrichtung auf dieser Schiene zu setzen damit der Strom von dieser abgenommen werden kann. Natürlich könnte man auch die Figur direkt auf Rollen setzen und in den Boden einen Schleifkontakt zur Stromentnahme montieren.

Ein Umkippen der Figuren kann nicht erfolgen, da die Vorrichtung für die Figuren, genau wie jetzt, durch den Schlitz im Bühnenboden gehalten wird. Es ist richtig, dass die Figuren auf der Bühne an gewissen Stellen plaziert werden.

Pro Figurenvorrichtung ist eine Max. Tiefe von 15 mm, d.h. von Schlitz zu Schlitz möglich. Höhe und Breite sind unbegrenzt aber liegen im Schnitt bei ca. 5cm.

Bei dem Bau der Prototypverrichtung sollte jedoch die max Tiefe keine große Rolle spielen, hier geht es in ersten Linie nur darum wie funktioniert eine solche im Betrieb und wie kann ich diese dann später steuern.

Ich hoffe ich konnte Euch einen ungefähren Überblick geben und würde mich um weitere Vorschläge freuen zumal ich wohl die praktische Idee habe aber in der elektronischen Abwicklung hapert es doch merklich. Vielen Dank.

Zitat:

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Man kann diese Schubvorrichtung der Figuren nun auch mittels eines umlaufenden dünnen Zwirnfaden, der in einen Schlitz des Bühnenboden über Rollen läuft bewegen. Damit kann die Figur sowohl noch links auch als nach Rechts gezogen werden ohne das eine zusätzliche Seitenlänge von 60 cm erforderlich wird. Der Zwirnfaden läuft also unterhalb des Bühnenbodes seitlich dann nach oben und dann wieder nach unten. Mit anderen Worten: Es ist ein unendlich Kreislauf.

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Diese Variante scheint mir für die angestrebte Elektrifizierung besser geeignet zu sein. Wenn man die Umlenkrollen etwa 13 cm im Durchmesser macht, bräuchte man ungefähr eine halbe Umdrehung um die 60 cm Verfahrlänge (plus etwas Zugabe links und rechts) zu realisieren. Das wäre dann eine gute Aufgabe für ein Modellbauservo, die es ab etwa EUR 5,-- zu kaufen gibt. Zur Ansteuerung könnte man vielleicht ein Servoboard wie dieses verwenden. Damit wäre für jede Figur eine genaue Positionsregelung machbar.

Ich würde die Figuren auch an einem Seil oder Riemen befestigen. Die Antriebe können dann seitlich platziert werden. Durch geschickte Anordnung (seitlich und oder nach oben/unten) versetzt kann man da eine hohe Packungsdichte erreichen. Je nach geforderter Genauikgkeit und Geschwindigkeit kann man dann Modellbauservos oder kleine Schrittmotoren verwenden. Bei 60 Figuren hat dann ein Controller ganz schön was zu tun. Evtl. muss man das in mehrere Gruppen aufteilen.

Kannst Du mal ein Bild von so einem Aufbau posten? Es würde mich mal interessieren, wie das real aussieht. Was macht man denn nachher eigentlich damit? Für ein Kinderspielzeug ist das ja etwas aufwendig?!

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Ich denke auch einmal. es ist besser Euch ein paar Fotos meines seinerzeitigen neuentwickelten Papier- Modelltheaters zu zeigen damit es leichter wird sich ein Überblick über die weitere Automatiesierung der Darstellerfiguren zu verschaffen.

Bild 1 stellt das Theater in seiner Gesamtform von vorne gesehen dar.

Bild 2 einen Überblick auf die Bühne und den Darstellerfiguren in diesem Fall für ein Kindermärchen "Till Eulenspiegel" deutlich hier zu sehen die Schlitze auf den Bühnenboden indem die Darstellerfiguren geführt werden.

Bild 3 Die jetzige manuelle Bewegungsdarstellervorrichtung, durch hin- und herzug werden die Figuren in den Schlitzen bewegt.

Bild 4 Eine Darstellerfigur auf der Erkennbar ist, wie diese auf der im Schlitz der Bühne eingelassenen Figurenhalterung gesteckt ist.

Ich hoffe, dass ihr jetzt besser erkennen könnt wie es sich mit der Vollautomatisierung der Fiiguren mittels elektrischer gesteuerter Zuvorrichtung abspielen soll.



Anhang 19738Anhang 19739Anhang 19740Anhang 19741

Ich würde hier auch das System mit dem Seilzug verwenden. Alternativ zum geschlossenen Faden Kreislauf eventuell auch mit einer Feder oder Gewichten auf der einen Seite - so dass der Motor einfach den Faden aufwickeln kann.

Zitat:

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Zitat von ranke

Diese Variante scheint mir für die angestrebte Elektrifizierung besser geeignet zu sein. Wenn man die Umlenkrollen etwa 13 cm im Durchmesser macht, bräuchte man ungefähr eine halbe Umdrehung um die 60 cm Verfahrlänge (plus etwas Zugabe links und rechts) zu realisieren. Das wäre dann eine gute Aufgabe für ein Modellbauservo, die es ab etwa EUR 5,-- zu kaufen gibt. Zur Ansteuerung könnte man vielleicht ein Servoboard wie dieses verwenden. Damit wäre für jede Figur eine genaue Positionsregelung machbar.

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Nicht ganz verstehe ich, warum die Umlenkrollen 13 cm =130 mm Durchmesser haben sollen. Außerdem wie wird dann eine vor und zurück Bewegung erreicht oder sollte dann an jeder Seite ein Motor angebracht werden ?

Zitat:

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Zitat von Besserwessi

Ich würde hier auch das System mit dem Seilzug verwenden. Alternativ zum geschlossenen Faden Kreislauf eventuell auch mit einer Feder oder Gewichten auf der einen Seite - so dass der Motor einfach den Faden aufwickeln kann.

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Diese Variante müßte durch ein Versuch einmal getestet werden. Allerdings ist mir nicht ganz klar, wenn die Figur auf einen vorher festgelegten Platz gezogen wird, wie bleibt diese dann da stehen, wenn die Motorkraft ausgeschaltet wir ?

Die Idee war wohl, mit weniger als einer Umdrehung am Motor den gesamten Verfahrbereich abdecken zu können. Modellbauservos drehen nämlich ohne Modifikationen etwas weniger als 1U. Allerdings hat ranke sich verrechnet. U=d*pi, also muss d=U/pi sein, für 60cm Verfahrweg auf 1U also schon 19,1cm.

Hast du dir schonmal Gedanken darüber gemacht, wie das Ganze nachher gesteuert und vor allem Programmiert werden soll? Du muss ja für jedes Theaterstück eine neue Bewegungssequenz erzeugen. Oder soll da (ähnlich wie bei der Modellbahnausfühung) jemand am Poti drehen und die Figuren manuell "nach Augenmaß" verfahren?

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Zitat:

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Zitat von Ostermann

Die Idee war wohl, mit weniger als einer Umdrehung am Motor den gesamten Verfahrbereich abdecken zu können. Modellbauservos drehen nämlich ohne Modifikationen etwas weniger als 1U. Allerdings hat ranke sich verrechnet. U=d*pi, also muss d=U/pi sein, für 60cm Verfahrweg auf 1U also schon 19,1cm.

Hast du dir schonmal Gedanken darüber gemacht, wie das Ganze nachher gesteuert und vor allem Programmiert werden soll? Du muss ja für jedes Theaterstück eine neue Bewegungssequenz erzeugen. Oder soll da (ähnlich wie bei der Modellbahnausfühung) jemand am Poti drehen und die Figuren manuell "nach Augenmaß" verfahren?

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Habe ich mir fast gedacht, der Durchmesser ist einfach zu groß für dieses Vorhaben.
Zu der Gesamtsteuerung liegen noch keine Details vor. Erst einmal muss die Bewegung der Figuren einwandfrei ablaufen wenn die Tests positiv verlaufen soll dann schon eine komplette Steuerung der Figuren mit den einzelnen Sprechphasen und der Musik erfolgen, auch wir eine kompl. Steuerung der einzufahrenden Bühnenbilder in betracht gezogen. Aber wie gesagt erst einmal die 100%ige der Einzelfiguren.

Nun nochmal zu Deiner Frage "wer sich mit diesen sog. "Papier-Theater" beschäftigt". Es gibt weltweit eine unzählige FAN-Gruppe die eigene Stücke oder auch aus bekannte Darstellungen aus allen Bereichen ( Theater,Komödien Musicals, Operetten, Kabarett, etc.) spielen. Weltweit gibt es darüber Messen bzw. Ausstellungen und Vereine. Man kann in eingeweihten Kreisen bereits von Kult reden.

Übrigens sind die geposteten Bilder einigermaßen verständlich ???

Die Bilder sind für das Verständnis sehr hilfreich.

Ich würde mir trotzdem schon jetzt Gedanken um die Steuerung machen. Sonst habt ihr nachher 50 Einzelantriebe, die nicht venünftig oder synchron steuerbar sind. Oder die Programmierung eines Szenenbildes wird sehr umständlich, oder oder oder...

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Die meisten kleinen Motoren (DC oder Schrittmotoren) haben auch ohne Strom ein gar nicht so kleines Rastmoment. Schrittmotoren haben im Stillstand, aber mit Strom sogar ihr volles Drehmoment. Von der Drehzahl wären mit einer eher kleinen Spule kleine Schrittmotoren eine gute Wahl - ggf. auch als Doppelte Spule, also so das eine Seite aufwickelt, und die andere Abwickelt. Da man vermutlich nur wenig Leistung benötigt würde auch eine eher einfache Ansteuerung ohne Stromregelung reichen.

Die Modellbauservos wäre fast ideal, bis auf den kleinen Fehler mit dem nötigen großen Rad, und entsprechend viel Platzbedarf (wohl knapp 30 cm Durchmesser), oder mit extra Getriebe.

Ein gehacktes Modellbauservo wäre eine gute Idee. Diese gibt es auch ganz klein und billig. Die Ansteuerung ist auch kein so großes Problem, rechts- und linkslauf ist möglich und Geschwindigkeitsreglung in einem weiten Bereich. Mit einer Antriebsscheibe von 1cm Durchmesser sollte eine max. Geschwindigkeit von 314cm pro Minute oder 5cm pro Sekunde zu erreichen sein.
Der Teufel steckt aber sicher im Detail, wie Endschalter und dergleichen.

Zitat:

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Zitat von Hubert.G

Ein gehacktes Modellbauservo wäre eine gute Idee. Diese gibt es auch ganz klein und billig. Die Ansteuerung ist auch kein so großes Problem, rechts- und linkslauf ist möglich und Geschwindigkeitsreglung in einem weiten Bereich. Mit einer Antriebsscheibe von 1cm Durchmesser sollte eine max. Geschwindigkeit von 314cm pro Minute oder 5cm pro Sekunde zu erreichen sein.
Der Teufel steckt aber sicher im Detail, wie Endschalter und dergleichen.

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Zum testen wäre doch Dein Vorschlag ideal. Nur was bedeutet "gehacktes Modelbauservo" und wer liefert dieses klein und billig und wie erfolgt hier die Ansteuerung??
Evtl. wäre solch ein Motor auch noch für den Antrieb und Steuerung des Vorhanges geeignet.

Vielen Dank für Deine Nachricht.

http://www.rn-wissen.de/index.php/Servos Hier siehst du wie ein Servo funktioniert.
Wenn man die mechanische Begrenzung entfernt und das Poti ausbaut oder stilllegt, dann kann man mit den Impulsen die Geschwindigkeit steuern.
Eine einfache Ansteuerung zum Testen gibt es hier: http://www.produktinfo.conrad.com/da...ervotester.pdf
Für den Vorhang lässt sich das sicher auch verwenden.
Billige Servos zum testen gibt es bei Conrad oder Pollin. Wenn du mehrere Stück brauchst dann mal in der Bucht suchen.

Bin jetzt am testen, habe mehrere Motore (Servos) und den dazugehörigen Kleinkram mit einer einfachen Ansteuerung bei Conrad bestellt. Sobald die Testreihe abgeschlossen ist, werde ich mich wieder melden.

In der Zwischenzeit möchten ich mich nochmals bei allen bedanken für die wertvollen Tips, die mir diese Testreihe ermöglichen.

Zitat:

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Zitat von foto

Habe ich mir fast gedacht, der Durchmesser ist einfach zu groß für dieses Vorhaben.

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Es gibt Seilwinden Servos die schaffen ~ 60 cm Seil http://www.hobbydirekt.de/SEGELWINDE...36::79495.html allerdings ist der Preis nicht ohne....Wenn man ein Endlos Seil nimmt und ein paar x auf die Trommel wickelt (gegen Durchrutschen), kann man die Figuren in beiden Richtungen Punktgenau bewegen. :-) Günstiger wird ein "gehacktes" Servo sein allerdings muss in diesem speziellen Fall das interne Poti zur genauen Stellwinkel Einstellung, nach Extern und als 10 Gang Ptoti "verbastelt" werden...

Gruß Richard

Zitat:

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Zitat von foto

Bin jetzt am testen, habe mehrere Motore (Servos) und den dazugehörigen Kleinkram mit einer einfachen Ansteuerung bei Conrad bestellt. Sobald die Testreihe abgeschlossen ist, werde ich mich wieder melden.

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Schneller als erwartet habe ich die Motore wie vorgeschlagen vor mir liegen und in der Zwischenzeit sogar den Bausatz "Servotester" von Conrad montiert. Funktionieren wird er schon, denn angeschlossen an 4x1,5 Volt Mignon Batterien =gemessenen 6,48 Volt und an den Servomotor gibt der Motor einmalig ca. 1/4 Umdrehung ab und erst bei Drehung des am Servotester befindlichen Poti dann nochmals 1/4 Umdrehung in die entgegengesetzte Richtung.

Dieses klappt bei den beiden vorliegenden Servos vom Type Top Line Mini Servo ES-05-JR und Standard Servo RS 2 JR. Allerdings muß ich wohl nichtswissender Weise etwas falsch machen, denn der Motor läuft nur mittels dieses Testers nicht mehr als eine viertel Umdrehung. Selbst von Hand läßt er sich nicht drehen.

Der Motor sollte jedoch mindestens so schnell drehen, dass er eine Gewindestange von 50 cm so schnell dreht, dass sich die darauf befindliche Mutter in ca. 3-10 Sekunden von der einen Seite auf die andere Seite bewegt und sich am Ende dann wieder automatisch umschaltet.

Kann mir nun einer sagen, was ich falsch mache dass sich der Motor nur eine 1/4 Umdrehung dreht und nicht mehr ?????

Vielen Dank im, voraus.

mfg
foto

Zitat:

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Zitat von foto

Der Motor sollte jedoch mindestens so schnell drehen, dass er eine Gewindestange von 50 cm so schnell dreht, dass sich die darauf befindliche Mutter in ca. 3-10 Sekunden von der einen Seite auf die andere Seite bewegt und sich am Ende dann wieder automatisch umschaltet.

Kann mir nun einer sagen, was ich falsch mache dass sich der Motor nur eine 1/4 Umdrehung dreht und nicht mehr ?????

Vielen Dank im, voraus.

mfg
foto

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Um eine Gewindestange von 5000 mm bei einer Steigung von 1,5 mm zu durchfahren muss das Servo 333.333 Umdrehungen machen und das in die von Dir geforderten 3 bis 5 Sekunden! 333/3 = 111 x 60 = 6660 1/Min. Das kann kein Servo. :-(. Servos sind allgemein nicht für Endlos Bewegung gedacht, 1/4 Umdrehung ist allerdings etwas mager, das liegt wahrscheinlich am Servotester der nicht die Richtige Impulslänge generiert.

Gruß Richard

Zitat:

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Zitat von Richard

Um eine Gewindestange von 5000 mm bei einer Steigung von 1,5 mm zu durchfahren muss das Servo 333.333 Umdrehungen machen und das in die von Dir geforderten 3 bis 5 Sekunden! 333/3 = 111 x 60 = 6660 1/Min. Das kann kein Servo. :-(. Servos sind allgemein nicht für Endlos Bewegung gedacht, 1/4 Umdrehung ist allerdings etwas mager, das liegt wahrscheinlich am Servotester der nicht die Richtige Impulslänge generiert.

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Vielen Dank für Deine Antwort,

allerdings ist Dir ein Irrtum unterlaufen. Die Gewindestange ist nicht 500 cm sondern 50 cm = 500 mm = 1/2 Meter lang. Der Servotester siehe Conrad http://www.conrad.de/ce/de/product/2...archDetail=005
hat eine Impulsbreite des Ausgangs: 0,75 - 2,2 ms.
Ich muss also irgendetwas falsch machen denn der Motor dreht nur 1/4 Umdrehung je Richtung und zwar bei beiden Motore die ich habe. Außerdem wüßte ich auch gar nicht wie ich die Impulsbreite verändern sollte.

Gruß
foto

Zitat:

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Zitat von foto

Vielen Dank für Deine Antwort,

allerdings ist Dir ein Irrtum unterlaufen. Die Gewindestange ist nicht 500 cm sondern 50 cm = 500 mm = 1/2 Meter lang.

Zitat:

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Damm lese doch einfach was ich geschrieben habe, Du postest es ja auch noch selber... 500 mm sind und bleiben 50 cm

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Der Servotester siehe Conrad http://www.conrad.de/ce/de/product/2...archDetail=005
hat eine Impulsbreite des Ausgangs: 0,75 - 2,2 ms.

Zitat:

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Das ist halt "relativ" zu bewerten, Ein Handelsübliches Servo arbeitet in einem Bereich von "etwa" 1 bis 2,5 ms das ist aber nicht immer der Fall
genauso ist es nicht garantiert was C seinen Kunden "verspricht", C ist klar Teuer kann aber auch gelegentlich Sch*** verkaufen

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Ich muss also irgendetwas falsch machen denn der Motor dreht nur 1/4 Umdrehung je Richtung und zwar bei beiden Motore die ich habe. Außerdem wüßte ich auch gar nicht wie ich die Impulsbreite verändern sollte.

Zitat:

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das ist natürlich für einen (Leien) beinahe unmöglich

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Gruß
foto

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Aber in einen anderen Tread (Microkopter) war gerade von einer ca. 20 € billigen Fernsteuerung die Rede... ein wirklich nur wenige Zeilen kleines Beispiel Programm in von Bascom zeigt wie Sevos funktionieren und mit etwas Hirnschmalz kann man auch ein Servo bis an den (mechanischen) Anschlg fahren lassen. Ich bin aber nach wie vor der Meinung das Zpilzeug Servos nicht wirklich geeignet sind. http://de.nanotec.com/linearaktuatoren.html sehe Dich einmal dort um, nur um zu sehen was geht.

Gruß Richard

Du machst nichts falsch mit den Servos. Um sie drehe zu lassen wie du sie brauchst, müssen sie etwas modifiziert werden.
Vorsichtig öffnen, anstelle des Poti zwei gleich große Widerstände einbauen. Das Poti hat meist etwa 25k, also zwei 12k Widerstände verwenden.
Dann noch den mechanischen Anschlag entfernen der sich auf der Welle die nach außen geht befindet.