Hier findet Ihr eine Sammlung von Tipps, Tricks, Materialien, Bauanleitungen u.s.w. rund um die Moba. Ich denke, hier ist für jeden ist hier was dabei.
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Ein Baukran mit kleinen Veränderungen |
| Veröffentlicht von Helmut (helmut) am 01.08.2009 |
| Tipps & Co >> Dies und das |
In den letzten Monaten habe ich eine Vorliebe für Beleuchtungs- und Bewegungsszenen entwickelt, die ich durch Mikroprozessoren steuere. Diesmal habe ich mir den Baukran von DM-Toys vorgenommen. Eine Dreh- und Hebebewegung sollte da doch möglich sein, gerade in Spur N! Für mich stellte sich zuerst die Frage nach einer geeigneten Last. Damit die Szene glaubwürdig wirkt, sollte sie am Haken des Baukrans über mehrere Bewegungsabläufe verbleiben. Ein Betonkübel schien mir eine gute Wahl zu sein, da auch noch der eigentliche Entladevorgang des Betons recht unauffällig ist. Das Vorbild des Betonkübels ist übrigens hier zu finden.
Und das Ganze in Bewegung:
Bau des Betonkübels
Da der Modellkübel den Faden stramm halten muss, habe ich mich als Material für Metall, genauer für Messing, entschieden. Im ersten (im Nachhinein überflüssigen) Schritt wurde dazu ein Rundstab (6 mm) in eine Tischbohrmaschine eingespannt und ein Ende mittels Feile auf ca. 1,5 mm stark verjüngt. Im Anschluss daran wurde die Birnenform des Kübels sowie eine Verdickung im Verschlussbereich auf gleiche Weise herausgearbeitet.
Während dieser Arbeiten kam mir der Gedanke, dass es sinnvoll wäre, den Kübel während der simulierten Umfüllvorgänge zu fixieren. Kurzerhand habe ich das dünne Ende gegen magnetischen Federstahl ersetzt, der von kleinen Neodymmagnete gut angezogen wird.
Die Verschlussmechanik und die Ständer habe ich mit zwei kleinen Ätzblechen aus Neusilber hergestellt. Die Bleche wurden einfach mit Sekundenkleber fixiert.
Nach dem Airbrushen nahm der Betonkübel allmählich Form an. Er wurde nur noch abgesägt, oben etwas vertieft und dort grau eingefärbt.
Zusammenbau des Kranbausatzes
Der Bausatz wurde im Großen und Ganzen gemäß Bauanleitung zusammengebaut. Der Betonkübel wird mittels eines dünnen Fadens (ist im Bausatz vorhanden) bewegt. Dieser Faden wird über die Laufkatze entlang des Krangitters in die Unterwelt zum Antrieb geführt. Dazu waren bei drei Stellen Änderungen am Bausatz erforderlich.
1. Die Laufkatze erhielt eine (nicht drehbare) Achse aus Messing, da mir die Kunststoffrollenimitationen nach dem Kleben zu rau für ein Darübergleiten des Fadens erschienen. Dazu wurden die Rollen auf der einen Seite mittels Skalpell entfernt und durch die Messingachse ersetzt.
2. Damit der Faden sicher aus der Horizontal- in die Vertikalbewegung umgelenkt werden kann und nicht aus der Führung rutscht, habe ich an den "Rollen" zwei Drahtbügel angeklebt.
3. Die dritte Veränderung betrifft die Übertragung der Drehbewegung. Als Drehachse wird ein Messingrohr (OD 2mm) verwendet, auf das die sich drehenden Teile des Krans einfach gesteckt wurden. Als Lager wurde ein Messingstab mit entsprechender Bohrung im "Erdreich" versenkt. Der Kranfuß wurde genau passend über dem Bohrloch fixiert. Damit ist die Lage der Drehachse an 2 Stellen fixiert. Durch das Messingrohr wird auch der Tragfaden des Betonkübels unter Tage geführt. Unterhalb der Bodenplatte ist an dem Messingrohr ein Platinenstreifen gelötet, auf den die Antriebskräfte mittels Messngdrähte übertragen werden.
Antrieb
Die Kranbewegungen werden von zwei kleinen Servos erzeugt. Der linke Antrieb ist mit seiner Armverlängerung für die Höheneinstellung der Last verantwortlich. Der rechte Servo übernimmt die Drehbewegung über das Drahtgestänge und den Platinenstreifen.
Ein Servo besitzt drei Anschlüsse: +5V, GND und die Steuerleitung. Der Motor kann die Drehachse zwischen zwei maximalen Auslenkungen bewegen. Positive Pulse von 1 ms auf der Steuerleitung bringen die Achse in die eine Maximalposition, Pulse von 2 ms in die andere. Die Mittelstellung des Servos erreicht man mit 1,5 ms langen Impulsen. Die Signale sollen alle 10-20 ms wiederholt werden.
Interessant ist jetzt die Frage, wie erzeugt man diese Signalabfolge. Ich habe mich für den Einsatz eines PIC-Mikroprozessors entschieden. Ein Schaltplan ist schnell entworfen. Zum einen wird eine stabilisierte 5V Quelle benötigt. Wer diese Spannung nicht zentral zur Verfügung stellt, kann sie aus der Trafowechselspannung von 16 V leicht erzeugen. Ein Brückengleichrichter erzeugt eine wellenförmige Gleichspannung, die durch den Elko geglättet wird. Der 7805 erzeugt daraus dann die stabilisierte Gleichspannung von 5V.
Die Beschaltung des PICs ist noch unscheinbarer. Als Prozessor habe ich meinen Wald- und Wiesen-PIC 16F628A genommen. Neben der Spannungsversorgung ist noch ein Keramikresonator (Quarzersatz) an PIN 15 und 16 angeschlossen und der Reseteingang Pin 4 über 10k auf +5V gelegt. Pin 6 und 7 gehen als Steuerleitungen direkt auf die Servoanschlüsse, die jeweils aus einer dreipoligen Stiftleiste bestehen.
Die fertige Platine sieht dann so aus. Sicherlich könnte man sie noch kompakter gestalten, aber ich möchte sie als Vorlage für zukünftige Schaltungen nehmen, wo ich vielleicht mehr Ports des PICs benötige.
Die Programmierung des PIC erfolgte in C mit dem Ziel, an Pin 6 und 7 folgenden Spannungsverläufe erzeugen.
Die programmtechnische Lösung ist eigentlich recht einfach und wurde folgendermaßen realisiert:
Die Längen der positiven Impulse für die beiden Servos sind in zwei eindimensionalen Arrays hinterlegt, wobei die Anzahl der Pulsinformationen in beiden Array identisch ist. Nach dem üblichen Vorspann zur Einstellung des Mikroprozessors wird ein Zeiger auf den ersten Arraywert gesetzt. Dann beginnt schon eine Endlosschleife:
Pin6 wird auf high gesetzt.
Der Wert für Servo1 wird aus dem Array gelesen und in den integrierten Timer geladen.
Nach Ablauf des Timers wird Pin6 wieder auf low gesetzt.
Pin7 wird auf high gesetzt.
Der Wert für Servo2 wird aus dem Array gelesen und in den Timer geladen.
Nach Ablauf des Timers wird Pin7 wieder auf low gesetzt.
Jetzt wird die noch fehlende Zeit bis 10 ms berechnet (so genau muss das gar nicht sein).
Diese Zeit lässt man mittels Timer verstreichen.
Der Zeiger auf die Arrays wird auf den nächsten Wert gesetzt.
Ist das Programm am Ende des Arrays angekommen, wird die Laufrichtung innerhalb der Arrays geändert, d.h. ist der Zeiger beim letzten Wert angekommen, wandert er wieder zurück zum ersten und umgekehrt.
Jetzt wird nur noch zum Beginn der Endlosschleife gesprungen.
Da sich das Programm je nach Prozessortyp und Programmiersprache erheblich verändern kann, verzichte ich hier auf einen Abdruck des Listings. Bei Bedarf könnt ihr mich ja anmailen.
Zuletzt geändert am: 08.12.2009 um 18:18
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