[Elektronik] Arduino-Projekt - Steuerung Servo

[Herbert]

Hallo Zusammen,

im 'alten' Forum habe ich ja dieses Fass aufgemacht: https://www.herimo.de/Board/viewtopic.p ... 9670ab57a5 ... leider ist der ja mittlerweile kaum mehr zu verfolgen, da viele Bilder und Links fehlen und auch einige Posts ihren Inhalt verloren haben. Dabei ging es unter Anderem auch um Servos.

Zur Erinnerung: Ich hab dem Servo, der meinem Starter-Set beilag, ja keine 180° Drehung entlocken können. Nach etwa 150 bis 160° ist bei diesem Exemplar Schluss, egal wie ich ihn ansteuere. Und nachdem ich ja von Faller die Waggondrehscheibe besitze und dort auch ein Servo mitgeliefert wird (das entsprechende Steuergerät müsste man extra kaufen, aber dafür kann ich ja auch einen Arduino einsetzen), habe ich kurzerhand versucht, diesen in Betrieb zu nehmen. Dieser Servo kann sogar minimal mehr als 180° (ich schätze, es sind etwa 5 bis 6° darüber), obwohl Faller den mit maximal 90° betreibt mit dem eigenen Steuergerät (laut Anleitung). Im alten Thread wurde ja die Vermutung geäußert, dass vielleicht der Sketch nicht richtig funktioniert und das scheint mit diesem Test ja widerlegt zu sein.

Trotzdem gibt es ein Problem: Die 185° schafft der Servo nur dann, wenn er mit hoher Geschwindigkeit läuft. Bei vorbildgerecht niedriger Geschwindigkeit hingegen bleibt der Servo bei ca 130° stecken und vibriert dann nur noch, was sich gar nicht 'gesund' anfühlt. Es scheint so, als ob hier irgendwas mechanisch das Getriebe blockiert, ein Schmutzteilchen oder eine unsaubere Verarbeitung eines der Zahnrädchens. Bei höherer Geschwindigkeit scheint diese Hürde wohl gemeistert zu werden.

Ist es tatsächlich so, dass die Servos derart miserabel gefertigt werden? Muss man einen Pool von Servos kaufen, um die Chancen zu erhöhen, dass zumindest einer dabei ist, der passt? Womit muss ich rechnen, wenn ich den Servo zerlege? Fliegt mir dann alles um die Ohren?

Herbert

[Helmut]

Hallo Herbert,
wenn man zum Drehwinkel von Servos googelt, findet man schon einige Kommentare über wechselnde Drehwinkel von Servos. Wenn man sich die Preisspanne zwischen den verschiedenen Angeboten anschaut, sind Qualitätsunterschiede durchaus wahrscheinlich. Da ich bisher nur relativ kleine Winkel benötigt habe, hatte ich diesbezüglich aber bisher keine Probleme. Auch findet man diverse Anleitungen zum Auseinanderbauen. Also warum nicht, es kann nur besser werden. Einen Vorschlag aus dem Netz möchte ich allerdings hier wiederholen: Dokumentation der Auseinanderbaus mit der Digicam, damit es mit dem Zusammenbau auch wieder klappt.

Gruß aus KerpeN
Helmut

[Herbert]

Danke, Helmut - ich bin ein Unverbesserlicher und gehe (leider) immer davon aus, dass ordentlich produziert wird ...
Das mit dem Zerlegen muss ich mir echt überlegen. Es handelt sich hier um einen Micro-Servo, der in der Dicke gerade mal 8mm misst - wenn ich jetzt davon ausgehe, dass die Wandstärke vom Gehäuse wohl mind. 1mm beträgt, bleiben ja nur mehr max 6mm übrig. Da hab ich dann als Grobmotoriker eh nicht mehr viel zu melden. Die 2 Schrauben würde ich ja gerade noch aufbekommen mit meinem kleinsten Kreuzschlitzdreher.

Leider brauche ich die 180°, weil ich damit gerne meine kleinen Loks platzsparend umdrehen möchte, beispielsweise eine BR80 udgl. Eine Kehrschleife nimmt mir da viel zu viel Platz weg. Und wie gesagt, Faller sieht für das Modell sowieso nur eine Drehung von max 90° vor und deswegen scheint es denen nicht zu stören, wenn der Servo 'hakt'.

Na, vielleicht lasse ich den Servo mal eine Stunde leer hin und her fahren, vielleicht gibt sich dann ja das Problem durch Abnützung?

Herbert

[LAG-Isartalbahn]

Hallo Herbert,

zu deinem Problem kann ich nichts richtig Beitragen, aber bei einem Besuch in einem Modellbau-Geschäft ergab sich ein Gespräch mit einem Modellbauer über Servos. Habe damals Servos für eine bestimmte Anwendung gesucht (geplantes Projekt ruht derzeit). Der Modellbauer hat sich über die unterschiedlich Qualität der Servos nicht gerade freundlich geäußert, was die Aussage von Helmut bestätigen würde.

Nun die für dich eventuell wichtige Aussage "nicht alle Servos können 180°", wie richtig diese Aussage ist weis ich nicht.

Bei Deiner Frage zu Netzgeräten gehe ich davon aus das es mit deinen Arduino-Projekten zu tun hat.

mit schönen Grüßen
LAG-Isartalbahner

[Herbert]

Danke, LAG-Isartalbahner, das mit den Servos habe ich auch schon gehört. Es soll da Exoten geben, die tatsächlich nur bis 90° drehen können und die nimmt man dafür, wo man sehr exakt kurze Wege zurück legen möchte. Und es gibt Servos, die mehr als 180° können, beispielsweise 270° oder gar 360°. Soweit ich das verstanden habe, kommt es da auf das verbaute Getriebe an. Angesteuert werden sollten eigentlich alle Servos gleich.

Aber so schlimm ist es noch nicht - für mich ist es im Moment noch eine Art Lernphase, und mit dem jetzt anhäufenden Wissen kann ich dann wohl gezielt in einen Laden gehen, um den für mich richtigen Servo zu kaufen. Aber sobald ich die Zeit aufbringe, den Arduino wieder für den Servo aufzubauen, werde ich den mal mit einem Sketch wie oben beschrieben hin und her fahren lassen. In der Hoffnung, dass das Problem beim langsamen Drehen dann keines mehr ist.

Herbert

[MHAG]

Hallo Herbert!

Im anderen Arduino-Thread habe ich ja schon auf die Möglichkeit hingewiesen, statt eines Servos einen Schrittmotor zu verwenden:

Statt eine Bewegung mit Servos zu machen, kann man auch überlegen, einen Schrittmotor zu verwenden. Zum Einen ist die Bewegung "endlos" (also ohne Anschlag), zum Anderen hat so ein Teil auch ziemlich Kraft. Und für Herbert interessant dürften passende Module zum Aufstecken auf den Arduino sein -- man muss also nicht löten, die Schaltungen sind fix und fertig.
Das läuft auf reine Programmierung und Mechanik hinaus, aber wer will, kann natürlich auch die Elektr(on)ik dazu bauen.

Auch für die Ansteuerung eines Schrittmotors gibt es Bibliotheken; mitgeliefert wird im Arduino-Entwickler-Tool zum Einbinden (auch mit Beispielen, siehe "Stepper"):

Code: Alles auswählen

#include <Stepper.h>

Die passende Hardware könnte sein: Schrittmotor für Arduino
Vielleicht lässt sich Deine Anforderung so besser umsetzen?

Viele Grüße
Michael

[Herbert]

Danke, Michael - grundsätzlich hab ich eh auch schon daran gedacht (das verlinkte Modul hab ich eh in meinem Starterpaket); andererseits wird es schwierig werden, das eine Projekt damit zu lösen. Es geht ja um die Faller Mini-Wagondrehscheibe - siehe hier: https://www.faller.de/App/WebObjects/XS ... trieb.html .... da ist das eine Teil, was die Scheibe drehen lässt, exakt nach dem kleinen Zahnrädchen gelasert. Da müsste ich mir noch irgendwas überlegen, wie ich das Teil an den Motor bringe - wo ich eh auch noch eine Lösung dafür brauche, den Fahrstrom ans Gleis der Drehscheibe zu bringen. Grundsätzlich ist das Modell ja nicht gedacht, dass darauf Loks fahren. Daher werde ich eher gucken, ob ich nicht einen Servo bekomme, der gleich groß ist. Ich nehme ja nicht an, dass hier ein Servo extra für Faller konstruiert wurde.

[MHAG]

Hallo Herbert,

eine Getriebeübersetzung wäre auch noch eine Möglichkeit: Das Servo-Ritzel abziehen und auf einer Achse in der Drehscheibe einkleben, darunter ein auf diese Achse passendes Zahnrad und ein etwas größeres Zahnrad auf die Servoachse aufpressen -- dann erreichst Du einen größeren Drehwinkel. Die Drehgeschwindigkeit ist ja per Programm am Servo einstellbar.

Und wegen der Stromversorgung: Da reicht eine einfache Drahtschlaufe aus flexibler Litze. Weil die Scheibe ja nicht viel über 180° drehen kann, passiert da auch nichts. Kein Verdrehen oder Abreissen möglich. Die Schleife muss nur genug Spiel haben.

Viele Grüße
Michael

[Herbert]

Hi Michael,

ich fürchte, Du machst Dir eine komplett falsche Vorstellung von diesem Faller-Modell. Diese Drehscheibe ist definitiv nicht für den Bahnbetrieb gedacht und ist genau so konstruiert. Der äußere Ring, der die Drehscheibe umschließt, ist mit einer einfachen Lasercut-Konstruktion mit dem Mikroservo verbunden, der passt dort exakt rein. Und die Drehscheibe selbst wird dann auf das Ritzel des Servos reingedrückt. Fertig ist das Modell. Wenn ich jetzt beginne, mir zu überlegen, wie ich den Servo ersetze, dann bleibt kaum ein Bauteil mehr übrig von dem Bausatz.

Aber ich bin ja flexibel. Da ich sowieso ein Umfahrgleis brauche, damit die Lok am abgestellten Zug vorbei kommt, ist es nicht zwingend notwendig, dass die Lok um 180° gedreht wird. Möglicherweise reichen auch 140° oder noch weniger. Dann gäbe es eben ein Gleis, auf dem die Lok auffährt und ein anderes, wo sie wieder abfährt. Und dafür ist der mitgelieferte Servo in jedem Fall geeignet. Erspart mir sogar eine zusätzliche Weiche. Somit ist alles gut.

Wenn ich die Stromversorgung mit Litzen löse, brauch ich noch eine Lösung für die dann auftretende Kurzschlusssituation. Extra dafür ein KSM einsetzen, ist mir irgendwie zuwider.

[MHAG]

Hallo Herbert!

So schlimm habe ich das allerdings nicht befürchtet

Da wird aber eine Verstärkung notwendig werden, z.B. ein Metall-, oder Kunststoffring oder sowas, damit die Drehbühne nicht auf dem Holz schleift. Ich würde das Teil jedenfalls so umbauen, dass die Drehbühne nicht direkt auf dem Servo steckt.

Bzw. ist das Teil wirklich so toll, vor allem für den Preis
Geht doch eigentlich auch schnell zum Selberbauen: Als Drehscheibengrube den Deckel einer (Farb-)Dose, eine passende (Holz- oder Kunststoff-)Scheibe, mittig eine Achse, an dem Deckel ein Kugellager und unten auf der Achse ein kleines Zahnrad. Auf die Servoachse kommt dann ein größeres Zahnrad, das das kleine antreibt. Alternativ geht auch ein Schrittmotor, vielleicht sogar als Direktantrieb für die Bühne.
Zum Schluss noch das Gleis samt Anschluß, diverse Gleisabgänge und die optischen Verschönerungen.

Das sind jetzt nur so Überlegungen, ich will Dich nicht zum Selberbauen überreden. Aber das wäre meine Vorgehensweise.

Was mir noch zum Thema Servo eingefallen ist: Irgendwo habe ich mal gelesen, dass jemand den Poti des Servos getauscht hat und so den Drehwinkel verändern konnte. Ist vielleicht auch ein Ansatz...

Viele Grüße
Michael