Lösungsansatz 360° Schottelsteuerung

[Guest Marc-Hamburg]

Guten Morgen die Herren,

 

man macht sich ja so seine Gedanken.... mein Vorschlag

 

Senderseitig : Drehgeber (soll) - D/A Wandler - dann senden.

 

Empfängerseitig : Servoelektronik um das Signal da wieder abzunehmen ( der Motor bleibt dran, die Kabel vom Poti gehen zum Wandler ) - A/D Wandler - Drehgeber (ist)- und noch die Recheneinheit.

5 Grad pro Schritt finde ich auch ein bißchen viel, aber man sollte vielleicht erstmal mit etwas anfangen, funktioniert es, kann man sich immer noch weiter ranarbeiten, in wieweit man runterkommt, vielleicht ja 2 Grad pro Schritt.

Was ich noch fast vergessen habe, nun sind die Elektroniker gefragt, welche Bauteile benutzt man da am besten ?.

 

Sollte ich einen Denkfehler gemacht haben, dann bitte raus damit

 

schöne Grüße Marc

[Guest HeGe]

Hallo Freunde!

Da werden ja die tollsten Konzepte vorgeschlagen. Ich bin eher für die einfachere Variante: In jeder Rudermaschine ist ein Poti als Positionsgeber vorhanden. Wird der abgehängt, dreht sich der Motor andauernd. Eine Rudermaschine hat einen Arbeitssektor von etwa 90°. Wenn sich der Servo also um 360° drehen soll, muss das Positionsgeberpoti im Servo nur um den Faktor 4 untersetzt werden. (mechanisch)

Es gibt aber auch 10-Gang-Potis und wahrscheinlich auch andere (2,3,5), die man hier als Positions-Rückmelder einsetzen kann. Mit einer einfachen Widerstandsbeschaltung kann der Stellbereich justiert werden. -

Ich weiß nicht, wie groß die erforderlichen Kräfte am Schottel sind. Eventuell am Servo eine 4 mal so große Riemenscheibe als am Schottel anbringen. Als Treibriemen eventuell einen Zahnriemen oder ein dünnes Drahtseil, welches mehrfach um die beiden Räder gelegt und mittig fixiert wird. Bei der Durchführung sind der Phantasie keine Grenzen gesetzt.

Modellbauer Gruß von

Hermann

[Guest Marc-Hamburg]

[RuhrPirat]

Hermann, deine Lösung eignet sich, um den Schottel auf jede Position drehen zu können, jedoch musst du bei dieser Lösung am Anschlag um 359 Grad zurück, wenn du etwas "weiter" drehen möchtest. Auch beim 10-Gänger ist irgendwo ein Anschlag.

In diesem Thread geht es wirklich um eine Endlos-Ansteuerung. Es wird nur die gewünschte Position übertragen und wenn du 342 mal in die selbe Richtung drehst, dann macht der Schottel genausooft diese Drehung mit... Wie beim Original.

[Guest Marc-Hamburg]

Hallo zusammen,

 

ist dieses Thema nun vom Tisch, oder sind die hier beteiligten auf der Suche nach einem kostengünstigen Geber ???

 

schöne Grüße Marc

[Guest TeKieler]

ist dieses Thema nun vom Tisch, ... ???

Geht so...

Da ich gerade kein Schiff mit Schottel in Planung und aufgrund meines Studiums nicht so viel Zeit habe, muss ich andere Prioritäten setzen.

 

Die Sache ist aber noch nicht vollständig aus meinem Kopf verschwunden!!!

Probleme macht ja offensichtlich die Übertragung vom Sender zum Empfänger...

Hier möchte ich eigentlich ganz gerne an dem 8K-MS bzw dem 12K-MS festhalten, weil man sich da dann die AD/DA Wandlung spart.

 

Ein weiterer Ansatz von mir wäre folgender:

Sender:

Siehe Blockschaltbild 7.11.09, aber zwischen dem Inkrementalgeber und dem Merker noch ein µC:

Inkrementalgeber wird von dem µC ausgelesen, der Sollwert wird vom µC in einen Binärcode gewandelt und an den 12K-MS weiter gegeben und gesendet.

Binärcode deshalb, weil man dann einfach die High und Lows auf die Eingänge des 12KMS geben kann.

Daraus würden sich 144 verschiedene Positionen ergeben, was auf die 360° eine Stellgenauigkeit von 2,5° ergibt! Eigentlich schon ganz gut!!

Auch die Stellgeschwindigkeit wäre mit 200ms recht hoch, weil im Gegensatz zu meinem Vorschlag vom 7.11.2009 die festen Sollwerte übertragen werden und nicht die unausgewerteten Impulse vom Inkrementalgeber!

 

Empfänger:

siehe Blockschaltbild vom 7.11.09

 

 

Entwicklungsbedarf besteht jetzt quasi für die beiden µC!

Das sollte aber hinzubekommen sein. Haben wir hier nicht ein paar Prog-Spezialisten?!

Auch zwei passende Inkrementaldrehgeber könnte ich wohl meinem alten E-Ausbilder aus den Rippen leiern, bzw bestellen lassen. Der ist immer offen für sowas!

 

Ole

[Guest TeKieler]

Man könnte auch die einzelnen Zahlen des Sollwertes einzeln als BCD-Code übertragen:

 

zB: Sollwert 345°

Wobei die 3 dann 0011, die 4 0100 und die 5 0101 wäre.

Übertragen auf die 12 Eingänge des 12KMS sieht es dann wie folgt aus:

 

1 2 3 4 / 5 6 7 8 / 9 10 11 12 (12KMS Kanal)

0 0 1 1 / 0 1 0 0 / 0 1 0 1 (Binärcode)

[Guest TeKieler]

Hier habe ich noch eine sehr interessante Seite zum Thema Inkrementaldrehgeber gefunden: klick

Was ich nicht wusste, die geben Gray-Code aus.

Dieser kann eigentlich recht einfach in BCD-Code gewandelt werden. In meiner Ausbildung hatte ich so einen Wandler schonmal in der Hand! Ich muss mich wohl unbedingt mal mit meinem alten E-Ausbilder treffen!!!

 

Bei Wiki steht für Gray-Code folgendes:

Der Gray-Code (nach dem Physiker Frank Gray) ist ein stetiger Code, bei dem sich benachbarte Codewörter nur in einer einzigen dualen Ziffer unterscheiden. Die Hamming-Distanz aller benachbarter Codewörter ist somit 1. Dadurch verringert sich der maximal mögliche Ablesefehler bei der Quantisierung aus einem Analogsignal auf einen Code. Er dient als Kodierungsverfahren zur robusten Übertragung digitaler Größen über analoge Signalwege.

 

[Guest Marc-Hamburg]

Hallo zusammen,

 

da ja leider nicht sehr viele Schlepper mit Schottel bauen, möchte ich es trotzdem gerne weiterführen und bräuchte da auch hilfe von den Elektronikern .

Da mich bis jetzt die Freudenhauspreise einiger hersteller fast umgehauen haben, habe ich nochmal den Link von Hopplpa (Hermann) verfolgt.

Dort ist der AS 5040 verlinkt, wäre es nicht gleich besser den AS 5245 zu versuchen, da dieser auch das PWM Signal kann ?.

Wenn ich diese Teile richtig verstanden habe, braucht man da nur einen Magneten drüber drehen zu lassen , oder habe ich dieses Prinzip falsch verstanden ?.

 

schöne Grüße Marc

[hoppppla]

Hallo,

 

die üblichen Drehgeber haben den Nachteil, das sie pro Umdrehung normalerweise maximal 30 Schritte haben, was für unsern Zweck ziemlich mager ist.

Hier möchte ich eigentlich ganz gerne an dem 8K-MS bzw dem 12K-MS festhalten, weil man sich da dann die AD/DA Wandlung spart.

darauf würde ich mich jetzt nicht versteifen, da der, wie schon gesagt, 200ms zusätzliche Verzögerung ins System bringt. Zum Vergleich, die "normalen" Kanäle werden ca. alle 20ms übertragen.

 

Dort ist der AS 5040 verlinkt, wäre es nicht gleich besser den AS 5245 zu versuchen, da dieser auch das PWM Signal kann ?

Das PWM-Signal (kann der 5040 auch) bringt uns in diesem Fall leider nichts, man könnte höchstens versuchen, einen Tiefpass dahinter zu klemmen, um damit direkt die Anlage zu füttern. Dafür ist aber die Frequenz zu niedrig, fürchte ich...

mit einen Mikrocontroller läßt sich das ganze bequem digital auslesen.

Wenn ich diese Teile richtig verstanden habe, braucht man da nur einen Magneten drüber drehen zu lassen , oder habe ich dieses Prinzip falsch verstanden ?

nein, hast Du richtig verstanden. Man muß nur den Magnet ziemlich gut (auf ca. 0.25mm) über/unter dem IC zentrieren.

Und man muß einen Magnet verwenden, der seine Pole an den Ausenseiten (Rand) hat.

Die Teile haben auserdem den Vorteil, das sie die Position absolut ausgeben, man muß also nicht erst bei der Inbetriebnahme den Nullpunkt suchen, der ist automatisch durch die Anordnung gegeben.

 

viele Grüße,

Hermann

[U-Jäger D185]

Hallo,

 

irgendwie kann ich euren Ausführungen nicht ganz folgen....

Will hier jemand seine Diplomarbeit schreiben lassen ???

 

warum baut man nicht einfach ein 360° Poti mit continous routation in ein Standartservo ein und feilt den mechanischen Anschlag weg ........

Für den Steller (im Sender) nimmt man das gleiche Poti und ersetzt damit ein Propkanal.

Fertig.

Beim "Null"-Durchlauf hat man zwar einen Tot-Bereich von ca. 15° (bei der Auswahl dieses Potis , durch verschieben der Mechanik im Boot lässt sich das aber verkraften.

(Dann kan man halt nicht sein Schottel auf 160° rechtweisende Fahrt" stellen.)

 

Habe ich da jetzt einen riesengroßen Denkfehler

 

ich verbleibe

[Guest Marc-Hamburg]

Hallo Stephan,

 

seine Diplomarbeit will hier wohl keiner schreiben lassen...

 

Es geht hier "nur" um eine orginale Steuerung. Das mit dem Poti ist ja wunderschön, nur fährst Du über den Überschneidungspunkt, fährt das Servo zurück und läuft nicht den Weg mit, oder ?

 

schöne Grüße Marc

Edited November 12, 2009 by Marc-Hamburg
fast orginal

[U-Jäger D185]

Hallo,

 

hat das schon mal einer ausprobiert ??

 

Wenn der Steller im Sender bei 0-Durchlauf kein Signal liefert, dann bleibt der Servo doch stehen, da er nicht weiß wohin .

( Servo stellt sich bei Inc.0 auf Vollausschlag links, bei 128 ( gesetzt den Fall der DA-Wandler hat eine Bandbreite von 8bit) steht der Servo in der Mittelstellung und bei 256 Vollausschlag rechts....)

Wenn man nun dem Motörchen im Servo eine Nachlaufzeit gibt (RC-Glied parallel zum Motor), sodas er den 0-Bereich, resp. den Tot-Bereich einfach überläuft, dann könnte das klappen.

 

Ich werde nicht umhin kommen, einen Versuchsaufbau zu realisieren...

 

ich verbleibe

[Guest TeKieler]

Hallo Stephan!

Interessanter Lösungsansatz, aber der wird uns nicht zum Ziel führen!

Ich habe in meiner F14 mehrere Schalter EIN-AUS-EIN drin. Die sind wirklich äßerst einfach gestrickt! Das mittlere Kabel verfügt über einen Vorwiederstand, der entweder auf das linke oder rechte Kabel umgeschaltet wird. Also nichtmal ein Spannungsteiler wie beim Poti! Somit haben wir beim direkten Umschalten von Schaltstellung 1 auf 2 auch kein Nullsignal.

Wenn ich da empfängerseitig einen Servo anschliesse, fährt dieser beim Umschalten von 1 auf 2 den langen Weg vom rechten Endausschlag über die Nullstellung zum linken Endausschlag. Und es ist dem Servo quasi egal, ob da noch ein meschanischer Endanschlag drin ist, oder nicht, denn die Servoelektronik gibt ihm die Richtung vor!

 

Man müsste bei deinem Ansatz die komplette Servoelektronik verändern, damit es klappt. Dann hätten wir aber immer noch den Totpunkt, der laut Datenblatt 20° beträgt.

 

=> Schöner und kostengünstiger Lösungsansatz für die meisten Schottelfahrer, um den Schottel etwas weiter als nur 90° zu drehen.

Aber wie Falko schon etwas weiter oben schrieb:

In diesem Thread geht es wirklich um eine Endlos-Ansteuerung.

 

Ole

[BlueWater]

Hallo,

 

ich würde das Ganze etwas angehen.

 

Beim Schottelantrieb gibt es meiner Meinung nach keinen festen Nullpunkt wenn man 360°-Betrieb anstrebt.

Man kann höchstens einen "Neutralpunkt" per Knopfdruck bzw. per Schaltkanal bestimmen damit man weiss wo sich der Antrieb mit seinem Vorschub gerade befindet.

Der Rest muss dynamisch passieren, in etwa so:

Man betätigt den Steuerknüppel nach rechts oder links um einen gewissen Ausschlag, dadurch wird der Servoimpuls verlängert oder verkürzt.

Eine Steuerelektronik, nachgeschaltet dem normalen Empfänger, erkennt dass sich das analoge Steuersignal ausserhalb der Neutralposition (ca. 1,5ms) befindet und steuert entsprechend der prozentualen Abweichung den Schottelantrieb in Rechts- oder Linksbewegung nach bis der momentane Wert bzw. Prozentsatz erreicht ist, kontrolliert über einen Drehgeber am Schottel (egal wie der immer realisiert wird, ausser Poti) und bleibt dann in dieser Position stehen.

Der Steuerknüppel kann wieder in Neutralposition gebracht werden ohne dass sich der Schottel bewegt.

Wird der Steuerknüppel am Sender wieder bewegt fährt der Schottel in eine neue prozentuale addierende bzw. subtrahierende Abweichung, egal wo er vormals stand, somit ist eine endlose Drehung über 360° passgenau ohne Nullpunktsprung möglich.

 

Nochmals anders ausgedrückt:

Steuerknüppel wird bewegt, Schottel fährt diesen Prozentzatz von Abweichnung an ...verbleibt nun in dieser Stellung!

Steuerknüppel in Neutralstellung ...keine Funktion am Schottel.

Steuerknüppel erneut bewegen ...Schottel fährt erneut aus der alten bzw. vorherigen Position um den gewünschten neuen Prozentsatz weiter und bleibt in der neuen Position stehen.... usw.

Es gibt also keinen direkten Nullpunkt was natürlich zu Problemen im Betrieb führen kann da man nie weiss wo sich der Schottel gerade befindet. Es fehlt die Rückmeldung vom Schiff zum Sender.

Bei Baukränen macht man es wohl ähnlich?

Hier hat man den Vorteil der visuellen Kontrolle.

 

Die entsprechende Elektronik ist dazu recht einfach mit jedem Microkontroller der über Timer-Funktionen verfügt zu realisieren.

Die Software ist dagegen schon etwas aufwendiger, aber auch machbar.

Eine Erweiterung der Funktionen ist jederzeit möglich ohne Hardwareänderung.

Ich habe hier nur die Grundfunktionen beschrieben, Rest muss sich jeder nach seinen Bedürfnissen dazu stricken!

 

Mit meiner Kompaß-Elektronik ist das Problem ohne Änderung der Hardware lösbar.

Dieses Projekt ruht aber im Moment da ein Umzug bei uns ansteht und wird im neuen Jahr vollendet.

Die Erprobung am See macht im Moment bei der Nasskälte auch keinen richtigen Spass.

Die direkten Hardwarekosten für diesen Teil der Elektronik liegen unter 50Teuros EK mit industriell gefertigter Platine ....was ich generell bevorzuge!

Auf Lochrasterplatine realisiert kommt man wohl auf unter 20 Teuros wenn man nicht gerade beim grossen C****** einkauft.

Es ist also eine Billiglösung durchaus möglich.

 

 

Einen schönen Abend noch

 

Gerd

[Guest TeKieler]

Die entsprechende Elektronik ist dazu recht einfach mit jedem Microkontroller der über Timer-Funktionen verfügt zu realisieren.

...

Ich habe hier nur die Grundfunktionen beschrieben, Rest muss sich jeder nach seinen Bedürfnissen dazu stricken!

Auch eine sehr gute Idee von dir!! Die 360° kann man damit auf jeden Fall realisieren

 

Dann würde ich aber gar nicht großartig kompliziert eine Schaltung entwerfen, sondern den Drehmotor des Schottels mit einem einfachen Fahrtregler ansteuern.

Die Funktion ist die gleiche und man spart sich den Programmierstress

 

Aber wie du schon sagst, wo der Schottel steht weiss man dabei nicht!

[BlueWater]

Auch eine sehr gute Idee von dir!! Die 360° kann man damit auf jeden Fall realisieren

 

Dann würde ich aber gar nicht großartig kompliziert eine Schaltung entwerfen, sondern den Drehmotor des Schottels mit einem einfachen Fahrtregler ansteuern.

Die Funktion ist die gleiche und man spart sich den Programmierstress

 

Aber wie du schon sagst, wo der Schottel steht weiss man dabei nicht!

 

Nicht ganz!

 

Bleibt man mit dem Steuerknüppel in einer Stellung ausserhalb der Neutralstellung stehen, dreht sich der Schottel endlos, was bei meinem Vorschlag nicht der Fall ist, da nur der aktuelle Wert der Abweichnung von "Neutral" nachgesteuert wird.

Für einen schnellen Versuch ist Deine Lösung natürlich ideal:that:

 

 

Gruss aus dem nasskalten Bayern

 

Gerd

[Guest Marc-Hamburg]

Hallo zusammen,

 

alles schön und gut, wie man sein Schottel fährt ist ja jedem selbst überlassen.

Wie Falko schon geschrieben hat, es geht um eine Endlosdrehung, wo man aber auch sehen kann, wo die oder der Antrieb steht. Gemeint ist damit, fahren wie das Orginal.

Es gibt ja nun viele Möglichkeiten dieses umzusetzen, aber wer möchte schon "blinde Kuh" spielen, bzw. fahren. Eine Drehung um 180 Grad L/R geht natürlich auch, aber wie soll man Rückwärts fahren, wenn der Prop. nur eine Drehrichtung kennt (also Rückwärts mit drehen der Antriebe). Das wird dann schon ein bißchen schwierig.

 

Da ich einen Traktor-Schlepper habe wird es noch lustiger mit dem Rückwärts fahren.

 

schöne Grüße Marc

[purzelonline]

Ich hätte noch ein Bauteil für euch: Die AS50xx Famile von Austriamicrosystems,

eine magnetische Winkelencoderfamilie, die sich sicher gut als Stellungsrückmeldung OHNE Anschlag eignet. Ein kleines Magnetchen auf dem drehenden Teil gibt den Hallelementen im Chip die Position an- und das recht präzise.

Weiteres auf http://www.austriamicrosystems.com

[Admiral von Schneider]

Auch wenn ich mich mit der Materie nicht auskenne;

 

woher weiß der Sensor wo der Magnet ist?

 

Wenn er nur einen Messwert hat, und den Kreis kennt, dann kann er doch nicht sagen, wie der Schottel steht, da es 2 mögliche Positionen gibt, oder nicht?

[Guest TeKieler]

Auch wenn ich mich mit der Materie nicht auskenne;

 

woher weiß der Sensor wo der Magnet ist?

 

Wenn er nur einen Messwert hat, und den Kreis kennt, dann kann er doch nicht sagen, wie der Schottel steht, da es 2 mögliche Positionen gibt, oder nicht?

Der Endoder wird den Nord und Südpol des Magneten erkennen können. Die Nullstellung ist programmierbar und mit der Auflösung von mind. 8bit kann er auch die Drehrichtung erkennen.

Hier siehst du ein kleines Bildchen vom IC mit dem Magneten drauf. Gut zu erkennen auch Rot und Grün für die beiden Pole.

 

Wirklich ein schönes Teil, aber ich habe noch keine richtigen Informationen rauslesen können, welche Art Signal er ausgibt.

[hoppppla]

Wirklich ein schönes Teil, aber ich habe noch keine richtigen Informationen rauslesen können, welche Art Signal er ausgibt.

das ist je nach Typ unterschiedlich, teilweise gibts Analogausgänge, teilweise als PWM mit variablem Duty-Cycle.

Soweit ich weis kann man bei allen Typen das ganze auch digital auslesen (per SPI).

 

viele Grüße,

Hermann

[Guest TeKieler]

Was gibt denn zB der Analogausgang aus? Ist das dann ein Spannungsteiler? oder wirklich nur als PWM?

[hoppppla]

Hm, beim AS5043 ist ein DA-Wandler integriert, der sollte sich ev. direkt an die Fernsteuerung anhängen lassen.

Datenblatt:

http://www.austriamicrosystems.com/eng/content/download/1287/7220/file/AS5043_Datasheet_v1_08.pdf

 

viele Grüße,

Hermann

[BlueWater]

Hallo Marc,

 

Hallo zusammen,

 

alles schön und gut, wie man sein Schottel fährt ist ja jedem selbst überlassen.

Wie Falko schon geschrieben hat, es geht um eine Endlosdrehung, wo man aber auch sehen kann, wo die oder der Antrieb steht. Gemeint ist damit, fahren wie das Orginal.

 

Wenn man die Position genau wissen will braucht man unbedingt eine Rückmeldung vom Schiff zum Sender, dann kann man jederzeit einen Orginalbetrieb annähernd betreiben, alles nur eine Frage von Software.

Diese Rückmeldung zu realisieren ist keine Hexerei.

Ich habe bereits so ein System was zuverlässig funktioniert und lasse mir pausenlos den Kompasskurs des Bootes auf einem Display an Land anzeigen.

Um in eine herkömmliche Fernsteuerung nicht technisch eingreifen zu müssen habe ich zusätzlich eine Funkverbindung mit 433 wahlweise 868MHz in einem Handterminal implementiert. Mit diesem Terminal ist es möglich jegliche Art von technischen Informationen zu Senden bzw. zu Empfangen.

Natürlich kostet das einen Aufwand an Hard- und Software, umsonst gibt es sowas nicht.

 

Gruss

 

Gerd