Hilfe für ein Uni projekt

sehr geehrte Mitglieder,

zu erst einmal wünsche ich ein Frohes Fest und einen guten Rutsch. Nun zu mein eigentlichen Anliegen:

Ich studiere an der TU Ilmenau Mechatronik und hab im Rahmen eines Uniprojektes die Aufgabe die Elektronik zu elektrische Antrieben zu konstruieren. Nun da ich im Bezug auf Elektronik noch ein ziemliches Greenhorn bin wende ich mich mit der Bitte an euch mir bei der Bewältigung der Aufgabe zu helfen. Ich würde gerne Wissen auf welche Eckdaten ich beim Auswählen der einzelnen Komponenten achten muss. So viele Informationen vorweg: Der Microcontroller muss Eingänge für 4 Sensoren, 4 Ausgänge für die Endstufe (Unter der ich mir bis dato nicht vorstellen kann) und Ein Eingang für den A/D Wandler.
Vielen Dank für euer Bemühen

Zitat:

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Der Microcontroller muss Eingänge für 4 Sensoren

(Unter der ich mir bis dato nicht vorstellen kann)

Vielen Dank für euer Bemühen

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Das ist wohl eine etwas knappe Aufgabenbeschreibung.
Was für Bemühungen könnten denn helfen?

naja ich würde halt generell erstmal wissen auf welchen angaben ich beim Einsatz von microchips, A/D Wandler und Verstärker achten muss.

Nun gut,

du solltest wissen, dass du auf alles achten musst - nein im Ernst:

Fang mit der Zielbeschreibung an. Definiere, was das Produkt, das im Rahmen dieses Projekts entstehen wird, tun und können soll. Zu Beginn kann man da ruhig sehr allgemein und umgangssprachlich formulieren, und dann später weiter gehend detaillierter beschreiben und quantifizieren, aber auch die Rahmenbedingungen in der Beschreibung berücksichtigen.

Also: was soll das Ding denn tun?

ok. Wir haben das Projekt für ein Film objektiv, wie es bei der Filmproduktion verwendet wird, Stellmotoren zu integrieren. Die Motoren bewegen die Fokus und Zoom linsen translatorisch und die Blende wird rotatorisch verstellt. Da wir eine bestimmte Genauigkeit der Linsenverstellung haben, brauchen wir Sensoren die uns den standort übermitteln können, so dass wir wenn nötig mit unseren Regler möglich Fehler austarieren können. Die Elektronik muss nun für diese 4 Sensoren und den Regelkreis ausgelegt werden. So dass sie die Daten der Sensoren mit unseren Regelkreis bearbeiten und an die Stellmotoren als Steuerstrom weitergeben kann. Und da ich keine Ahnung von so was habe und nur aufgeschnappt habe, dass man einen A/d-Wandler, eine Endstufe und einen Microchip brauch, wende ich mich an euch mit der Bitte mir diese Begriff näher zu erläutern und gegebenfalls spezielle Bauteile vorzuschlagen.
Vielen Dank Gunner

Hallo,
die AD-Wandler sind heute meist bereits in den Mikrocontrollern enthalten, üblich sind ca. 8 Eingänge mit einer Auflösung von 8...10 Bit. Wenn die Auflösung reicht, bietet es sich an, eben einen Mikrocontroller mit integriertem Wandler zu verwenden.
Habt ihr schon Erfahrung mit Mikrocontrollern und deren Programmierung? Häufig verwendet werden z.B. welche aus der ATmega-Serie von Atmel.
Als "Endstufe" wirst du wohl eine sog. H-Brücke (=Vierquadrantensteller) verwenden, da du ja die Motoren vorwärts und rückwärts steuern musst (& ausschalten). http://rn-wissen.de/index.php/Getrie...en_Ansteuerung . Integrierte Lösung bietet sich an, da du mehrere Motoren steuern musst.
Die Geschwindigkeitsregelung wird üblicherweise mit Pulsweitenmodulation (PWM) gemacht; Mikrocontroller haben meistens mehrere PWM-Ausgänge zur Verfügung.
Grüße, Bernhard

wow Danke für die Antwort ich brauch jetzt erstmal nen bissl zeit um da durchzusteigen ;)

Für einen Einstieg schau Dir mal einen Arduino an. Damit kommst Du für den Anfang um die Bitschieberei beim Programmieren herum. Zu Prototyping ist das auf alle Fälle empfehlenswert, und die Dinger sind nicht sooo teuer, so dass sie auch im fertigen Projekt eingesetzt werden können.

viele Grüße
Andreas

Hey

Hilfreich um in c durchs zusteigen fand ich das AVR-Gcc

gruß Porter

Jo Danke aber ich hab jetzt erfahren das wir nur die Hardware stellen müssen, ich muss also nicht die chips programmieren. Also so wie ich das sehe brauch ich 2 Treiber IC L293 D, da ich ja 4 Motoren habe. Da steht das ich die bis zu 600 mA fahren darf, ist das sehr ernst zu nehmen, also wenn ich jetzt die Vorgabe habe, maximal 670 mA durchzujagen liegt dass noch in der Norm oder müsste ich da den größeren Chip nehmen? dann ist noch die Frage also ich weiß jetzt wie man die Motoren mit de Chips steuert aber brauch ich nicht noch ein extra Chip der meine Sensoren auswertet um dann die Motorenchips anzusteuern?
Herzliche Neujahres Grüße Fred

Zitat:

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Zitat von Gunner

Jo Danke aber ich hab jetzt erfahren das wir nur die Hardware stellen müssen, ich muss also nicht die chips programmieren.

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Erscheint mir jetzt nicht der sinn, egal muss es ja auch nicht verstehen

Zitat:

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Zitat von Gunner

Also so wie ich das sehe brauch ich 2 Treiber IC L293 D, da ich ja 4 Motoren habe.

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Richtig

Zitat:

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Zitat von Gunner

Da steht das ich die bis zu 600 mA fahren darf, ist das sehr ernst zu nehmen, also wenn ich jetzt die Vorgabe habe, maximal 670 mA durchzujagen liegt dass noch in der Norm oder müsste ich da den größeren Chip nehmen?

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Das heißt es... man sollte normal nicht mal an die 600mA ran gehen --> immer etwas Luft nach oben lassen.

Zitat:

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Zitat von Gunner

dann ist noch die Frage also ich weiß jetzt wie man die Motoren mit de Chips steuert aber brauch ich nicht noch ein extra Chip der meine Sensoren auswertet um dann die Motorenchips anzusteuern?

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Den brauchst du such die einen Atmega aus... z.B. Atmega328
Vergiss die Standartbeschaltung der ICs nicht

Zitat:

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Zitat von Gunner

Herzliche Neujahres Grüße Fred

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auch grüße
deko

Zitat:

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Da steht das ich die bis zu 600 mA fahren darf, ist das sehr ernst zu nehmen, also wenn ich jetzt die Vorgabe habe, maximal 670 mA durchzujagen liegt dass noch in der Norm oder müsste ich da den größeren Chip nehmen?

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Nimm einen Kühlkörper, dann geht das sicher.

Zitat:

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dann ist noch die Frage also ich weiß jetzt wie man die Motoren mit de Chips steuert aber brauch ich nicht noch ein extra Chip der meine Sensoren auswertet um dann die Motorenchips anzusteuern?

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Du brauchst ganz grob geschätzt: 1 µC (z.b. Atmega32/Atmega8), 2 x L293D, paar Kondensatoren, Stecker und Widerstände, vermutlich einen Spannungsregler damit der µC seine 3,3V/5V bekommt und evtl. die 4 Sensoren falls du sie auch kaufen musst.
Damit kannst dann deine Schaltung selbst zusammenbauen. Falls du ein fertiges EvalBoard kaufst, brauchst du nur noch die L293 bzw eine auch bereits fertige Motoransteurerung, da diese auf solchen Boards normal nicht drauf ist.

mfg

Ah danke Deko. Meinst du bei der Standartschaltung jetzt, dass ich dazu noch Dioden schalten muss so wie hier http://rn-wissen.de/images/1/1d/L293B_Schaltplan.png
oder muss ich noch mehr beachten? Dann zu den Atmega48 könntest du mir die Anschlüsse erklären, weil da seh ich noch nicht durch und konnte bisher auch nichts hilfreiches dazu finden. Vielen Dank Fred

nimm den L293D der hat schon Freilaufdioden.
ich meinte die Grundbeschaltung von den Atmega

Lies dir das mal druch wenn dann noch fragen sind stell sie :P
http://www.rn-wissen.de/index.php/AV...leicht_gemacht

Hast du dir schon sensoren ausgesucht? was sollen da für motoren dran? nenndaten?

Alles klar also das erklärt einiges jedoch sind weitere Fragen aufgetaucht und zwar hinter den Ports sind immer noch in den Klammern weitere Bezeichnungen, was bedeuten die oder was muss ich beachten wenn ich an die Ports Sensoren oder Motoren anschließe. Ist es wichtig welchen Port ich nehmen oder hab ich da die freie Wahl. Dann wollte ich fragen wofür die Taktfrequenz wichtig ist, ist die nur für die Schnelligkeit wie der Regler eingreifen kann wichtig oder hat die noch ne andere Funktion? Grüße Fred

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Achja und wegen den Sensoren und den Motoren darum kümmern sich meine Teamkollegen, die müsste ich vorher nochmal fragen.

Nein, ist nicht egal. An "ADCx" kommen die Sensoren. An "OC1" (PWM) kommen die L293. Alles was nur 1 oder 0 braucht, kann beliebig angeschlossen werden.
Taktfrequenz?? Wenn du dir ne CPU kaufst, ist es dir dann auch egal ob sie 500MHz oder 5GHz hat?? (Wobei es bei dieser Anwendung wirklich egal ist...)

mfg

Von den von mir genannten µC Atmega328 gibt es auch ein Datenblatt:
http://www.atmel.com/Images/doc8271.pdf
dort wird auf Englisch in 555 Seiten alles ausführlich erklärt

um dir noch mehr Hilfestellung geben zu können brauchen wir halt noch einige Informationen

wenn ihr noch eine serielle Schnittstelle zum Debuggen braucht das werdet ihr noch einen MAX232 benötigen...

wie soll das ganze dann bedient werden?

fragen über fragen ^^

versuch mal so viel wie möglich an technischen Details in einen Text hier zusammen zu fassen.
Bsp.
dein L293D ist ein Motortreiber (2 H-Brücken) bei 600mA
Das ist auch eine:
http://www.robotpower.com/products/osmc_info.html die macht aber 160A und ist aktiv gekühlt...
Woher sollen wir wissen was du für einen Motor dran hängen willst?

lg

danke

HEy

Mal eine genrelle Frage hab ihr die Sensoren schon hab. Weil wenn nicht die mal die Frage müsst ihr den umbedingt über die ADC gehen oder könntet ihr nicht auch die Sensoren über einen Bus ansteuern

Gruß

So ich hatte heute ein Treffen mit meinen Studienkollegen und zwar haben wir ein Sensorsystem von LMKA 110 http://pdf.directindustry.de/pdf/amo...64561-_23.html Anhang 24242. Bei dem Motoren haben wir nen wenig Probleme weil die einen hohen Anlaufstrom haben von bis zu 5A. Diese benötigen wir aber auf Grund unser zu erzielenden hohen Beschleunigung. Zusätzlich müssten die noch gebremst sein damit die im stromlosen Zustand sich nicht bewegen. Hinzukommt das der Chip mit 36 Volt fahren muss und es soll möglichst klein sein. So ich hoffe die Infos reichen aus und ihr könnt mir helfen ;) Danke
Viel Spass bei knobeln Grüße Fred

Hallo,
also bei 5A wird die Auswahl an integrierten Motortreibern schon deutlich kleiner ( Vergleichstabelle http://www.rn-wissen.de/index.php/Ge...8-bausteine.29 ).
Mit welchem Dauerstrom ist denn zu rechnen? Ein 2,8A-Motortreiber müsste die 5A kurzzeitig liefern können - vernünftige Kühlung vorrausgesetzt. Man kann auch ein Parallelschalten von mehreren Brücken in Betracht ziehen. Z.B. könnte man den L6205 kaufen, der hat 2 Brücken drin, die je max. 2,8A können. Parallelgeschaltet wären das schon 5,4A.
Grüße, Bernhard

uuuh ... Parallelschalten von Brücken ... besser gleich die passenden nehmen.

Zitat:

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uuuh ... Parallelschalten von Brücken ... besser gleich die passenden nehmen.

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Ja, ist sicherlich nicht die beste Lösung, aber die Auswahl an integrierten Brücken in der Leistungsklasse (5A) ist schon relativ klein:
- TLE5205, 5A, TO220 - fast nicht mehr erhältlich, gab es früher mal beim blauen C
- BTS7741G, 7A, PDSO, wäre möglich
- VNH2SP30: zu geringe Spannungsfestigkeit
- VNH3SP30: 30A, PowerSO, wäre möglich
Das sind also noch 2 ICs, die in Frage kämen. Und die sind beide in SMD, wobei sich der letzte von Hand praktisch nicht mehr löten lässt (nur mit Tricks).
Viel interessanter wäre der Dauerstrom der Motoren, wahrscheinlich kann man doch mit kleineren Brücken auskommen, z.B. L6203 für max. 4A.

Zitat:

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...Anlaufstrom haben von bis zu 5A. Diese benötigen wir aber auf Grund unser zu erzielenden hohen Beschleunigung. Zusätzlich müssten die noch gebremst sein damit die im stromlosen Zustand sich nicht bewegen. Hinzukommt das der Chip mit 36 Volt fahren muss und es soll möglichst klein sein.

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Wenn er "möglichst klein" haben möchte, würde ich einen Eigenbau von Brücken ausschließen.
Oder wie klein ist "möglichst klein" ?
Grüße, Bernhard

Hey
Noch mal ne Frage, was liefert euer sensor für ein Ausgangssignal ??
Weil wenn ich dasd Datenblatt richtig verstehe hat das Bauteil eine SSI Schnittstelle und keinen Analogausgang, oder habt ihr das mit analog ausgang angefragt??
Den laut wiki-pedia ist das eine Rs_422/485 Schnittstelle und von der weiß ich nicht ob man sie an einen Atmega anschließen kann und wenn ihr dann noch vier von den dingern habt bräuchten ja alle ihrene eigenen Anschluss, wie bei Uart wenn ich mich da nicht täusche.

Gruß

Also wir haben jetzt endgültig festgelegt was wir für Motoren nehmen: 3 faulhaber motoren der Serie 2657048CXR http://www.faulhaber.com/Catalogue/DE/page57.html (rechte Seite letzte Spalte) diese benötigen wir für die translatorische Verstellung der Linse und dann brauchen wir um die Blende rotatorisch zu verstellen M-660 Piezomotor von PI http://www.physikinstrumente.com/en/..._Datasheet.pdf. Und an den Sensorsystem hat sich nichts geändert. Vielen Dank und Gruß Fred

Na also, das ist doch schonmal was konkretes ;)
Wir reden also von max. 45W Motorleistung - bei 36V also ca 1,25A.
Ein Motortreiber für 2A sollte mMn völlig ausreichen. Einen passenden kannst du dir aus der rn-wissen-Tabelle aussuchen.
Die Piezomotoren brauchen vmtl. eine völlig andere Ansteuerung.
Grüße, Bernhard

bei uns ist ein Problem aufgetreten, unsere Motoren bringen jetzt doch nicht das gewünschte drehmoment, daher waren wir gezwungen die Spannung auf 48 hochzuregeln. Das heißt meine Elektronik brauch auch noch einen Spannungsverstärker der die Spannung von 36 auf 48 transformiert. Könntet ihr mir da noch vorschläge machen wäre riesig danke ;)

Hallo, wenn die Motortreiber das mitmachen solltest Du Dir eine höhere Eingangsspannung genehmigen.
Andernfalls wäre mein Vorschlag ein DC/DC-Wandler (falls Du einen findest, der 48V bei ~1,5A liefert).
Ob der DC/DC-Wandler auch den nötigen Strom für das Analufmoment der Motoren liefert ist dann die nächste Frage...

Wenn ich das beim drüberlesen richtig verstanden habe, stellen die Motoren Objektive für eine Kamera. Wenn man da mit DC/DC-Wandlern arbeitet sollte man sich evtl. Gedanken über EMV machen...

Du brauchst ein relai

Hey meine lieben Technikfreunde,
ich hab nochmal recherchiert und würde jetzt folgende Elektronik verwenden. Und würde gerne nochmal das von euch absegnen lassen. Und zwar brauche ich für das Messsystem ein VGA Anschluss daher würde ich den MicroVGA Arduino http://www.tinyvga.com/arduino verwenden, leider weiß ich nicht ob ich ihn zum Ansteuern der Motortreiber verwenden kann. Diesen bräuchte ich 2mal da ich 2 Messsysteme mit VGA anschluss habe. Als Motortreiber würde ich 2 mal Sabertooth 2x50 User’s Guide http://www.dimensionengineering.com/...ooth2x50HV.pdf. Also Betriebsspannung wurden uns 48 V zugesagt. Der Sabertooth hat noch 2 Ausgänge mit 5V Ausgangspannung für so etwas wie eine radio empfänger anschließen kann. Dann Denk ich das ich noch nen DC/DC-Wandler für die Messköpf der Messsysteme brauch da bin ich noch auf der Suche aber ich wollte erstmal fragen ob das so wie das jetzt zusammenbauen will funktionieren könnte. Vielen Dank Fred

Du brauchst ein relai das die Leistungen vervielfältigen kann

ein Relais fungiert doch nur als schalter, dass heißt wenn ich den einen Motor ansteuer muss ich die andern vom strom abkoppeln. es sollen aber alle zeitlgleich laufen können.

Bist du dir sicher, dass ihr pro Motortreiber 250$ ausgeben wollt/könnt? http://www.dimensionengineering.com/...bertooth2x50hv
Dein genanntes Motortreibermodul ist für bis zu 50A Dauerstrom ausgelegt, dein Motor (45W) braucht nur 1-2 A Dauerstrom :-k Ist das wirklich nötig?

Zum VGA-Modul:

Zitat:

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The MicroVGA communicates with the Arduino

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Das Modul ist scheinbar nur eine Erweiterung, d.h. du brauchst erst einmal ein Arduino-Mikrocontrollerboard, um das VGA-Modul daran anschließen zu können.

Hallo,
Du hast recht mit dem relai, aber wenn du eine andere Stromquelle auch an das relai anschließt geht das und der Motor erzielt die gewünschte Leistung. Ich habe das gleiche Problem genau so gelöst

jo @ BMS : das ding ist das was wir bauen ist rein theoretisch , d.h der Preis spielt keine Rolle und ich hab nicht anderes gefunden was bis zu 4A zwecks Anlaufstrom und dauerhaft 48 V bringt, für ne bessere Lösung bin ich gerne bereit anzunehmen. und Danke das du mir das mit dem Board sagst hab ich nicht gesehen und werden dann 2 davon verwenden

und @Luigi : ich versteh noch nicht so recht wie man das verschalten soll, bzw warum das dann bessere ist ;) Danke für die Aufklärung

Wie wärs mit dem L6203? 48V/5A
https://docs.google.com/viewer?a=v&q...i_cBrbeFcrjIww

Und mit der Einstellung "Sche*ß egal was das kostet, ist ja eh bloß aufm Papier und so" wirst du nicht weit kommen. Wenn etwas in großer Stückzahl produziert wird, ist oft schon ein Kondensator oder eine Induktivität für 5cent zu teuer.

mfg

jo den hab ich auch gefunden Wsk8 jedoch wusste ich erstens nicht wie man den anschließt und 2. hab ich gedacht, dass wenn jetzt 2 Motoren parallel anlaufen der 5A anlaufstrom ja überschritten wird aber danke für deinen einwand.

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Außerdem weiß ich nicht ob der für Gleichstrommotoren funktioniert weil in der Tabelle ja steht DC Output Current 1 A für den L6201