Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wo finde ich Präzisions Servos?


von Elmü M. (elmue)


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Hallo

Im anghängten Bild seht ihr was ich mache:

Der mechanische Arm hat 3 Servos die ihn in alle Richtungen bewegen 
können.
Falls es jemanden interessiert:
Bestellen kann man den bei http://www.lynxmotion.com
__________

Ansteuern tue ich die 3 Servos mit einem FEZ Domino:
Programmierung in C#, pinkompatibel mit Arduino.
Falls es jemanden interessiert:
FEZ kann man hier bestellen: http://www.ghielectronics.com
__________

Nun aber zu meiner Frage:
Derzeit benutze ich die Servos HITEC HS485HB.
Diese sind aber von schlechter Qualität.
Das heißt, die Wiederholgenauigkeit ist miserabel.
Außerdem kommt es hin und wieder vor, daß die mechanische Hand nicht 
dahin trifft wo sie soll, und die Servos brummen ständig. Die Servos 
müssen also ersetzt werden.
__________

Nun habe ich hier im Forum gelesen, dass es Servos gibt mit Präzisions 
Potis mit 5 Schleifern. Nur wo finde ich die?

Wenn man auf http://www.alibaba.com sucht nach "digital servo metal 
gear" findet man tausende Servos mit Metallgetriebe und digitaler 
Elektronik.
Das Beste was ich finden konnte ist dieser Servo:
http://www.alibaba.com/product-gs/348778526/CYS_S8209_Metal_Gear_Digital_Servo.html

Der Preis ist OK mit $24, aber KEIN EINZIGER Hersteller schreibt etwas 
über Präzision wie z.B. "Wiederholgenauigeit: 0,1 Grad". Die einzigen 
Angaben die man überall findet, sind Kraft und Schnelligkeit. Aber 
gerade auf diese beiden Parameter kommt es mir überhaupt nicht an.
_________

Also meine Frage:
Hat jemand eigene Erfahrungen mit Präzisions Servos und kann mir sagen, 
wo sie sich bestellen lassen ?
Gibt es diese Präzisions Potis tatsächlich oder sind sie ein Mythos?
Ein Hersteller der Präzisions Servos baut, sollte doch daran 
interessiert sein, dies in den technischen Daten auch zu anzupreisen!

Danke
Elmü

von Andreas (Gast)


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Hallo,

schau  mal bei www.volz-servos.com rein.

mfg
Andreas

von Elmü M. (elmue)


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Hallo

Danke für den Tip.
Habe die Servos bei Volz studiert.

Das Problem ist aber, dass sie keine standard Abmessungen haben.
Ich müßte also die komplette Mechanik neu konstruieren.

Diese Servos haben Features wie Metallgehäuse, Salzwasserbeständigkeit, 
sind für höchste Geschwindigkeit optimiert (600 Grad/Sekunde) etc, da 
sie gedacht sind für militärische Anwendungen, Unterwasserfahrzeuge usw. 
All das macht sie teuer, aber ich brauche das gar nicht.

Hat sonst noch jemand einen Tip?

Elmü

von MWS (Gast)


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Würd' mal nach Dynamixel Servos suchen.

von Michael K. (mmike)


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Savöx oder die Graupner DS 8xxx Serie.
Erfahrungsgemäß haben Servos mit Metallgetriebe mehr Spiel, als Plastik- 
oder Carbonitgetriebe.

Grüße,
Michael

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

Servos sind ja nicht die einzige Lösung - in Werkzeugmaschinen verwendet 
man Gleichstrommotoren und digitale Drehgeber, da sind extreme 
Präzisionsanforderungen realisierbar. Heidenhain-Drehgeber lösen z.B. 
bis zu 360000 Schritte pro Umdrehung auf, also 1 Tausendstel Grad. Das 
wirst du mit Servos nicht schaffen.

Gruss Reinhard

von --- (Gast)


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Openservo und (magnetic) rotary encoder wären auch zwei Themen die 
vielleicht interessant sein könnten.

Außerdem wäre es wichtig zu Wissen ob die Probleme vom Getriebspiel, der 
Mechanik des Roboterarms, vom Poti oder vom Reglerkreis des Servos 
kommen.

Das ein belastetes Servo brummt ist normal. Sehr wahrscheinlich wärst du 
schon mit einem Digitalservo besser bedient. Die Haltekräfte rund um die 
Nullpostition sind bei diesen Typen doch merklich höher.
Savöx wurde ja schon genannt. Auch Futaba hat einige sehr gute Servos im 
Programm.
Sonst solltest du dich in Modellbauforen nach Servoempfehlungen für 
Heckrotoransteuerungen umsehen. Auch bei Flybarless 
Taumelscheibenanlenkungen werden sehr schnelle, kräftige und trotzdem 
präzise Servos verwendet.

Ein analoges 17€ Standardservo ist wirklich nicht das Maß der Dinge.
Servos bekommst und findest du bei den einschlägigen Modellbauhändlern 
(z.B. Lindinger, Schweighofer, Hoellein, Staufenbiel,...)
Anzumerken ist, dass es speziell bei Ebay viele günstige Servos aus 
China gibt. Die müssen gar nicht immer schlecht sein, man weiß aber 
leider nie so genau, was man bekommt. Auch viel "Hausmarken" von 
Modellbauhändlern kommen von gleichen OEM Herstellern (z.B. TowerPro). 
In den letzten Jahren ist es leider unmöglich geworden den Überblick zu 
behalten.

Auf längerfristig gleichbleibende Empfehlungen in Modellbauforen kann 
man sich in der Regel aber verlassen ;)

von Elmü M. (elmue)


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Hallo Leute

Danke für die vielen Tipps.
Da werde ich morgen mal nach googeln (ist schon spät).

Ich habe gerade noch etwas sehr vielversprechndes gefunden:
DMS47010MG Magnetic Induction Digital Precision High -Speed Titanium 
Gears Servo
http://www.ltair.com/index.php?route=product/product&path=18&product_id=109

Der hat gar kein Poti sondern einen Magnet-Induktions Drehwinkelmesser.
Außerdem Titanium Gear Getriebe, 3 Kugellager, Coreless Motor und 
digitale Eletronik.

Da steht:
Minimum resolution: 0.088°/0.9μs

Das hört sich genau an wie das, was ich suche.
Werde mal fragen was der kostet.

Nacht,
Elmü

von Michael K. (mmike)


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von Elmü M. (elmue)


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Hallo

Ich habe schon die Antwort von Ltair.

Das Model DMS47010MG wird unter der OEM Bezeichnung HK47010MG vom 
Reseller Hobbyking angeboten:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=14829

Leider hat Hobbyking die ausführlichen technischen Daten des Herstellers 
Ltair nicht auf seine Homepage übernommen und ich vermute außerdem, dass 
der Preis bei Hobbyking ($38) das Doppelte des Einkaufspreises ist, aber 
was solls.
Ich denke für $38 ein potiloser digital Servo mit Titanuim Getriebe und 
Corless Motor ist das, was jetzt keiner mehr toppen kann.

Elmü

von Elmü M. (elmue)


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Testbericht DMS47010MG

Nun habe ich diesen Servo ausgiebig getestet.
Für alle die es interessiert, hier meine Ergebnisse:

Es scheint so zu sein, dass Lontair der einzige Hersteller von Magnetic 
Induction Servos ist, ich habe jedenfalls keine anderen gefunden.

Der Preis (bei Hobbyking) ist völlig in Ordnung und liegt im Bereich 
anderer Servos.

Funktionsweise:
Der MI Servo hat anstelle des Potentiometers einen Chip der ein 
spezielles Magnetfeld-empfindliches Material enthält, das die Position 
des Magnetfeldes in eine Spannung umzuwandelt. Dies ist extrem präzise.

Ein runder Magnet befindet sich ca 0,5mm über diesem Chip und dreht sich 
mit der Hauptachse des Servos. So weiß der Servo immer die exakte 
Position der Achse.

ACHTUNG:
Der Chip, der die Position des Magnetfeldes mißt, funktioniert nur für 
einen Drehbereich von 90°. Normale Poti Servos hingegen erlauben einen 
Drehbereich von 180°. (siehe Datenblätter)


In meinen Tests erwies sich der Servo tatsächlich wie vom Hersteller 
verprochen als extrem präzise. (Wiederholgenauigkeit)

Außerdem ist dieser Potentiometer-Ersatz natürlich vollkommen 
verschleißfrei, da es keine Berührung gibt.

Das Getriebe ist aus robustem Titanuim.

Wenn der Servo von außen leicht (oder heftig) belastet wird, hält er 
seine Position sehr gut indem er permanent Impulse zum Motor schickt, 
die die Position korrigiern. Versucht man mit der Hand den Servo aus 
seiner Position zu bringen, merkt man, wie er gegenreguliert und zwar 
mit mehr Impulsen pro Sekunde je fester man ihn versucht zu drehen.
________________

Der Servo hat aber dafür einen schweren Nachteil:


Diese Impulse verursachen einen EXTREM hohen Stromverbrauch des Coreless 
Motors. Schaut man die 5V Versorgung mit einem Oszilloskop an, so sieht 
man Impulse von ca 1 ms Breite, die die 5V Versorgung auf 4V einbrechen 
lassen. Und das an einem kräftigen Computernetzteil! Auch ein Elko von 
1000µF nützt da gar nichts.

Wenn man jetzt mehr als einen Servo an diese "verseuchte" 5V Versorgung 
anschließt, dann stören die Impulse des einen Servos die Elektronik des 
anderen und beide beginnen wild herumzuspinnen.

Es mag sein, dass im Modellbau der Akku kräftig genug ist, um diese 
Impulse abzufangen, man sollte aber auf jeden Fall sehr dicke Kabel 
benutzen. Schließt man diesen Servo aber an ein Computernetzteil an, so 
verseucht er die 5V Spannung mit seinen Impulsen.

Ich habe daraufhin den Servo auseinandergebaut und den Motor selbst 
getestet und mit einem normalen Eisenkern Motor aus einem analogen Servo 
(HS485) verglichen.
Legt man 5V an beide Motoren so ist das Verhalten komplett anders:
Der Eisenkern Motor zieht beim Anlaufen einen kleineren Strom als wenn 
er dann mit voller Geschwindigkeit läuft.
Der kernlose Motor hingegen zieht beim Anlaufen ultrakurzzeitig einen so 
hohen Strom, dass dies fast einem Kurzsschluß gleichkommt, hat dafür 
aber einen geringeren Stromverbrauch als der andere Motor, wenn der 
Motor mit Full Speed läuft.

Ich frage mich, wie lange wohl die Lebensdauer der FET Transistoren sein 
mag bei diesen extrem hohen Strom Impulsen ?


Elmü

von bingo (Gast)


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> Diese Impulse verursachen einen EXTREM hohen Stromverbuach des Coreless
> Motors. Schaut man die 5V Versorgung mit einem Oszilloskop an, so sieht
> man Impulse von ca 1 ms Breite, die die 5V Versorgung auf 4V einbrechen
> lassen. Und das an einem kräftigen Computernetzteil! Auch ein Elko von
> 1000µF nützt da gar nichts.

Da freuen sich mehrere 100 nF Kerkos auf ihren Einsatz ...

von Elmü M. (elmue)


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Hallo

Keramik Kondensatoren verwendet man um Betriebsspannungen von 
hochfrequenten Anteilen zu säubern.

In diesem Fall sind aber selbst mehrere Kerkos der falsche Ansatz.

Du kannst du dir ja mal ausrechnen, wieviel Energie du in 10 
Kondesatoren von 100nF speichern kannst. Diese Energie ist viel zu 
gering, um damit einen Coreless Motor für 1 Millisekunde zu versorgen.

Aus diesem Grund verwendet man ja auch in Schaltnetzteilen keine 100nF 
Kondensatoren um die 5V oder 12V Spannung zu glätten, sonder dicke Elkos 
von 1000µF an aufwärts.

Das Thema in Schaltnetzteilen ist nämlich genau das selbe: Aus der 
Gleichrichterdiode kommen Impulse, die in eine Gleichspannung 
umgewandelt werden müssen. Nur ist der Fall hier einfacher, denn ein 
Schaltnetzteil läuft mit ca 100 kHz. Die Elkos werden also alle 10µs 
wieder aufgefrischt.

Der kurzschlußartige Verbrauch eines Coreless Servos dauert aber 
wesentlich länger als 10µs, nämlich ca 1ms.

Da kommst du selbst mit 100 Kondensatoren a 100nF nicht hin!

Elmü

von Chris (Gast)


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Ev. Open Servo sowie Open Mag wäre eine Option. Ich benutze es mit
RS485 anstelle von I2C.

von Dennis S. (bzzzt)


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Elmü Meister schrieb:
> Der kurzschlußartige Verbrauch eines Coreless Servos dauert aber
> wesentlich länger als 10µs, nämlich ca 1ms.

Über wie viel Strom reden wir denn hier?
Der Einbrucht liegt nicht zufällig an der Regelkonstante vom 
Schaltnetzteil?

von Elmü M. (elmue)


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Hallo

Wir reden von einem heftigen Stromverbrauch.

Ich habe einen Servo über einen 7805 an 12V angeschlossen.
Der 7805 liefert ein Ampere bevor die Strombegrenzung anspricht.
Mit normalen Eisenkern Motor Servos überhaupt kein Problem.
Aber der Coreless Motor vom Lontair Servo zieht selbst die 5V vom 7805 
ca auf 3 Volt runter.

Elmü

von Hein Bollow (Gast)


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Elmü Meister schrieb:
> Wir reden von einem heftigen Stromverbrauch.

Solche Angaben sind sehr hilfreich und motiviert die Leser hier 
ungemein, dir zu helfen. Wie wäre es, denn Strom einfach mal zu messen, 
ein Scope scheint ja sogar vorhanden zu sein, und die Ergebnisse hier 
mitzuteilen?
Außerdem: Strom wird nicht verbraucht.

von Oliver (Gast)


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Elmü Meister schrieb:
> Ich habe einen Servo über einen 7805 an 12V angeschlossen.

Steht in den technischen Daten:

Idle Current: <0.05 A/ 4.8V <0.05 A/ 6.0V
Running Current: <0.10 A/ 4.8V <0.20 A/ 6.0V
Stall Current: 1.8 A/ 4.8V 2.9 A/ 6.0V

Wenn man solch ein Servo an einen 1A-7805 (ohne Kühlkörper ? !!!) 
anschliesst, dann mag der 7805 das nicht.

Ach so, Modellbauservos mit hallgebern zur Positionserfassung gibt es 
von allen seriösen Servoherstellern. Ebenso welche mit noch größeren 
Kräften, noch spielfreier, und auch haltbarer. Nur kosten die dann 
dreistellig. Und Strom brauchen die alle, von nix kommt nix...

Oliver

von Elmü M. (elmue)


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Hallo Allerseits

> Wie wäre es, denn Strom einfach mal zu messen

Wäre natürlich klein Problem.
Habe ich aber letzlich nicht gemacht, weil für mich klar war, dass ich 
in mein Projekt, das ohnehin schon aufwendig ist, kein Powernetzteil 
einbauen werde, nur um ein paar Servos damit zu versorgen.

Als für mich klar war, dass der Servo für micht nicht taugt, habe ich 
keine weiteren Messungen mehr vorgenommen.

Er muß über ein Computernetzteil laufen ohne dabei die 5V Vesorgung 
komplett zu verseuchen. Das tut er definitv nicht und da war für mich 
das Thema beendet und ich habe keine weitere Zeit mehr investiert.


> Idle Current: <0.05 A/ 4.8V <0.05 A/ 6.0V
> Running Current: <0.10 A/ 4.8V <0.20 A/ 6.0V
> Stall Current: 1.8 A/ 4.8V 2.9 A/ 6.0V

Es ist mir völlig klar, dass ein 7805 nicht in der Lage ist, den Stall 
Current zu liefern. Ich habe den Servo aber gar nicht festgehalten bei 
meinen Tests, so dass dies irrelevant ist.
Im Normalbetrieb ohne Blockierung sollte er laut technischen Daten ca 
0,15 A ziehen. Also absolut kein Problem für einen 7805.

Diese 0,15 sind aber nur ein Mittelwert und berücksichtigen nicht die 
Peaks. Im Grunde werden hier die Käufer durch falsch wiedergegebene 
technische Daten verschaukelt.

Ich habe ja auch bereits geschrieben, dass es mit anderen Eisenkern 
Motor Servos dieses Problem nicht geibt, Sie lassen sich problemlos an 
einem 7805 betreiben.
Es ist lediglich dieser Lontair Servo der so abnormal hoche Stromimpule 
erzeugt.


> Strom wird nicht verbraucht.

Sehr schlauer Kommentar.
Energie wird verbraucht.
In der Umgangssprache spricht man aber dennoch von Stromverbrauch und 
das vesteht auch jeder.


> Solche Angaben sind sehr hilfreich und motiviert
> die Leser hier ungemein, dir zu helfen.

Ich habe nirgendwo um Hilfe gebeten.
Ich habe hier lediglich meine Erfahrungen mit dem Servo publiziert, für 
alle, die einen Präzisionsservo suchen, der NICHT im dreistelligen 
Bereich kostet sondern erschwinglich ist.


Ich verabschiede mich aus diesem Thread.
Ich wollte hier keine Endlosdiskussion starten, sondern lediglich 
Interessierten einen Testbericht geben.

Elmü

von Chris (Gast)


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Ich weiss nicht wie viele Servos du brauchst, aber auf einem ATX 
Netzteil
an der 12V Schiene ein LM350 draufzuhängen mit 6V Ausgangsspannung 
sollte
doch nicht zuviel verlangt sein, oder ? Daß ein oller 7805 oder ein 
lm317 das
nur mit pass-Transistor es schafft, sollte dir auch für normale Servos 
klar
sein, er wird sonst einfach zu heiss und wenn der Strom gebraucht wird 
schaltet er ab.

von Elmü M. (elmue)


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Falls hier noch jemand am Thema interessiert ist....

Ich glaube ich habe jetzt den Servo gefunden, den ich seit langem suche.

Er erlaubt sogar die Programmierung der Bewegungs Geschwindigkeit sowie 
der Kraft wenn er blockiert wird!

DYNAMIXEL AX 12A

# 1,000,000 bps 1/2 duplex multi-drop serial bus.
# Programable serial communication from 2400 to 1Mpbs
# Position, speed, load, voltage and temperature feedback
# 300 degree movement in 1024 increments
# Full control over speed and torque in 1024 increments
# Built in LED status indicator
# User configured automatic shutdown based on voltage, load or 
temperature
# Single cable network connection
# Programmable servo position range
# Complete with hardware, brackets, and 3 wire AX-12+ network cable

http://www.crustcrawler.com/motors/AX12/index.php?prod=63

Siehe PDF Datenblatt auf ebendieser Seite.

Elmü

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