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Thema: Und schon wieder ein Servotester, aber ein erweiterter

Hybrid-Darstellung

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  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Searcher
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    Und schon wieder ein Servotester, aber ein erweiterter

    Ich möchte einen Servotester bauen, der die Stellgeschwindigkeit eines Servos messen kann. Denkbar sind Erweiterungen wie Strommessungen und Ansprechgeschwindigkeit; veränderbare Versorgungsspannung für Servo. Brauch ich jedoch (noch) nicht und es soll bei der Stellgeschwindigkeit bleiben.

    Auf die Idee kam ich schon vor längerer Zeit, als ich an einem Modelcraft Top Line Mini Servo ES-05 festzustellen glaubte, daß die Auslenkung von der Mittenstellung nach links länger dauerte als von der Mitte nach rechts (kann auch umgekehrt gewesen sein).

    Vermutlich wird es, wie meistens bei mir, bei einem Prototypen bleiben, der mir jedoch Klarheit verschaffen soll. Außer der Stellgeschwindigkeitsmessung sollen noch die maximalen Auslenkungen festgestellt werden können und die Totzeit abgeschätzt werden können.

    Weil ich auch noch gesehen hatte, daß das 50Hz Servosteuersignal in eine PWM mit gleicher Frequenz umgesetzt wird und dann zu Ansteuerung des Motors genutzt wird, soll auch das 50Hz Steuersignal in der Frequenz veränderbar sein. Da gibt es auch Auswirkungen auf die Stellgeschwindigkeit und Stellbereich, zumindest bei dem ES-05.

    Realisierung: Das Servo wird auf eine Platte mit Winkelskala geschraubt. Ein paar Zentimeter gegenüber des Servos wird in der Skala von unten eine CNY-70 Reflexlichtschranke angebracht. Aus Pappe wird ein 60° Winkel ausgeschnitten und auf dem Servohorn angebracht. 60° weil die Herstellerangaben der Stellgeschwindigkeiten sich meist auf 60° beziehen. Jeder andere Winkel ist schnell hergestellt. Zur Stellgeschwindigkeitsmessung wird das Servo in Mittelstellung gebracht (1,5ms Pulse) und der Pappwinkel auf dem Servohorn per Hand so verdreht, daß er mit einem Schenkel gerade über dem CNY-70 steht. Eine Kontroll LED zeigt den Schaltzustand des CNY an. Nun kann die Messung per Knopfdruck gestartet werden. Servo dreht und die Zeit, bis der andere Schenkel des Winkels den CNY erreicht, genommen. Ausgabe der Meß/Einstellwerte auf LCD oder über UART zum PC.

    Maximale Auslenkungen werden einfach auf der Skala abgelesen. Zur Totzeitabschätzung soll es einen Feineinstellungsregler geben, der die Servopulse in 1µs Schritten ändern kann und man horchen muß, ob sich schon was rührt.

    µC: ATtiny44A mit Bascom programmiert

    Hauptbedienelemente:
    Ein Poti zu Änderung der Servosignalpulsfolge von 5ms bis 50ms (Standard sind 20ms)
    Ein Poti zum Grobeinstellen der Pulsweite von 500µs bis 2500µs in 10µs Schritten.
    Ein Feineinstellungsregler zum Ändern der Pulsweite in 1µs Schritten.
    Mindestens zwei Tasten für Messung nach links und Messung nach rechts.

    Mehr wird sich wahrscheinlich bei der Programmierung ergeben.

    Hier ein Photo der Platte noch ohne Skala aber mit eingebautem CNY-70, Servo und Papp/Papierwinkel.
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	Servotesterplatte.jpg
Hits:	52
Größe:	75,0 KB
ID:	25992

    Gruß
    Searcher
    Geändert von Searcher (12.07.2013 um 06:34 Uhr) Grund: Einheitenberichtigung
    Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
    ..................................................................Der Weg zu einigen meiner Konstruktionen

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Ich würde da eventuell noch etwas bezüglich der (Rück-)stellgenauigkeit einbauen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Searcher
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    Ah, gute Idee Zameer! Danke. Dabei fällt mir auch noch ein, daß bei Erwärmung durch Dauerbetrieb sich auch noch Eigenschaften ändern könnten.
    Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
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  4. #4
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Für eine Drehung von 180° hat man wohl allgemein eine Änderung der Impulsdauer von 1000µs.
    Bei 1µs hat man so eine Winkeländerung von 0,18°.

    180° sind "Pi" x Radíus, also etwa 3,14 x 100mm. Ein Tausendstel davon entsprechen dann 0,314mm, mal sehen was bei der Messung herauskommt.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Gibt bei den Servos nämlich auch bei den Markenherstellern einige Krücken bezüglich der Rückstellgenauigkeit.
    Interessant wäre auch vor allem die Stellgeschwindigkeit unter Last.
    Meist sind die Angaben der Stellgeschwindigkeit ohne Last - mit kann das gerne mal deutlich weniger sein und ein Servo was kräftiger ist aber auf dem Papier langsamer ist unter Last trotzdem schneller.
    Je, nachdem was für einen Aufwand du machen möchtest könnte man noch die Stromaufnahme bei z.B. 6V und 0-50-100% Last hernehmen.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Gibt bei den Servos nämlich auch bei den Markenherstellern einige Krücken ...
    Krücken? Lücken - vermute ich, das sieht man ja schon an den Datenblättern. Und dann muss man selbst Zeit opfern. Aber mit etwas Aufwand sind die Ergebnisse dann doch recht interessant - aber teilweise auch furchterregend (klick mal).

    Leider habe ich bisher noch nie in Markenservos investiert. Vielleicht sind die besser ? ? ?
    Ciao sagt der JoeamBerg

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