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 Lenkservo für 1:8 |
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tömchen
König
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Hallo zusammen,
ich habe jetzt mit obigen Stichworten nach einem bestehendem Thread von mir oder jemand anderem gesucht, aber nichts gefunden. Drum fange ich nochmal neu an, obwohl ich mich erinnere, so eine Diskussion schon mal gehabt zu haben.
Anlaß sind Udos Probleme mit seinem Lenkservo im 1:8er Unimog. Ich brauche irgendwann auch einen ordentlichen Lenkservo, will aber für die Überlegungen nicht Udos Thread mißbrauchen.
Also:
Eigentlich dachte ich, ich nehme mein uraltes Lenkgetriebe aus meinerm ersten Unimog-Projekt wieder aus der Schublade. Vor ca. 20 Jahren habe ich ein großes Servo mit Metallgetriebe zerlegt, statt dem Modul 0,5 40Z Abtriebsrad eine Zahnradkombination 40/20 und daran ein Abtriebsrad mit 80 Zähnen gesetzt. Untersetzung gegenüber dem Original-Servo also nochmal 1:4.
Sieht mächtig aus, hat durch das große Rad wenig Winkelspiel. Damals lag das Problem bei der Elektronik. Nachdem die Original-Elektronik abgeraucht war, wurde der Selbstbau nie wirklich ein Erfolg.
Das ist heute ganz einfach, man hat die Wahl zwischen CTI, Servonaut und meinem Traumboard aus dem Roboterbereich.
Nun wurde aber in Udos Thread ein Servo mit 400Ncm genannt, der preislich zumindest in derselben Größenordnung wie einzelne Elektroniken liegt, dabei natürlich kleiner und ready-to-use ist. Da komme ich wieder ins Überlegen...
Ich habe jetzt mal versucht, das Drehmoment meines Lenkgetriebes zu messen. 400Ncm sind bei 27mm Hebelarm so ca. 15kg Gewicht zu heben, oder? Der Versuchs-Setup ist abenteuerlich, man hat Angst um die Halterung des Getriebes, das dünne Perlonseil und natürlich um die eigenen Füße, die in der Nähe sind...
Ergebnis: Naja, schafft das originale 280er-Motörchen gerade so, viel Luft ist da nicht mehr. Fast 2 A laufen bei 6V, die Blockier-Stromaufnahme ist nicht mehr viel höher.
Also liege ich kaum besser als mit einem guten Servo, jedenfalls nicht um Größenordnungen, wie ich immer dachte.
Ich kann also:
A) Einen dickeren Motor an das vorhandene Getriebe setzen
B) Ein anderes, noch höher untersetztes Getriebe bauen - aber irgendwann habe ich echt Bedenken, ob man bei höherer Geschwindigkeit noch Hindernissen ausweichen kann.
C) Das Savox 0236 kaufen und mein Glück damit versuchen
D) nach noch stärkeren und gerade noch bezahlbaren Servos suchen. Könnt Ihr mir dabei helfen?
Im Roboterbereich gibts natürlich dicke Dinger. Z.B. den hier, in dem sich oben genanntes Steuerbord und ein 380er Motor tummeln. Noch dicker und teurer geht natürlich auch, braucht Ihr nur dort die Übersicht aufrufen.
So weit erstmal...
Tom.
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23.01.2015 23:03 |
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JensR
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Der Vorteil der Servos ist halt, dass sie als Massenprodukte gnadenlos billig sind.
Der 08/15 280er den Du da hast, ich denke, der ist nicht so das Gelbe.
Wenn Du da stattdessen nen Speed Motor dran hängst, geht das schon ganz anders.
Oder sogar nen Motor aus dem Slotcarbereich.
Hast Du ne Möglichkeit, mal zu gucken, wieviel Kraft bzw. Drehmoment Deine Lenkung überhaupt braucht?
Vielleicht machst Du Dir unnötige Gedanken?
Ne weitere Alternative wäre, einen fertigen Getriebemotor zu nehmen, und das Poti für die Servo-Elektronik coaxial an die Welle zu flanschen, also
Getriebemotor - Servohebel - Poti
Leider habe ich nur ne schlechte Vorstellung, wie viel Platz in nem 1:8 Unimog ist oder wieviel Kraft man braucht. Die Lösung baut schlank, aber lang.
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23.01.2015 23:52 |
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tömchen
König
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Diese Lösung ging mir auch schon durch den Kopf:
Eine lange schlanke Einheit aus Planetengetriebemotor, seitlich rausschauender Hebel und danach folgend, sozusagen "in line" ein Poti samt zusätzlichem Abstützlager für die Welle.
Es gibt bei Conrad (und woanders auch) einen Planetengetriebemotor der 380er Größe, gleich mit 12V (das wäre mir sympathisch), Untersetzung 516:1.
Gleich mal an meinem Getriebe nachgezählt und gerechnet: Hat 673:1.
Das wäre diesselbe Größenordnung, aber der 380er Motor müßte ja ungleich mehr Drehmoment packen. Ich glaube, ich habe sogar so einen Motor hier irgendwo herumfliegen... muß ich ausprobieren.
Ob's ins Modell reinpasst, ist aber wieder eine andere Frage.
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26.01.2015 11:29 |
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| Und noch etwas zur Abschätzung... |
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tömchen
König
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des gewünschten Drehmoments:
Die Maximalforderung wäre, daß man das Fahrzeug ganz eng an eine Wand (Bordstein, Felsbrocken...) stellt und man kann mit der Lenkbewegung den gesamten Vorderwagen beiseite drücken. Also die Vorderreifen rutschen mit ihrer Aufstandsfläche weg, während sich der Reifen mit seiner Außenkante an der Wand abstützt.
Das wäre super, ist vielleicht auch nicht unbedingt nötig. Noch mehr braucht man auf jeden Fall nicht.
Und wieviel ist das?
155mm Reifendurchmesser.
Gewicht auf der Vorderachse mal ganz grob/theoretisch auf 10kg geschätzt.
Reibungskoeffizient bzw. Kraftschlussbeiwert der Reifen auf Asphalt mal großzügig 1. Eigentlich 0,7 - aber wir haben ja sehr weiche Reifen (30 Shore) und Asphalt mit überdimensionierter Körnung.
Da wäre ich jetzt bei 760Ncm. Seht Ihr das auch so?
Fragt und grüßt
der Tom.
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26.01.2015 12:03 |
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| RE: Und noch etwas zur Abschätzung... |
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MatthiasR
Doppel-As
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| Zitat: |
Original von tömchen
Da wäre ich jetzt bei 760Ncm. Seht Ihr das auch so?
Fragt und grüßt
der Tom. |
Prinzipiell ja. Da kommt noch die Übersetzung durch unterschiedlich lange Hebelarme am Servo / an der Anlenkung als Faktor dazu. Die ist allerdings bei ca. 42° Lenkeinschlag (für das kurveninnere Rad) und üblichen Servoauslenkungen in der Nähe von 1:1...
Grüße
Matthias
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26.01.2015 21:27 |
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| RE: Und noch etwas zur Abschätzung... |
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JensR
Administrator
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Ah, der Bordsteinwegdrücktest!
Radius r=77.5mm
Kraft L = 100N
Kraft R = µ * L = 100N
Drehmoment M = r*R=7750Nmm ~= 8Nm
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26.01.2015 21:42 |
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tömchen
König
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Da sind wir also alle d'accord... 
Jetzt brauchen wir nur noch das preiswerte, kompakte, käufliche Ding, das das kann!
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26.01.2015 22:14 |
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Sandokahn
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Ich hab da was im Hinterkopf mal seh ob ich das mal zu Papier oder besser Bildschirm bringen kann.
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Grüße Sandro
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27.01.2015 00:38 |
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manufa mog
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Also seit Ihr jetzt bei ca. 80Kg/cm, bei einem Servohebelarm von 2cm entspräche das immernoch 40Kg.
Also könnte man ca. das 2fache Fahrzeuggewicht (ca. 20Kg bei unseren Mog's) damit anheben ?
Halte ich für übertrieben.
Tom 40Kg auf deinen nicht ganz spielfreien RC4WD Kugelkopf ???
Gruß, Udo
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27.01.2015 12:54 |
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JensR
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Die Auslegung mit Wand ist sehr pessimistisch. Wenn man statt dem Reifen-Radius nen geringeren Hebelarm nähme (halber Radius?) wird das benötigte Moment entsprechend geringer.
Und sorry für die Pingeligkeit, aber die Einheit kg/cm ist falsch - über kgcm könnte man mit Bauchweh noch reden, aber kg/cm ist, auch wenn es die Servo-Hersteller verwenden, eben keine Einheit für ein Drehmoment.
Bei einem Hebelarm von 2cm=0.02m entsprechen 8Nm einer Kraft F=8Nm/0.02m=400N, was umgangssprachlich die besagten 40kg sind.
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27.01.2015 15:16 |
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Sandokahn
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Ich hab mal die Anleitung vom K40 studiert, im Normalfall geht er bei Überstrom in den Fehlermodus, welcher sich dann wieder rausklicken lässt.
Das sollte eigentlich auch auf das BEC zutreffen.
Ganz abstürzen dürfte er nicht, habe ich zumindestens bei meinem K30 noch nie geschafft.
Jens hat es schon angesprochen, vielleicht die Hebel ändern.
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Grüße Sandro
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27.01.2015 19:56 |
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MatthiasR
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| Zitat: |
Original von JensR
Die Auslegung mit Wand ist sehr pessimistisch. Wenn man statt dem Reifen-Radius nen geringeren Hebelarm nähme (halber Radius?) wird das benötigte Moment entsprechend geringer.
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... und dann würde z.B. das wasserdichte 4 Nm-Servo von Savöx ausreichen.
Ich hab's da ja etwas einfacher :-)
1:10 bedeutet ungefähr das halbe Gewicht gegenüber 1:8 - und die Räder sind auch noch etwas kleiner. Da würde das Teil sogar den ganz pessimistischen 'worst case' schaffen.
Wenn ich dieses Servo einsetzen sollte, kann ich mir wohl erlauben, es mit deutlich weniger als 7,4 V zu betreiben, es wird dann immer noch mehr als genug Kraft haben.
Grüße
Matthias
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27.01.2015 20:16 |
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tömchen
König
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Ich habe den 1:516 Planetengetriebemotor offenbar schon früher einmal im CAD modelliert, da habe ich ihn heute gleich mal virtuell ins Gesamtfahrzeug reingehalten.
Geht leider nur schwerlich rein.
Er ist, vor allem mit Verlängerung durch axial angesetztes Poti, zu lang, um sich längs unter dem Hauptmotor so ungefähr als Ölwanne zu verstecken.
Senkrecht gestellt könnte er bis knapp zum höchsten Punkt unter der Motorhaube gehen, das würde dicke reichen. Aber das axial angebrachte Poti würde hier zu weit runterreichen, wenn die Lenkstange einigermaßen waagrecht zum rechten Rad gehen soll.
Bleibt schwierig.
Bei meinem bisherigen Lenkgetriebe könnte ich wohl alles so anordnen, daß es sich gut unter Hauptmotor und Zapfwellenmotor drunterschmiegt. Ist aber Arbeit.
Bleibt der Savox Servo mit 400Ncm. Das werde ich morgen auch mal modellieren, dann bringe ich ein paar Bilder.
Ich muß auch mal den 1:516 Motor mit Drehmoment-Belastung testen.
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27.01.2015 21:27 |
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TRistan
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28.01.2015 13:01 |
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| Käufliches Servo untersetzen? |
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tömchen
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Siehe Diskussion bei Udos Unimog, mein Beitrag vom 20.1.2015.
Hab ich alles schon gemacht.
So stark wie im Video würde ich aber nicht untersetzen, irgendwann ist die Lenkgeschwindigkeit wirklich zu müde.
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28.01.2015 13:35 |
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TRistan
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war der Gedanke zwecks kompakterbauraum 
und alles "fertig" 
__________________
Gruß Tristan 
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28.01.2015 13:58 |
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Sandokahn
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28.01.2015 19:43 |
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| RE: Käufliches Servo untersetzen? |
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MatthiasR
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| Zitat: |
Original von tömchen
Siehe Diskussion bei Udos Unimog, mein Beitrag vom 20.1.2015.
Hab ich alles schon gemacht.
So stark wie im Video würde ich aber nicht untersetzen, irgendwann ist die Lenkgeschwindigkeit wirklich zu müde. |
Und irgendwann leidet auch die Positioniergenauigkeit. Man verringert ja die Streckenverstärkung und damit die Regelkreisverstärkung durch die zusätzliche Übersetzung. Wäre unschön, wenn sich eine andere Mittellage einstellt, je nachdem, ob man vorher eine Rechts- oder Linkskurve gefahren ist...
Grüße
Matthias
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28.01.2015 20:47 |
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| RE: Käufliches Servo untersetzen? |
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JensR
Administrator
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Hm.
Verstehe ich nicht, ist zu lange her...
Wenn man das Poti auf das große Abtriebsrad umzieht, ändert sich die statische Regelabweichung doch nicht?
Wenn man das Poti auf dem Ritzel lässt, verbessert sich sich die statische Regelabweichung, weil jedes Grad Abweichung am Abtriebsrad i-mal Grad Abweichung am Poti=Sensor erzeugt.
An Segelwinden/Segelservos hat man meist das umgekehrte Problem. Meist werden 270° Potis verwendet, das Servo macht aber mehrere Umdrehungen, deswegen sitzt zwischen Abtrieb und Poti eine Übersetzung ins Langsame. Das Poti dreht also *weniger* Grad als der Abtrieb. Die Wiederholgenauigkeit und Steifigkeit der Regelung ist deswegen schlechter.
Das größere Problem ist m.E. wenn die zusätzliche Stufe das relative Spiel vergrößert.
Hab ich da nen Denkfehler?
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28.01.2015 22:41 |
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| RE: Käufliches Servo untersetzen? |
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MatthiasR
Doppel-As
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Hallo Jens,
| Zitat: |
Original von JensR
Hm.
Verstehe ich nicht, ist zu lange her...
Wenn man das Poti auf das große Abtriebsrad umzieht, ändert sich die statische Regelabweichung doch nicht? |
Ich habe mit sowas auch nicht täglich zu tun, aber ich versuche mal, das auseinanderzusortieren:
Bei gleicher Motorspannung (=Reglerausgang) ist die Drehzahl am Abtrieb mit der zusätzlichen Übersetzung kleiner als ohne. Die Position ändert sich damit langsamer.
Im Wesentlichen ist die Regelstrecke ein I-Glied (die Position ist die aufintegrierte Drehzahl). Die Verstärkung von Motor und Getriebe (Drehzahl/Spannung) ist mit zusätzlicher Übersetzung kleiner als ohne - und damit auch die Gesamtverstärkung von Regler + Strecke.
Wenn die Strcke tatsächlich ein reiner Integrator wäre, hättest Du natürlich recht: Dann gäbe es keine statische Regelabweichung. Und "statische Regelabweichung = 0" ändert sich auch nicht, wenn die Verstärkung kleiner wird.
Leider gibt es da noch so ein paar Schmutzeffekte wie Anlaufmoment (= ein Totband) und Getriebespiel (= Lose). Der Motor ist keine reine P-Verstärkung, sondern (mindestens) ein PT1. Das Anlaufmoment z.B. sorgt dafür, dass bei zu kleinem Reglerausgang sich nichts bewegt - und damit eine etwa vorhandene Regelabweichung stehen bleibt. Wenn jetzt die Kreisverstärkung kleiner ist, ist eine größere Regelabweichung nötig, um die Totbandgrenzen zu überschreiten.
| Zitat: |
Wenn man das Poti auf dem Ritzel lässt, verbessert sich sich die statische Regelabweichung, weil jedes Grad Abweichung am Abtriebsrad i-mal Grad Abweichung am Poti=Sensor erzeugt.
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Ja, wenn man das Poti auf dem Ritzel lässt, ändert sich an der Regeldynamik gar nichts. Der Winkelfehler wird mit dem Übersetzungsverhältnis heruntergesetzt, aber es gibt zusätzliches Spiel.
| Zitat: |
Das größere Problem ist m.E. wenn die zusätzliche Stufe das relative Spiel vergrößert.
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Ja, und das auch bei der Version mit dem Poti auf dem Abtriebsrad. Das ist eine zusätzliche Lose im System, und die ist nicht gerade förderlich für die Stabilität. Es wird wohl meistens trotzdem gutgehen, weil diese Servoregler eher gutmütig ausgelegt sind.
| Zitat: |
| Hab ich da nen Denkfehler? |
Ich hoffe, ich habe jetzt nicht noch einen Denkfehler eingebaut...
Grüße
Matthias
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29.01.2015 21:15 |
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Impressum
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und einen dicken Servo dran