Steuerung eines Kolbentank

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.

was hast du für einen drucksensor? wasfür ein ausgangssignal liefert er? analog? digital?
wie wird der kolbentank angetrieben? servo?

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

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?

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

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

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...

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

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?

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

Hai Klaus,

die Idee mit der Servoelektronik ist sicherlich wesentlich einfacher, zumal ich keine Kenntnisse in Programmiersprachen habe.

Damit Ihr Euch eine Bild von meiner Kolbenpumpe machen könnt habe ich ein Bild mit technischen Daten zur Verfügung gestellt.

Zuerst sollte ich mich einloggen und dann sollte ich auch noch den Link angeben

http://roescheisen.privat.t-online.de/info

@turtle: der link geht nicht... und auf deiner hp find ich nichts zu dem teil...

http://roescheisen.privat.t-online.de/info.htm

ok 12V motorspannung ist schon mal ne wichtige info, aber was ist mit der maximalen stromaufnahme?

uwegw

habe den motor mal stark gebremst und einen stom von 2,7 A gemessen. in den nächsten tagen ist der antrieb fertig und ich kann genaue leistungsdaten mitteilen.

2,7A... dann dürfte wahrscheinlich ein L298 noch ausreichen wenn man beide ausgänge parallelschaltet... die motoransteuerung wäre damit dann schonmal gelöst...

Hi Turtle,

hab mir mal das Bild vom Kolbentank angesehen. Das Getriebe ist zugängig und damit die Change gegeben ein Mehrgangpotentiometer über eine weitere Untersetzung anzusteuern.
Die Servoelektronik lässt sich z.B beim großen C (Conrad) besorgen, ein L298 klingt gut, fehlen nur noch ein paar Zahnräder, Wellen und ein paar Kleinteile.

Gruß Klaus

Der Kolbentank ist fertiggestellt. Habe mal ein bißchen Wasser hin und her gepumpt und dabei den Strom gemessen. Beim Anlaufen steigt der Strom auf 2A und im Betrieb habe ich konstant 800mA gemessen.

http://roescheisen.privat.t-online.de/info.htm

Hi Turtle,

wie hast Du Dich jetzt mit der Elektronik entschieden ??

Klaus

werde wohl eine steuerung mit microcontroller zu bauen. den schon erwähnten drucksensor möchte ich dafür verwenden. den wasserdruck messe ich mit einer nach unten geöffneten leitung, so gelangt kein wasser an den sensor.
für die motorsteuerung ( https://www.roboternetz.de/motoren.html ) versuche ich gerade eine platine in eagle zu entwerfen. kann ich die schaltung so übernehmen oder muß ich die beiden ports zusammenlegen (und wenn wie)? für die 5V betriebsspannung muß, wenn ich das richtig sehe, auch noch ein spannungsregler (7805) eingefügt werden.
kann mir jemand einen microcontroller empfehlen der auch einen akzeptablen preis hat?

sven

nen spannungsregler brauchst du sowieso, denn auch sensor und controller brauchen 5V.

ich würde nen atmel mega8 nehmen, denn der hat nen analog-digital-wandelr den du benötigst um den senosr auszulesen....

bei den 2,7A motorstrom und nur einem motor solltest du die beiden kanäle vom L298 parallel schalten. aus dem datenblatt ergibt sich dass fplgende pins verbunden werden müssen:

ansteuerung:
6 + 11
5 + 12
7 + 10

ausgänge:
2 + 14
3 + 13

freilaufdioden brauchst du dann natürlich nur noch einmal...

Habe die Schaltung für den Motortreiber mal so geändert wie Du vorgeschlagen hast. Ich hoffe das es so richtig ist.
Den Mega8 werde ich mir die Tage bestellen und bis dahin habe ich sicher auch eine Platine für den Motortreiber fertiggeätzt.

genauso habe ich auch das datenblatt interpretiert... sollte passen...
beim layouten die 100nF kondensatoren so nah wie möglich an den L298 packen...

Wollte gerade den Atmel Mega8 bestellen und sehe das ich noch einen Programmer brauche. Reicht zur programmierung ein AVR ISP enhanced oder muß ich den Atmel AVR ISP In System Programmer haben? Wenn ich das richtig verstanden habe dürfte der AVR ISP reichen.
Gibts ne Ecke wo ich mich über die Handhabung und programmierung von dem Teil schlau machen kann? Ich muß mich leider von ganz am Anfang in die Materie einarbeiten. Mechanik ist absolut kein Problem aber mit der Elektronik haperts noch.

He leute...

Die Idee mit eurem Poti find ich nicht gerade hervorragend...
So ein Poti is ne mechanische Angelegenheit und hat folgedessen auch verschleißerscheinungen!!!

meine Vorschläge:
1.) impulsgeber auf eines der Zahnräder zu montieren (z.b 1- umdrehung gibt 10 impulse) die kannst du super über einen µc digital auswerten
2.) schon mal was von hall gehört?? an deiner Gewindestange (ganz oben) befestigst du einen Dauermagneten und befestigst am hinteren endausschlag einen Hallsensor...

und um die analogen eingänge am uC würd ich mir nicht besonders viel gedanken machen, da ja sowieso schon fast jeder ein paar multigeplexte a-in besitzt. (z.B PIC 16f876 hat glaub ich 4 oder 6) und ein pic is dich fast noch leichet zu programmieren als ein atmel... außerdem günstiger auch noch...

Ich hatte mal in der HTL eine ähnliche Projektaufgabe (Tarrierautomatik für den Tauchsport [is zum ausregeln nöch etwas komplizierter{um nicht zu sagen pervers}, da es sich dann hirbei um einen Regelkreis uhne ausgleich handelt]- mit fuzzy gelöst

Aja und wenn dir das mit dem programmieren nicht antun willst gibts dann auch noch die möglichkeid deinen ganzen REGELKREIS (das hat hier nich nimand erwähnt) analog über ein paar OPV schaltungen aufzubauen... unterlagen dazu findest du genügend im netz... vermute mal so ein PD-Reglertyp dürfte da das richtige für dich sein

aja falls ich dir helfen kann schreib mir mal auf pletzer6x@gmx.at als gegenleistung erwarte ich mir von dir, dass du mir vielleicht ein paar infos über den Uboot bau gibst (da bin ich nämlich etwas blank auf der Brust)
und ich möchte mir aber so was ähniches wie eine Drohne (nur halt unter wasser bauen)

Vielen Dank für Deine Antwort. Da ich von Robotik keine Ahnung habe, habe ich die Steuerung mit dem Minifahrtregler von Conrad realisiert. Der ist nichts anderes als eine Servoelektronik mit Leistungsstufe. Nullstellpoti ins Getriebe eingebaut und jetzt kann ich den Tank propotional steuern. Ist nicht das was ich ursprünglich vor hatte, aber für mich der leichteste Weg.

Sven