RC-Baustelle.de | Druckvorschau: RollyToys Tret-Traktor "Unimog" auf Elektroantrieb umbauen

Geschrieben von tömchen am 01.04.2016 um 14:30:

Wer entdeckt den Fehler?

Tach Leute,

nun habe ich eine ziemlich overengineerte Lösung gezeichnet...

Drehmomenterfassung: Die zwei senkrechten Balken sind Wägezellen, käuflich um ca. 9€/Stück. Es müßten ja nicht unbedingt zwei sein, aber so kann ich besser das Drehmoment aus den vielen Kräften herausfiltern, die da an der Lenksäule zerren. Und irgendwie muß ich ja sowieso mit zwei "Säulen" nach oben zur Lenksäule, denn eine zentrale Lenkachse verbietet sich wegen der Antriebskette zur Vorderachse, die in der Mitte durchgeht Teufel

Motor: Akkuschrauber mit Baugröße 540er Motor. Sicher überdimensioniert, lieber wäre mir ein mittels Planetengetriebe hoch übersetzter 380er Motor. Aber von diesen Akkuschrauber-Antrieben habe ich zwei identische herumliegen und muß nicht für ca. 30€ aufwärts irgendwas kaufen.
Auch die Welle des Lenkantriebs geht außermittig nach unten auf das große Zahnrad. So ist der ohnehin starke Akkuschrauber nochmal 1:4 untersetzt, da müßte man dann glatt den Randstein-wegdrück-Test machen smile

AAABER:
Ich habe einen kapitalen Fehler eingebaut.
Ich muß es entweder noch komplizierter machen oder alles nochmal über den Haufen schmeißen. Vermutlich letzteres, und den direkten mechanischen Durchgriff werfe ich über Bord.
So, wer findet den Fehler?

Viele Grüße
Tom.

EDIT: Kein Aprilscherz, nur zufällig heute bemerkt und gleich gepostet.

Geschrieben von JensR am 01.04.2016 um 17:35:

Weiß nicht, die Freigängigkeit mit der Kette sieht nicht gut aus, das Kardangelenk der Lenkung ist so nicht funktionsfähig und ob der Lenkeinschlag reicht, weiß ich auch nicht.
Aber das sind m.E. alles keine "kapitalen" Fehler?!

Geschrieben von tömchen am 01.04.2016 um 21:47:

Das große Zahnrad mit dem Hebel dreht +-45 Grad, das reicht als Lenkeinschlag. Die Kette hat nicht üppig Platz, aber es geht. Bei dem Drehwinkel tuts auch das an Ratschensätze angelehnte Kardangelenk.

Nee, das steckt ein viel dickerer Hund drin.

Ich wart noch bis morgen, dann löse ich auf.

Geschrieben von Maddin1 am 01.04.2016 um 22:00:

Wenn dein sprößling erstmal kapiert hat, das er nach rechts lenken muß um nach links zu kommen ist alles in butter....

Geschrieben von Baggerkalle am 01.04.2016 um 22:17:

Aber wenn er rückwärts fährt geht's . Mit der Lenkung . Cool

Gruß Kalle

Geschrieben von JensR am 02.04.2016 um 01:36:

Ha! Das ist gleichermaßen lustig und ärgerlich :-/

Geschrieben von Ralph Cornell am 02.04.2016 um 08:05:

Ich habe zwar nicht richtig aufgepasst und liege wahrscheinlich falsch, aber... Wenn Kind lenken willl, müßte es wohl gegen das Getriebe des Servomotors lenken.

Geschrieben von MatthiasR am 02.04.2016 um 13:39:

Autsch!

Kannst Du das Lenkgestänge auf der anderen Seite des Zahnrades anbringen? Dann würde es wieder stimmen.
Ggfs. eine ungeteilte Spurstange und dann nur eine Stange von Zahnrad zu einem Achsschenkel verwenden?! Sonst wäre wohl wegen der stark schräg verlaufenden Spurstangenhälften die Lenkgeometrie -äh- etwas suboptimal. Nicht dass das wirklich kritisch wäre, aber ich habe den Verdacht, es würde Dich trotzdem stören... Augen rollen

Zitat:

Wenn Kind lenken willl, müßte es wohl gegen das Getriebe des Servomotors lenken.

Wenn das gehen soll (Lenken ohne Servounterstützung), ist wohl in der Tat ein möglichst großer Motor, aber mit nur kleiner Übersetzung nötig. Bei zu hoher Übersetzung wäre das Getriebe selbstsperrend und dann überhaupt nicht von Hand zu bewegen.

Grüße

Matthias

Geschrieben von JensR am 02.04.2016 um 13:53:

Matthias Idee is gut - alternativ könntest Du von der Lenksäule mit einer Getriebestufe auf das Hauptzahnrad gehen. Macht die Lenkung etwas weniger direkt, gibt mehr Kraft um den Getriebemotor zu drehen und dreht vor allem die Drehrichtung um.

Geschrieben von tömchen am 02.04.2016 um 14:20:

Jawohl... Maddin war der erste und bekommt so viele Waschmaschinen, wie er fangen kann!

Fehlt noch die Lösung zum Problem. Den Hebel nach hinten umdrehen,wie beim Original-Tretmog, dazu fehlt der Platz. Was ginge: Auch das Lenkrad per Zahnradpaarung ans große Zahnrad greifen lassen. Dann muß die Drehmomenterfassung ganz anders aussehen.

Naja, nächste Woche mehr....

EDIT: Jetzt hatte icb zwei neue Beiträge übersehen. Ja, ihr habt alle recht. Irgendsowas muß es werden.

Geschrieben von tömchen am 15.04.2016 um 09:15:

Lenkung die zweite

Nun habe ich im CAD was gepinselt, das hoffentlich funktioniert.

Motor ist jetzt doch ein bei Conrad käuflicher 540er Getriebemotor. Beim Akkuschrauber habe ich Angst, daß er zu schnell ist und die Regelungsparameter zu anspruchsvoll werden.

Lenkrad ist über eine 1:2 Zahnradpaarung an den eigentlichen Lenkhebel angebunden. Dann macht das +-90° und kann man noch ohne Umgreifen halten.
Bedenken habe ich, wenn ein später mal 5-7 jähriger Fahrer am Lenkrad dreht, halten das die Modul1 Zahnräder aus? Aus Kostengründen sind das jetzt erstmal Acetalharz-Räder.

Die Drehmomenterfassung ist erstmal außen vor, wichtig ist zunächst mal reiner RC-Betrieb zum Testen. Später muß die Drehmomenterfassung halt in die Lenksäule integriert werden.

Teile sind bestellt, ich hoffe ich kann ca. übernächste Woche reale Funktion vorzeigen.

Viele Grüße
Tom.

Geschrieben von tuerk am 15.04.2016 um 18:20:

Hallo Tom,
tolles Projekt, vieleicht werde ich ja mal Opa und kann für meine Enkel auch so was bauen.
Die Zahnräder mit Modul 1 würde ich nicht machen , baue es lieber mit Modul 2.

Geschrieben von tömchen am 12.05.2016 um 22:24:

Sodala, endlich kann ich mal wieder was zeigen...

Lenkhebel, Spurstangen und ein erstes Lenkgetriebe sind eingebaut. Und, tadaaa! Ein erstes Video von den Lenkzuckungen.

Der Getriebemotor, der da draufsitzt, ist ein 540er mit so einem schwindligen Stirnradgetriebe. Die Untersetzung von 50:1 ist offensichtlich viel zu gering.

Morgen kommt ein Blech, mit dem ich einen 380er mit einem 516:1 Planetengetriebe draufmontieren kann, den ich noch hier liegen habe. Der wird wiederum zu langsam sein, zumindest macht der frei drehende Motor diesen Eindruck. Vielleicht werden aber die +-45 Grad, die der Lenkhebel macht, doch in erträglicher Geschwindigkeit absolviert.
Ideal wäre sicher derselbe Planetengetriebe-Motor, aber mit 264:1 untersetzt. Den gibt es aber bei Conrad nur im "Automations"-Bereich zum sehr stolzen Preis. Zum erträglichen Preis im Modellbau-Bereich gibt es nur 516:1 oder nur 100:1, was wohl wieder zu schnell wäre.

Weiß jemand, wo ich so einen Motor herbekomme? Bzw. zwei Stück?

Ansonsten habe ich für das Getriebe Haltewinkel hergestellt und schon mal geguckt, wie es sich auf dem Rahmen macht. Jetzt muß ich noch die Steckachsen der Hinterachse weiter bearbeiten, die im Rahmen gelagerte Zwischenwelle anfertigen und dan geht es langsam in Richtung erste Vorwärtsbewegung!

Geschrieben von JensR am 12.05.2016 um 23:58:

sieht doch schonmal ganz gut aus.
wenn Du da keine 1:5 Untersetzung unterbekommen kannst, dann schau mal hier:
http://www.mfacomodrills.com/

Geschrieben von MatthiasR am 13.05.2016 um 08:45:

Ich würde sagen, die Geschwindigkeit ist im Bereich von einem normalen Modellbauservo...
Da sehe ich erstmal gar nicht so das Problem - die wie auch immer geartete Servoelektronik wird das schon im Griff haben.
Die Frage ist eher: Reicht die Kraft?
Und: Kann man das noch von Hand bewegen? Das wird bei zu grosser Gertriebeübersetzung problematisch. Irgendwann wird das Getriebe selbstsperrend. Wenn das (ohne Servounterstützung lenken) nach wie vor gehen soll, dann halte ich einen möglichst grossen Motor mit kleiner Untersetzung für geeigneter.

Grüße

Matthias

Geschrieben von tömchen am 13.05.2016 um 10:01:

Ich glaube, es wäre schon schwer, so ein schnelles Setup regelungstechnisch zu beherrschen. Jens hat ja in einem anderen Thread schon die Erfahrung gemacht, daß das Losbrechmoment von den billigen Motoren eine feine Regelung sehr schwierig macht. Umso schlimmer, wenn das Ganze noch so schnell ist: Kaum hat die Regelung entschieden, daß der Motor einen Ruck zur gewünschten Position machen soll (und ein I-Anteil in der Regelung läßt diese Ansteuerung langsam von Null loswachsen, bis der Motor endlich losfährt), schon ist er über die gewünschte Position drüber.

Einzig das Rütteln, Wackeln und Drehen am Lenkrad und die auf die Räder einwirkenden Lenkkräfte könnten so eine Art "Rauschen" drüberlegen, das die Sache wieder besser macht.

Klar, momentan läßt sich das noch halbwegs gut von außen drehen. Aber vom stromlosen Lenken habe ich mich schon verabschiedet. Und in seltenen Not-(Totalausfall)Fällen geht vielleicht das Geradestellen der Lenkung auch bei höherer Motoruntersetzung immer noch.

Als Controller habe ich übrigens etwas aus dem Robotik-Bereich bestellt. Es gibt ja da einen Motorcontroller, der mit Feedback-Eingang das gleiche wie ein ServoThor oder ein Servonaut MFX macht, nur noch aufwendiger über USB konfigurierbar.
Ich habe aber einen einfacheren Controller genommen, da die Lageregelung bei mir ja noch mit dem Lenkrad-Drehmoment-Sensor verwurstet wird und somit ohnehin ein weiterer Microcontroller nötig ist.
Zunächst läuft die Lenkung direkt an einem Fernsteuerkanal ohne Rückstellung. Später wird mit einem Arduino noch die Lageregelung davorgesetzt.
Normale Modellbau-Regler schieden aus, weil sie immer irgend ein Brems-Gezicke zwischen Vorwärts und Rückwärts veranstalten.
Aber das von mir bestellte Dingens scheint mir eine gute Alternative zu sein, zu einem noch angenehmen Preis.
Produkt auf nodna.de (deutscher Vertrieb)
Produkt auf Pololu-Website

Geschrieben von MatthiasR am 13.05.2016 um 13:59:

Zitat:

Original von tömchen
Ich glaube, es wäre schon schwer, so ein schnelles Setup regelungstechnisch zu beherrschen. Jens hat ja in einem anderen Thread schon die Erfahrung gemacht, daß das Losbrechmoment von den billigen Motoren eine feine Regelung sehr schwierig macht.

Einfach ist das sicherlich nicht. Aber: In vielen handelsüblichen Modellbauservos ist auch nicht gerade High-Tec verbaut. Weder beim Motor noch beim Regler (jedenfalls nicht bei "klassischen" Analogservos). Die erreichen trotzdem Stellzeiten in der Größenordnung von 100 ms.

Zitat:

Umso schlimmer, wenn das Ganze noch so schnell ist: Kaum hat die Regelung entschieden, daß der Motor einen Ruck zur gewünschten Position machen soll (und ein I-Anteil in der Regelung läßt diese Ansteuerung langsam von Null loswachsen, bis der Motor endlich losfährt), schon ist er über die gewünschte Position drüber.

Ein schnelles Stellglied ist für die Regelung eigentlich nicht schlecht. Problematisch sind die Totzone/Lose durch Losbrechmoment und Getriebespiel. Sowas verträgt sich schlecht mit einem (zu großen) I-Anteil. Es hat schon einen Grund, warum NE544 und dessen direkte Nachfolger einen reinen P-Regler hatten/haben...

Zitat:

Und in seltenen Not-(Totalausfall)Fällen geht vielleicht das Geradestellen der Lenkung auch bei höherer Motoruntersetzung immer noch.

Nicht nur (eingängige) Schneckengetriebe sind selbstsperrend. Stirnradgetriebe mit zu hoher Übersetzung auch.

Zitat:

Als Controller habe ich übrigens etwas aus dem Robotik-Bereich bestellt. Es gibt ja da einen Motorcontroller, der mit Feedback-Eingang das gleiche wie ein ServoThor oder ein Servonaut MFX macht, nur noch aufwendiger über USB konfigurierbar.
[...]
Produkt auf Pololu-Website

Da gibt's sowieso einige interessante Sachen. Ich war auf der Suche nach einem einfachen Motortreiber für einen kleinen Stellmotor und bin dann bei einem "Baby Orangutan"-Mikrocontrollerboard gelandet. Der ATMega328 darauf ist mit dem Decodieren eines RC-Servosignals, Abfragen zweier Endschalter und Ansteuern des Motortreibers zwar arg unterfordert - aber zu dem Preis und in der Größe hätte ich das nicht selberbauen können (ganz zu schweigen von der Arbeit für ein Platinenlayout).

Der von Dir angesprochene Servo-Controller mit Feedback-Eingang sieht in der Tat interessant aus. Und ich vermute im Robotik-Bereich durchaus tiefergehendes Regelungstechnik-Know-How als bei so manchem Modellbauelektronikhersteller...

Grüße

Matthias

Geschrieben von tömchen am 19.05.2016 um 10:01:

Es tut sich einiges im Projekt - fast kann man schon den Trommelwirbel für die erste Fahrt anstimmen...

Lenkservo:
Der 1:516 untersetzte Planetengetriebemotor ist wie schon erahnt gar nicht sooo langsam. Damit kann ich erstmal gut leben. Besonders da ich noch keinen echten Servo habe, sondern nur über einen kleinen Fahrtregler hin- und hersteuere.
Der kleine Fahrtregler von Pololu ist toll. Da ist eine Windows-Anwendung dabei, die wirklich alles anzeigt und einstellbar macht. Einfach direkt mit Mini-USB an das Platinchen dran. Da können sich die Race-Thunder-Extrem-Tuning-Hyper-Sonstwas Buntiklick Anwendungen anderer Fahrtregler-Einstellprogramme mal ein Scheibchen abschneiden. Ich denke da nur an das Einstellprogramm des SkyRC Toro 150...

Antrieb:
Olala! Ich habe in Windeseile den Steckwellen der Hinterachse Kettenblätter verpasst und eine Zwischenwelle mit vier Kettenblättern produziert.
Das Thema "Ketten" habe ich allerdings viel zu wenig ernst genommen.
Einfach irgendein Achsabstand, und die Kette läßt sich dann schon darauf zurechtlängen... Spannrolle, brauchts das?
Aber so einfach ist das nicht. Die Kette läßt sich nur bei jedem zweiten Glied teilen und wieder zusammensetzen, das sind dann schon 12mm.
Tja, das hing dann ziemlich durch, die Kette machte Zahnsprünge, ziemlich häßlich und beschämend das Ergebnis.
Den Ketten zu den Halbachsen habe ich feste Spannrollen verpasst.
Bei der Kette vom Getriebe zur Zwischenwelle hatte ich Glück, die passt sehr straff. Die Gummipuffer, auf denen das Getriebe montiert ist, halten die Spannung in Grenzen.

Die großen Kettenblätter sind ja einfach Laserteile, die Zähne auf der Drehbank mit leicht schräger Seitenflanke versehen und die Grate vom Laserschneiden und Überdrehen mit einer Schleif-Vlies-Rolle entfernt.
Ich beginne zu verstehen, daß so ein Kettenblatt genau ausgetüftelt sein muß und die Kette je nach Längung mit verschiedenen Wirkradien drauf laufen kann. Daß die Röllchen der Kette gar nicht unbedingt auf dem Grund zwischen zwei Zähnen aufliegen, sondern je nach Belastung und Kettenlängung etwas weiter oben am Zahn...
Auch hier hatte ich Glück: Anfangs war es sehr hakelig bis unmöglich, die Kette um die großen Räder zu schlingen (Blattteilung zu groß / Kettenteilung zu klein). Aber nach kürzester Zeit hat es sich eingelaufen und jetzt passt es "schmatzend".

Geschrieben von JensR am 19.05.2016 um 15:44:

Habe mir mal den Controller angeguckt. Sieht ganz okay aus. relativ groß, aber sehr flach. Preis pro Ampere relativ hoch, aber gute Funktionalität.
Bin normalerweise etwa skeptisch mit den Robotik-Controllern, da sie oft Sachen anbieten, die man bezahlen muss, aber nicht wirklich braucht und sie pro Ampere oft sehr teuer sind. Der sieht aber ganz brauchbar aus, besonders die hohe Spannung ist gut.

> Normale Modellbau-Regler schieden aus, weil sie immer irgend ein Brems-Gezicke zwischen Vorwärts und Rückwärts veranstalten.

Das stimmt so nicht. Die einfachen Thor und Modellbauregler.de Regler haben das nicht. Außerdem noch einige billige Regler von Ebay.

> Umso schlimmer, wenn das Ganze noch so schnell ist

Eine schnelle Frequenz des Reglers kann nie von Nachteil sein.

> I Anteil

kann in der Tat ein Problem sein - insbesondere in Endlagen oder bei Blockaden. Man braucht da schon einen Anti-Wind-Up Regler, der verhindert, dass der I-Anteil Richtung Unendlich hochintegriert. Damit wird das ganze doch sehr aufwändig. Für eine normale Lenkung braucht man das nicht, da ja der menschliche Fahrer einfach mehr lenkt und die (ohnehin geringe) Abweichung so korrigiert.

Mini-Orangutan:
Arduino Pro Mini, Nano, Adafruit Pro Trinket haben USB, sind billiger und haben gleichen µC
Arduino Lilypad ATMEGA328 ebenfalls, braucht aber nen USB Adapter und ist etwas groß

Adafruit Gemma Board hat nen kleineren µC (ATtiny) ist aber kleiner, billiger und hat USB
ebenso Adafruit Trinket
(Adafruit ist etwas teuer in Europa, da US Firma)

Tiny LilyPad Twinkle (LilyTiny) ist super preiswert, hat nen ATtiny85, ist klein, aber aufwändiger zu programmieren.

Es gibt auch noch weitere ATtiny85 Boards, aber das soll erstmal reichen.

Für den Preis des Orangutan kann man schon fast die wesentlich leistungsfähigeren Teensy Boards kaufen.

Es sei denn, ich habe irgendwas beim Orangutan übersehen.