Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug nicht-RC-Servo in RC-Servo-Größe aber schneller (- angesteuert)


von Andre M. (loonquawl)


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RC-Servo sind sehr praktisch, weil sie günstig sind, und kompakt die 
Regelung und den Aktor in einem Paket haben. Sie werden aber mit 50Hz 
('Analog'/'pwm'/'klassisch') oder ~100Hz (RC-'Digitalservos') 
angesteuert, und sind mit ~0.1 sec/ 60deg nicht besonders schnell.

Ich suche einen Servotyp (nicht-RC), der, ebenfalls mit allen 
Annehmlichkeiten des RC Servos (alles in einem kompakten Paket: Aktor, 
Regelung, Nullpunkt), in allem mindestens 10x schneller ist: >1000Hz 
Ansteuerung, <0.01sec/ 60deg.
Dafür habe ich kaum Ansprüche bei der Haltekraft/Drehmoment, das darf 
viel schwächer sein als die üblichen RC-Servos.

Natürlich liesse sich sowas bauen, Motor mit Getriebe kaufen, Regler 
dazu finden/bauen, irgendein Feedback Sensor, Gehäuse drum... - mich 
interessiert aber eher ob es sowas schon als Paket gibt (würde ich 
RC-Servos nicht kennen, und käme aus der Industrie-Servo-Welt, wäre ich 
ja auch überrascht dass es sowas wie RC-Servo-Funktionalität in einem 
Paket kommerziell gibt, obwohl ich nicht überrascht wäre dass es 
prinzipiell machbar ist) - also die Frage: gibts sowas für irgendwelche 
Anwendungen?

Ich brauche/will keine RC Lösung, durch die etablierten Protokolle gibt 
es hier keine Möglichkeit die 1000Hz Ansteuerung zu verwirklichen. Ich 
suche eine Paketlösung die in Ansteuerung und Aktion min 10x schneller 
als RC Servos ist, dafür in Drehmoment 10x schwächer. Protokoll, 
Spannung, alles wurscht.

Zum Vergleich: Industrie-Servos können 4MHz Ansteuerung, <0.001sec/60deg 
also deutlich besser als meine Spec. ABER: ich kenne keine im Maßstab 
eines RC Servo.

: Bearbeitet durch User
von Greg (Gast)


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von NichtWichtig (Gast)


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RC steht für RemoteControl im Modellbau.
Deine Anforderungen existieren dort nicht.

Z.B. Hitec hat schnelle Servos mit 32Bit µC, aber günstig ist das dann 
auch nicbt mehr.

PWM liegt bei den (günstigen) Digitalen bei ca. 333Hz

1KHz verbietet sich ja schon aus der Pulslänge von fast 2ms..

https://hitecrcd.com/products/servos/digital/d-series

von Andre M. (loonquawl)


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Die ganzen RC-'HighSpeed'-Servos sind zu langsam, zum einen haben sie, 
wie der oben verlinkte, nur 0,05 sec / 60 ° (@max V), das heisst immer 
noch 5 mal langsamer als meine Spec, zum anderen sind das ja immer auch 
RC-Servos, d.h die Ansteuerung ist 50-200Hz, je nachdem ob analog oder 
digital.

Ich suche >1000Hz.

Ich suche keinen RC Servo. Ich suche einen Servo, dessen Specs ich am 
Beispiel von RC-Servos verdeutlichen wollte

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Andre M. schrieb:

> Ich suche einen Servotyp (nicht-RC), der, ebenfalls mit allen
> Annehmlichkeiten des RC Servos (alles in einem kompakten Paket: Aktor,
> Regelung, Nullpunkt), in allem mindestens 10x schneller ist: >1000Hz
> Ansteuerung, <0.01sec/ 60deg.

Vielleicht solltest Du mal mit Servomotor suchen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Servomotor
"Servos" bekommst Du mit (fast) jeder gewünschten Schnelligkeit
und Genauigkeit. Allerdings dann nicht zu Preisen, wie sie für
Spielzeug-RC-Servos üblich sind. Dafür halten sie vermutlich auch
etwas länger.

von Christian B. (luckyfu)


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Wenn man mehr über die Anwendung wüsste, könnte evtl. auch ein 
Schrittmotor funktionieren.

von J. S. (jojos)


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Dynamixel hat gute Servos, sind aber nicht billig.

von Andre M. (loonquawl)


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Danke für die Dynamixel - in Sachen Ansteuerungsfrequenz, 
Aktor&Regelung-Paket und Größe sind die schon genau richtig. Nur die 
Geschwindigkeit passt noch nicht, der schnellste den ich finden konnte 
ist 470rpm, also nur 0,02s/60deg, und das auch nur unbelastet.

von Stephan (Gast)


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Viele RC-Servos haben 3 Doppelzahnräder verbaut. Also:
- Motorritzel
- 3 Doppelzahnräder
- Abtrieb

Wenn du es schafst die Doppelzahnräder 1 und 3 zu verstiften o. Ä. und 
Zahnrad 2 dann weglässt dürfte die Geschwindigkeit gut 20 mal so hoch 
sein.

Ob der Servo dann noch genug kraft hat ist ne aanddere Sache. Auch fehlt 
dann evtl. die Selbsthemmung.

Um die Elektronik musst du dich dann selbst kümmern. Die Regelparameter 
funktionieren damit sicher nicht mehr. Und die 50-300Hz wären für die 
Ansteuerung wären ja auch zu langsam.

von Andre M. (loonquawl)


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Christian B. schrieb:
> Wenn man mehr über die Anwendung wüsste, könnte evtl. auch ein
> Schrittmotor funktionieren.

Ja, es gibt sogenannte 'integrated stepper' (d.h. ein Regler ist 
dabeigepackt), aber ich habe noch keinen mit absoluter Positionierung 
gefunden, man muss dann immer erst einem externen 
Nullpunkt/Endpunktsensor anfahren, das ist der Nachteil.
RC Servos und Dynamixel können vom Start weg absolut positionieren

von Andre M. (loonquawl)


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Stephan schrieb:
> Viele RC-Servos [...]
> Wenn du es schafst die Doppelzahnräder 1 und 3 zu verstiften [...]
> Um die Elektronik musst du dich dann selbst kümmern.

Jo, wie gesagt, Selbstbau natürlich immer eine Option solange die Specs 
im Rahmen der gültigen Physik sind (sie sind), aber ich hoffe noch, dass 
es irgendwo da draussen eine fertige Paketlösung gibt

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Such mal nach "galvo engines" oder "galvo drives".

von Andre M. (loonquawl)


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Udo S. schrieb:
> Such mal nach "galvo engines" oder "galvo drives".

da finde ich Aktoren, ohne Regelung im Paket. Gibt es die auch im Paket?

von Illi (Gast)


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Hier ist ein hochdynamischer Servo beschrieben.
aus dem Stand auf 1000RPM in 1 ms.
https://www.servowatt.de/download/servowatt_news_buerstenlose_motoren.pdf

Aber nichts für Hobby.

Gruß Illi

von Andre M. (loonquawl)


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Illi schrieb:
> Hier ist ein hochdynamischer Servo beschrieben.
> aus dem Stand auf 1000RPM in 1 ms.

geiler scheiss :D
... aber ohne Regelung im Paket und natürlich haushoch über meiner Spec

: Bearbeitet durch User
von Hans B. (Gast)


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>> aus dem Stand auf 1000RPM in 1 ms.
> ... aber ohne Regelung im Paket und natürlich haushoch über meiner Spec

Verstehe ich da was falsch? Die Anforderung war ja:
<0.01sec/ 60deg ..... also 0.06sec/Umdrehung.....also 1000 U/Min

-Es ist eben nicht so einfach, ein Servo zu bauen, mit dem man eine 
Lautsprechermembran antreiben kann. Deshalb macht das niemand.

von Harald W. (wilhelms)


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Hans B. schrieb:

> -Es ist eben nicht so einfach, ein Servo zu bauen, mit dem man eine
> Lautsprechermembran antreiben kann.

Ja, solche Antriebe nennt man dann "voicecoil".

von Andre M. (loonquawl)


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Hans B. schrieb:
>>> aus dem Stand auf 1000RPM in 1 ms.
>> ... aber ohne Regelung im Paket und natürlich haushoch über meiner Spec
> Verstehe ich da was falsch? Die Anforderung war ja:
> <0.01sec/ 60deg ..... also 0.06sec/Umdrehung.....also 1000 U/Min

Ja, da liegt ein Mißverständnis vor: die verlinkten Servos können weit 
mehr als v=1000U/min, sie können a=1000U/min/ms, sind also hochdynamisch 
(Zitat aus pdf: "Winkelbeschleunigungen bis zu 200.000 rad/sec2, 
entsprechend 2.000  U/min in 1 Milisekunde"

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Ich wäre ja wirklich neugierig wofür du diesen turboschnellen Servo 
benötigst.

von Andre M. (loonquawl)


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Udo S. schrieb:
> Ich wäre ja wirklich neugierig wofür du diesen turboschnellen Servo
> benötigst.
Ich will in einem Testaufbau einen schnellrotierenden (600rpm) 
Flügel(-abschnitt)  im Anstellwinkel verstellen, mehrmals pro Umdrehung.

von Udo S. (urschmitt)


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Andre M. schrieb:
> Ich will in einem Testaufbau einen schnellrotierenden (600rpm)
> Flügel(-abschnitt)  im Anstellwinkel verstellen, mehrmals pro Umdrehung.

Dann dürfte die Forderung

Andre M. schrieb:
> Dafür habe ich kaum Ansprüche bei der Haltekraft/Drehmoment
hinfällig sein. Der/die Flügel hat eine Masse und damit ein 
Trägheitsmoment das sehr schnell beschleunigt und wieder abgebremst 
werden muss und die Aerodynamik wird da auch noch ordentliche Kräfte 
dazuaddieren.

Ein Hubschrauber-Rotorkopf macht sowas zwangsgeführt mit einer 
Taumelscheibe.

: Bearbeitet durch User
von Andre M. (loonquawl)


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Udo S. schrieb:
> Andre M. schrieb:
>> [...]
> Dann dürfte die Forderung
> Andre M. schrieb:
>> Dafür habe ich kaum Ansprüche bei der Haltekraft/Drehmoment
> hinfällig sein. Der/die Flügel hat eine Masse und damit ein
> Trägheitsmoment das sehr schnell beschleunigt und wieder abgebremst
> werden muss und die Aerodynamik wird da auch noch ordentliche Kräfte
> dazuaddieren.
>
> Ein Hubschrauber-Rotorkopf macht sowas zwangsgeführt mit einer
> Taumelscheibe.

:) ich hatte mit mir gerungen, ob ich die Anwendung hinschreibe...

alles soweit richtig, Flügelmasse ist achsnah und <<Servoachse, 
Aerodynamik ergibt in dieser Anwendung kein (erhebliches) Drehmoment.

Taumelscheibenprofil lässt sich halt nicht so schön ändern wie ein paar 
Programmzeilen

: Bearbeitet durch User
von Grummler (Gast)


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Andre M. schrieb:

> alles soweit richtig, Flügelmasse ist achsnah und
> <<Servoachse, Aerodynamik ergibt in dieser Anwendung
> kein (erhebliches) Drehmoment.
>
> Taumelscheibenprofil lässt sich halt nicht so schön
> ändern wie ein paar Programmzeilen

???

Trotzdem ist doch dafür ein Linearantrieb ausreichend,
also z.B. die schon erwähnte Tauchspule... ?!

von Christian B. (luckyfu)


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Andre M. schrieb:
> Ich will in einem Testaufbau einen schnellrotierenden (600rpm)
> Flügel(-abschnitt)  im Anstellwinkel verstellen, mehrmals pro Umdrehung.

Hubschrauber machen genau das mit Hilfe einer Taumelscheibe. Ist das 
keine Option für dich?
Allerdings bezweifle ich etwas, dass du bei einem schnell drehenden 
Flügel (oder Rotorblatt, egal) keine großen Kräfte bei schneller 
Lageänderung benötigst... Ich würde da eher das Gegenteil vermuten, 
insbesondere bei Verstellbereichen von 60° Ich weiß nicht, wie stark 
Hubschrauberrotoren sich verstellen aber kann mir kaum Vorstellen, dass 
das mehr als 20° pro Umdrehung sind. Das sind alles mal wieder sehr 
seltsame Anforderungen für eine geheime Maschine.

Aber vielleicht ginge es ja anders. Hier wurde ja schon genannt, dass es 
sich quasi um einen Tieftonlautsprecher handelt, den du eigentlich 
suchst. Passende größere Subwoofer sollten auch genug Leistung haben und 
mittels Taumelscheibe muss sich dann der Aktuator auch nicht mitdrehen. 
Vielleicht ist das ja eine Option.

Schrittmotoren kann man übrigens auch mit einem Sensor ausrüsten. Z.B. 
hat die Firma iC-Haus solche Systeme im Angebot. Die funktionieren über 
einen Magnetring und können dir direkt beim Einschalten den aktuellen 
Drehwinkel angeben. Die Auflösung beträgt imho 12 oder 14 Bit pro 
Umdrehung, sollte also kein Problem sein.

: Bearbeitet durch User
von Lothar J. (black-bird)


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Andre M. schrieb:
> Aerodynamik ergibt in dieser Anwendung kein (erhebliches) Drehmoment.

Damit hätte die Änderung des Anstellwinkels auch keine Auswirkungen ;))

Während der Änderung sind die Kräfte erheblich, in Ruhe sind die 
aerodynamischen Kräfte deutlich geringer.

Aber jeder wie er mag.

Blackbird

von Andre M. (loonquawl)


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Lothar J. schrieb:

> Aber jeder wie er mag.

exakt, lasst uns zur eigentlichen Frage zurückkehren - kennt jemand 
etwas das schneller ist als Dynamixel?

von Uli S. (uli12us)


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So ein Servo hat doch normalerweise ein mehrstufiiges Getriebe. Wie wär 
das, wenn du so einen auseinandernimmst und eine Stufe entfernst. Gut 
mehr wie 4 fach wird da nicht drin sein. Alternativ komplett selber 
basteln als Sensor vielleicht einen Hallsensor wie diesen 49E. Der gibt 
je nach Magnetstellung ein Signal von wimre 0,5-4,2V aus.

von Andre M. (loonquawl)


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Uli S. schrieb:
> So ein Servo hat doch normalerweise ein mehrstufiiges Getriebe. Wie wär

 Jo, gerade suche ich eine Paketlösung, damit sich das Basteln auf den 
Rest des Projekts beschränkt, aber so einen Dynamixel aufmachen und dann 
im Getriebe rumpfuschen wäre eine Lösung, ja.
RC-Servos habe ich schon so umgebaut, man kauft sich aber jede Menge 
Probleme ein, und die RC Servos haven eben auch nur die 50-200Hz 
Ansteuerung.

von NichtWichtig (Gast)


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Die PWM Sache kannste doch entfernen und die H-Brücke direkt ansteuern.

von Uli S. (uli12us)


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Mir fällt da noch was ein. Kann aber auch komplett damit danebenliegen.
Wenn es da ein Bauteil gibt, das dieses PWM Signal in eine analoge 
Spannung wandelt, dann könntest du dieses Teil entfernen und das ganze 
mit ner analogen Spannung steuern. So wie ein analoger Servoantrieb, 
bloss dass der mit der Spannung in der Drehzahl geregelt wird, nicht in 
der Position.
Ich hab so nen modellservo noch nie zerlegt, kann also bloss mutmassen, 
was das drin steckt.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Eine Harddisk kann so schnell angesteuert werden. Deren Antrieb ist eine 
Tauchspule. Allerdings wird durch den Steuerstrom nur die Kraft, und in 
der Harddisk Anwendung daher die Beschleunigung bestimmt, und nicht die 
Position. Die muss man selbst erarbeiten.

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