Hallo Leute, wir bauen für unsere Studienarbeit ein Indoor GPS System. Wir wollen 2 Laserstrahlen aus 2 Verschiedenen Richtungen durch ein Feld laufen lassen. Hierfür brauchen wir 2 Motoren, die genau mit der allergleichen Drehzahl synchron drehen. Wir dachten, dass sich so etwas mit Festplattenmotoren (Synchrone Drehstrommotoren) realisieren lässt. Die Frage ist dann nur, wie können wir beide Motoren gleich ansteuern? Eventuell über die gleiche Spannungsquelle auf einer Platine beide Motoren anschließen. Wenn jemand eine andere Idee hat sind wir sehr dankbar. Viele Grüße Sebastian
...wenn ihr daran schon scheitert, wie soll das dann mit dem rest klappen? :) die ansteuerung der motoren müsst ihr selber bauen, dann die beiden steuerungen vernetzen und eine als master definieren. alleridngs sollte bei genügend massenträgheit und ohne äußere einflüsse die drehzahl bei SAUBERER ansteuerung nicht schwanken (aber synchron müsst ihr sie dennoch einregeln). Klaus.
...ahso: evtl schaut ihr euch die ansteuerung erstmal einfach an nem oszi an, ne platte läuft ja bereits mit einfacher stromversorgung an. Klaus.
Hallo, schaut mal in den letzten elektor Ausgaben nach, dort gab es ein Projekt mit Motoren aus Computer Laufwerken zur Laserstrahl Steuerung. Keine Ahnung ob das genau genug für Euch ist. http://www.elektor.de/jahrgang/2008/november/laserprojektor-mit-servos.710445.lynkx Bei einer Anmeldung gibt es 10 Credits geschenkt. Den Artikel kann man so gratis downloaden :-) Gruß Florian
Das Zauberwort heist "Servo" ! Oder für Stundentenbudgets ggf. auch "Schrittmotor"...
> Indoor GPS System Indoor Global Positioning System System? Mit LCD-Display und uC-Mikrocontroller? Zur Sache: du mußt mur einen zentralen Impuls generieren, und den an die beiden Motor-Regler leiten. Die Motoren geben dann z.B. pro Umdrehung einen Impuls zurück, und diese beiden Impulse werden pro Motor aufeinander so geregelt (mit der bereits angesprochenen PLL), dass eine Phasendifferenz von 0 herauskommt. Dann ist nur noch eine evt. unterschiedlich lange Laufzeit der Impulse durch unterschiedliche Kabellängen vom Impulsgeber zu den Drehzahlreglern zu berücksichtigen und fertig. Wie ein Drehzahlregler und eine PLL aufgebaut ist, das sollte man aber schon selber herausfinden, wenn man eine > Studienarbeit macht :-o
Zwei Synchronmotoren benutzen? Die können nicht anders als Netzsynchron laufen, da gibts keinen Schlupf, höchstens eine belastungsabhängigen Nachlaufwinkel, aber da kann ich dann nicht helfen. Die ans selbe Netz hängen, dazu vielleicht noch eine Schaltung* die kontrolliert das auch beide mit dem gleichen Winkel laufen und fertig. * z.B. ne kleine Lichtschranke an der Achse, ein Motor darf Master spielen. Zuerst beide Motoren anschalten, hochlaufen lassen und dann einen Motor abschalten und etwas auslaufen lassen bis beide Lichtschranken gleichzeitig schalten, dann den Motor wieder zuschalten.
Darf ich mal eine Frage stellen? Unter Indoor GPS mit Lasern kann ich mir nichts vorstellen. Was ist das Arbeitsprinzip?
Hallo, falls es dir eine Hilfe/Tipp ist: ich verwende zwei Schrittmotoren die jeweils von einem Steuermodul (SMC11 von der Firma Nanotec) angetrieben werden. Man man braucht somit nur einen Takt erzeugen, bei dem das Modul den Motor immer einen Schritt weiter drehen lässt. Verwendest du also ein und den selben Takt für beide Steuermodule, brauchst du dich somit nicht mehr darum zu kümmern, dass beide Motoren gleich schnell drehen.
Also generell würd ich sowas auch über Schrittmotoren machen, da hat man je nach Motor eine schöne hohe auflösung und kann es recht einfach synchronisieren. Am einfachsten wird für dich sein, du guckst dich mal bei Nanotec um. DIe haben mit Sicherheit eine Steuerung im programm die eure Anforderungen gewachsen ist. http://de.nanotec.com/schrittmotor_positioniersteuerung_smci21.html Evtl. ist das sogar schon eine passende Steuerung für euer Vorhaben. MfG
@ max (Gast) >Also generell würd ich sowas auch über Schrittmotoren machen, da hat man Nicht sinnvoll. >je nach Motor eine schöne hohe auflösung und kann es recht einfach >synchronisieren. Kann man mit normalen Motoren ebenso, ausserdem sind diese viel einfacher bei höheren Drehzahlen steurbar. Die wesentlichen Eigenschaften eines Schrittmotors können hier nicht sinnvoll eingesetzt werden. MfG Falk
Karl heinz Buchegger wrote: > Darf ich mal eine Frage stellen? > Unter Indoor GPS mit Lasern kann ich mir nichts vorstellen. > Was ist das Arbeitsprinzip? Das frage ich mich allerdings auch... Eine kombinierte Triangulations- und Zeitdifferenz-Messung eventuell? > Die wesentlichen Eigenschaften eines Schrittmotors können > hier nicht sinnvoll eingesetzt werden. Vermutlich sind die "Schritte" und mechanischen Nichtlinearitäten sogar eher hinderlich...
Also ziel des Projektes ist in einem Spielfeld von 6x6 Metern die Position eines Fahrzeugs zu bestimmen. Auf dem Fahrzeug befindet sich eine Photodiode, die den Laser erkennt. Nun sollen 2 Strahlen mit verschiedenen Wellenlängen von 2 Ecken aus durch den Raum geschickt werden. Diese beiden Strahlen brauchen den selben 0° Durchgang. Nun kann man aus den Laufzeiten der beiden Strahlen die beiden Winkel berechnen und daraus dann letztlich die exakte Position. Unser großes Problem sind nun nur die Motoren. Am liebsten wäre uns eine fertige Lösung für das Ganze, die nicht allzu teuer ist. Es waren ja bereits sehr gute Ideen dabei. Wenn wir noch eine Ansteuerung und Regelung selbst bauen müssen, sprengt das eigentlich schon unseren Zeitplan. Warum würden die Schrittmotoren nicht funktionieren? Diese wären in einem preislichen Rahmen, der akzeptabel ist. Habe nun schon mit mehreren Motorenherstellern gesprochen. Viele meinten wir bräuchten Servomotoren mit Regelungseinheiten. Da wären wir bei ca.2000 - 3000€. Andere haben Bürstenlose Gleichstrommotoren empfohlen. (ca. 1000€) Hat jemand vielleicht ne Idee für fertige Lösung, die sich im Preislich überschaubaren Rahmen hält?
Es gibt’s keinen gleichen Geschwindigkeiten… Es muss geregelt werden mit dem Prinzip Master-Slave Positionen. Aber wenn die getriebene Fahrzeuge sind freibeweglich dann bring das andere Probleme. Das Beste wäre ein eigenes GPS-Home System…
"... Position eines Fahrzeugs zu bestimmen. Auf dem Fahrzeug befindet sich eine Photodiode, die den Laser erkennt. Nun sollen 2 Strahlen mit verschiedenen Wellenlängen von 2 Ecken aus durch den Raum geschickt werden. Diese beiden Strahlen brauchen den selben 0° Durchgang. Nun kann man aus den Laufzeiten der beiden Strahlen die beiden Winkel berechnen und daraus dann letztlich die exakte Position." Linienlaser hochkant? Nur eine Photodiode für beide Wellenlängen? Wie unterscheidet die die Wellenlängen? Hat die Photodiode eine gleichbleibende Rundum-Empfindlichkeit? "In den Ecken" würde bedeuten, das die Laser 90° hin und her schwenken müßten und am Umkehrpunkt Fehler machen. Außerdem ist der Triangulationsfehler unterschiedlich hoch. Das stellt dann höhere Anforderungen an die Genauigkeit der Laser(-dreh-)führung. Blackbird
Wie man Motoren in der Phase nachregelt wird in jedem Videorecorder vorgemacht. Dort wird der Kopftrommelmotor auf die Phase des Zeilenimpulses nachgeregelt damit der Videokopf in der Spur bleibt. Vielleicht koennte ihr euch ein paar alte Kopftrommelmotoren aus Videorecordern besorgen. Der Hallsensor fuer die Positionserkennung ist dort auch schon eingebaut. Auch gibt es dafuer fertige ICs die den Motor regeln. Gruss Helmi
> Unser großes Problem sind nun nur die Motoren. Da würde ich mich mal nicht so drauf versteifen... Das ist nur eines eurer Probleme. Soll sich der Strahl mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehen? Bewegst du mit dem Motor einen Spiegel (wie in der Kasse beim Kaufladen)? > Nun kann man aus den Laufzeiten der beiden Strahlen die beiden Winkel > berechnen und daraus dann letztlich die exakte Position. Mit "Laufzeit" ist wohl eher die "Zeitdifferenz" zwischen den beiden Impulsen gemeint. Ich bin mir noch nicht so ganz sicher, dass das reicht. Du brauchst doch auf jeden Fall noch einen Null-Impuls. Nur dann kannst du sagen, wo du z.B. auf der Mittelgeraden zwischen den beiden Sensoren bist. Denn dort kommen die beiden Strahlen immer zeitgleich an, d.h. die Zeitdifferenz ist immmer 0.
>Linienlaser hochkant? >Nur eine Photodiode für beide Wellenlängen? Wie unterscheidet die die >Wellenlängen? Hat die Photodiode eine gleichbleibende >Rundum-Empfindlichkeit? Richtig, genau Linienlaser hochkant. Ob wir eine oder 2 Photodioden nehmen, steht noch nicht fest. Haben momentan ne Testschaltung mit ner Diode, die Rot, Blau, Grün erkennt. >"In den Ecken" würde bedeuten, das die Laser 90° hin und her schwenken >müßten und am Umkehrpunkt Fehler machen. Die Laser sollen um 360° drehen, alledings ist für uns nur ein 90° Winkel relevant. Beim Nulldurchgang soll ein Synchronisationsblitz gesendet werden. Nun können wir, wenn wir eine bestimmte drehzahl haben die Zeit messen, die der Laser von 0° bis x° braucht und das aus zwei Richtungen. Je nach der Art des Spiegels, den wir für die Ablenkung verwenden brauchen wir unterschiedliche Drehzahlen. (2800 Umdrehungen bei Dreiecksspiegel, 4200 Umdrehungen bei Doppelspiegel) > Das stellt dann höhere Anforderungen an die Genauigkeit der Laser(-dreh-)>führung. Genau da liegt unser Problem: Bisher konnte uns keiner sagen, mit welcher Motorkombination wir die gewünschte Sache realisieren könnnen.
Ich wuerd Schrittmotoren im Mikroschrittmodus verwenden. Da bekommt man nahezu beliebig hohe Winkelaufloesung. Dann kann man sich beschraenken nur sas Feld des Interesses zu scannen. Die zwei Wellenlaengen mit Farbfiltern wuerd ich ersetzen durch Modulation des Lichtes. Wenn man das licht des diodenlasers mit einigen MHz einer Pseudozufallssequenz moduliert kann man die Quellen auseinanderhalten.
"Unser großes Problem sind nun nur die Motoren." Das glaubst aber auch nur du :) Schon alleine deinen Wellenlängengeschichte nehm ich dir nicht ab. WENN, dann geht sowas über LAUFzeiten eines modellierten Bursts. Klaus.
Ich weiß nicht, ob's hilft, aber einen etwas anderen Ansatz in der Richtung habe ich mal bei einem per WiFi steuerbaren Auto mit Webcam gesehen. Der findet sich selbständig im Raum zurecht, indem an die Decke ein Raster von Linien über IR - LEDs projiziert wird: http://www.wowwee.com/en/products/tech/telepresence/rovio/truetrack-room-beacon Gruß, Martin
Frage zu den Schrittmotoren: Wenn wir die 2800 Umdrehungen bei Dreiecksspiegel, 4200 Umdrehungen bei Doppelspiegel haben und um 360° drehen wollen, ist das möglich? Bin mir grade nicht sicher, ob klar war mit welcher Umdrehungszahl wir arbeiten müssen, um die gewünschte Auflösung zu erhalten.
Sebastian Geiselhardt wrote: > Die Laser sollen um 360° drehen, alledings ist für uns nur ein 90° > Winkel relevant. Beim Nulldurchgang soll ein Synchronisationsblitz > gesendet werden. Nun können wir, wenn wir eine bestimmte drehzahl haben > die Zeit messen, die der Laser von 0° bis x° braucht und das aus zwei > Richtungen. Je nach der Art des Spiegels, den wir für die Ablenkung > verwenden brauchen wir unterschiedliche Drehzahlen. (2800 Umdrehungen > bei Dreiecksspiegel, 4200 Umdrehungen bei Doppelspiegel) >> Das stellt dann höhere Anforderungen an die Genauigkeit der > Laser(-dreh-)>führung. Ah, jetzt hab ichs verstanden. Das ist dasselbe Prinzip, nachdem in der Fliegerei das VOR funktioniert. Nur warum die Motoren da phasengleich laufen müssen ist mir nicht klar. Verpass jeder Sendeeinheit einen eigenen Synchronimpuls und sorg dafür, dass der Empfänger die beiden Sender auseinanderhalten kann. Das dürfte einfacher sein als 2 solcher Einheiten absolut synchron laufen zu lassen. Edit: Hab nochmal im Ursprungsposting nachgelesen: Phasengleichheit war ja gar nicht gefordert. Lediglich die Drehzahl muss konstant sein, was ja auch logisch ist. Das sollte dann aber doch nicht so schwer sein, einen Motor der keine Laständerung erfährt, auf eine bestimmte Drehzahl einzuregeln. Darf ich noch was fragen: Was betreibt ihr da im Raum, damit ihr ~8000 mal pro Sekunde die Position feststellen müsst? Indoor Jet-Fliegen?
Nein, falsch verstanden glaube ich. Nicht 8000 mal pro Sekunde die Position messen, sondern ~140 mal pro sekunde: Wenn wir Doppelspiegel also die Hälfte (70 mal) mal 60 sind dann 4200 Umdrehungen pro minute, die wir brauchen.
SeppelG wrote: > Nein, falsch verstanden glaube ich. Aneinander vorbeigeredet. > 2800 Umdrehungen bei Dreiecksspiegel Du hast U/min gemeint und ich habs auf 1 Sekunde bezogen. OK. U/min wäre logischer gewesen. Mein Fehler.
Karl heinz Buchegger wrote: > Edit: Hab nochmal im Ursprungsposting nachgelesen: Phasengleichheit war > ja gar nicht gefordert. Lediglich die Drehzahl muss konstant sein, was > ja auch logisch ist. Das sollte dann aber doch nicht so schwer sein, > einen Motor der keine Laständerung erfährt, auf eine bestimmte Drehzahl > einzuregeln. > Aber meiner Ansicht brauchen wir doche eine Phasengleichheit, damit die beiden Motoren immer den selben Nulldurchgang haben. >Nur warum die Motoren da phasengleich laufen müssen ist mir nicht klar. >Verpass jeder Sendeeinheit einen eigenen Synchronimpuls und sorg dafür, >dass der Empfänger die beiden Sender auseinanderhalten kann. Das dürfte >einfacher sein als 2 solcher Einheiten absolut synchron laufen zu >lassen. Man muss ja bedenken, dass das Fahrzeug ja evtl. in Bewegung ist und nicht still steht. Wenn nun der Strahl von Laser 1 erkannt wird haben wir diesen Winkel, aber den zweiten haben wir ja dann schon an einer anderen Position. Oder mach ich nun einen Denkfehler?
> Wenn nun der Strahl von Laser 1 erkannt wird haben wir diesen Winkel, > aber den zweiten haben wir ja dann schon an einer anderen Position. Den zeitlichen Versatz hast du sowieso. Abhängig von der Scanrichtung der beiden Sender zueinander wirst du bei (gleicher Phase und 0 Phasenversatz) entweder nur auf der Geraden zwischen den beiden Sendern oder auf einer Kurve von einem Sender zum andern beide Strahlen zugleich sehen. Zeichne dir das einfach mal auf... Und: hast du beachtet, dass auch Licht eine Laufzeit hat (immerhin 3,33ns/m in Luft)? Und 6mx6m sind doch schon 8,5m in der Diagonalen ;-)
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