Pan Tilt Head

[ranke]

Ich habe halt gelesen es wäre exakter mit Schrittmotoren zu arbeiten als mit DC Motoren und Getriebe

Das schöne an Schrittmotoren ist, dass man die Drehwinkel an der Motorwelle über die Steuerung genau vorgeben kann. Das blöde an Schrittmotoren: Sie tun nicht immer das, was man ihnen elektrisch vorgibt, zumindest wenn man nicht sehr genau weiss, wie man den Antrieb richtig auslegt. Außerdem blöde: ziemlich groß und schwer, braucht auch im Stillstand bestromen, sonst fällt er wenigstens in die nächste Raste des Läufers zurück und die Genauigkeit relativiert sich schon wieder. Beim DC Getriebemotor kann man einen Sensor anbauen (z.B. Potentiometer) und das ganze als Servomotor betreiben, damit kommt man auch auf gute Genauigkeit. Wie sind deine Anforderungen?

Ich wusste noch nicht, dass es Schrittmotoren mit Getriebe gibt. Kann man sowas einzeln kaufen und zusammen bauen oder sind das Fertigbauten?

Wenn man genug Geld zum ausgeben hat, kann man bekommen was man will. Hier hilft Dir eine Suchmaschine weiter.

Ich habe gelesen es wäre besser einen ca 5-9 V Motor an eine 12V Quelle zu hängen und diese zu begrenzen, um immer eine gesicherte gleiche Stromversorgung zu haben. Ist das so richtig?

Die Drehzahl eines gering belasteten DC Getriebemotors ist näherungsweise zur angelegten Spannung proportional. Damit kann man bei konstanter Spannung mit einer einfachen Zeitsteuerung schon einen recht vorhersagbaren Drehwinkel verfahren. Das wäre sozusagen eine sehr einfache Steuerung bei der man auf einen Winkelsensor verzichten kann. Wenn man mit einem Modellbauservo arbeitet muß man immer begrenzen, im allgemeinen mögen die nicht mehr als 6V. Ansonsten sehe ich keinen großen Vorteil in einer konstanten Spannung für die Motoren.

[SmokeT]

moin, wenns nen bischen dauert bis ich antworte bitte nicht wundern. ich lese meisten eure Antworten direkt und mache mir dann erstmal Gedanken bevor ich wieder schreibe

zu den Anforderungen: die Genauigkeit sollte sehr hoch sein, also eine sehr exakte Ansteuerung, da ich vorhabe feste Werte anzufahren.

Was meinst du mit "sie tun nicht immer das was man ihnen vorgibt". Heißt das sie vergessen Schritte auf Grund von z.B. zu hoher Belastung?

Die anderen Argumente mit Gewicht und Stromversorgnung leuchten mir ein.
Ich hatte vor ein Schneckengewinde zu Verbauen um den Pan Tilt Head im Stillstand/ ohne Strom zu arretieren. Beim zurücksetzen während eines Stromausfalls meinst du aber das der Motor in die letzte Raste zurückrutscht wenn er unter Strom zwischen zwei Rasten hängen würde?

Genug Geld habe ich leider nicht, muss günstig bleiben. Aber wenn etwas nicht anders geht muss man schauen ob es nicht doch gekauft werden muss.

Ich schreibe hier so, was mir Planungstechnisch einfällt. Falls etwas Falsch sein sollte bitte einfach sagen. Habe noch keinen Roboter gebaut und will in der Planung möglichst viele Fehler ausschließen. Bin dankbar für jede Antwort!

[ranke]

Was meinst du mit "sie tun nicht immer das was man ihnen vorgibt"

Schrittverluste entstehen bei zu hoher Belastung zwangsläufig. Das kann man recht gut durch eine angemessene Dimensionierung berücksichtigen. Leider entstehen Schrittverluste auch häufig durch Resonanzen. Wenn die Bestromung einen Schritt weiterspringt folgt der Läufer durch die Massenträgheit verzögert und schwingt auf die neue Sollposition ein. Wenn während des Einschwingens wieder ein neuer Schritt gemacht wird, kann sich das so aufschaukeln, dass Schritte verloren oder übersprungen werden. Das passiert typischerweise nur bei bestimmten Frequenzen (Drehzahlen) und bei eher geringerer mechanischer Belastung, speziell wenig Reibung, die die Schwingung dämpfen könnte. Ganz einfach ist das ganze jedenfalls nicht.

Ich hatte vor ein Schneckengewinde zu Verbauen um den Pan Tilt Head im Stillstand/ ohne Strom zu arretieren

Kann man machen. Allerdings haben Getriebe mit gewöhnlichen Zahnrädern praktisch die selbe Wirkung, wenn die Übersetzung einigermaßen hoch ist. Da macht geht das Getriebe kaputt, bevor sich der Motor dreht. Modellbauservos lassen sich stromlos meistens gerade noch so durchdrehen, wenn das Drehmoment langsam gesteigert wird. Ich vermute, da gibt es auch praktisch hemmende (evt. Windenservo) und eher leicht durchdrehbare (z.B. Lenkservo für RC-car). Da bin ich aber nicht so firm, dass ich eine Empfehlung abgeben könnte.

Beim zurücksetzen während eines Stromausfalls meinst du aber das der Motor in die letzte Raste zurückrutscht wenn er unter Strom zwischen zwei Rasten hängen würde?

Ja, unbestromt haben die alle eine gewisses "Rastmoment".

die Genauigkeit sollte sehr hoch sein, also eine sehr exakte Ansteuerung, da ich vorhabe feste Werte anzufahren.

Das kannst Du vielleicht noch quantifizieren (in zulässiger Abweichung in Winkelgrad von der Sollposition)? Daneben auch die Reproduzierbarkeit (also die Streuung die sich einstellen darf, wenn man jeweils die selbe Stellung anfährt. Diese ist normalerweise genauer, weil absolute Meßfehler hier nicht betrachtet werden.

[Geistesblitz]

Was bei Schrittmotorantrieben auch beachtet werden muss: wenn man die Steuerung einschaltet, weiß sie nicht, wo sich der Abtrieb befindet. Daher muss erstmal alles mittels eines geeigneten Sensors (Endschalter) referenziert werden (anfahren einer definierten Stelle). Von dort aus kann man dann aber alle möglichen anderen Stellen sehr genau anfahren (je nach Schrittauflösung und Getriebeübersetzung halt). Bei Getrieben sollte man auch darauf achten, dass sie kein größeres Spiel ins System reinbringen. Bei Zahnradgetrieben (und somit auch Schneckengetrieben) ist das manchmal gar nicht mal so leicht, besser sind da Zahnriemengetriebe.

Wegen dem Schritte verlieren: stell dir vor, der Schrittmotor wäre sowas wie eine Ratsche. Wenn du dran drehst, bewegt sich der Abtrieb mit, wird die benötigte Kraft zu groß, ratscht es nur und der Abtrieb kommt nicht weiter. Mit dem Motorstrom lässt sich dann die Kraft einstellen, ab der es ratscht.
(ich hoffe, die Analogie hilft)