Power Servos

[dirkan]

Fragen zu einem laufenden Experiment

Ich versuche die Pedale und den Yoke mit 3 Scheibenwischermotore zu steuern.
Sie sollen
- anstatt Federn für realitätsnahe Dämpfung sorgen.
- Durch FSBUS Steuerung rütteln usw. auf die Steuerelemente übertragen
- Bewegungen des AP ausführen
- Synchronisierung zwischen Pilot und Copilot herstellen.

Bei den meisten Scheibenwischermotoren steht linkslauf oder rechtslauf. Können die nur eine Richtung ?

Reicht die Kraft eines Motors für die Fusspedale und dem Yoke aus ?

Falls interessant:

Die Motore werden mit einer H-Brücke aus Power MOSFET (10A) getrieben und von einem ATMEGA8 Micro gesteuert. Die Position wird wie beim Servo durch ein Poti zurückgemeldet.
Ein 2.Poti ist mechanisch federnd gekoppelt und gibt die Sollposition vor. Die aufzuwendende Kraft und die Geschwindigkeit der Bewegung wären somit softwareseitig steuerbar(soweit die Theorie).

Der Regelkreislauf ist autark (ohne FSBUS). Mit FSBUS können zusätzlich die 0-Position, rütteln usw. dynamisch aus dem FS gesteuert werden.

Wie gesagt: ist ein Experiment, kann schiefgehen oder klappen, wäre für Hinweise dankbar.

gruss Dirk

Hi simmer,
wenn Feld- und Ankerwicklung getrennt herausgeführt sind, könntest Du
durch Umpolen einer dieser Wicklungen Rechts- und Links- Lauf erreichen.
Unter Umständen musst Du Deine "Schaltung" anpassen, eventuell "splitten".
Gruß rico

[Roger.Wielgus]

Hallo Dirk,

Bei mir hat es nicht geklappt da meine electronische Power Servo Treibern trotzdem zu schwach waren und die Mosfet hätten ein Kuhlschrank gebraucht.

Die Scheibenwischermotoren drehen links und rechts und deren Drehmoment ist stark genug aber sobald ich die Servo Electronik angeschlossen hatte ging alles den Bach runter. Keine Kräfte waren vorhanden.
Ich hatte diese treiber benutzt.
http://www.oatleyelectronics.com/kits/k165b.html

Und ich hatte diesen motor benutzt.
http://www.pollin.de/shop/produkt.php?ts=0&p=OTk3OTg4

Ich habe nicht deine Kentnisse im electronische Bereich, so wirst du warscheinlich die Achillus Ferse vom dem System bewältigen und ich bin sehr gespannt über dein Ergebnis.
Ich habe in zwischen paar Versuchen mit Electro-magnete gemacht in diesem Bereich.
Da steckt eindeutig die Zukunft. Kleine electromagnetische Dämpfer unter anderem. Leider ist die Industrie noch and den Anfängen. Ein protyp hätte mir sehr viel Geld gekostet.
Ich habe leider keine richtige Ausrüstung -Drehbank-CNC Fräse usw. für das solche präzise Sachen herzustellen.

Ich habe gesehen wie das Artifial Feel Unit einer Boeing 737-200/300 aussieht und habe dem Fiddi paar Zeichnungen geschickt. Mal sehen ob er damit was machen kann. Ist ein einfacher System mir einer Feder. Mit einer zusätzliche hydraulische Dämpfung soll es mal jetzt für paar Jahren mein AFU werden.

Gruss und fröhliches Weihnachten

Roger

Hi simmer,
man sollte die Motorströme unter Last messen, also den Motor mal ohne Elektronik betreiben. Leerlaufmessungen dürften zu Ergebnissen führen, die weit von den späteren Erfordernissen entfernt sind.
Bei den zu erwartenden hohen Strömen, müssen die Transistoren auf Kühlblöcke montiert werden. Denkt mal an eure Grakas.
Ich denke mal, dass man derartige Steuerschaltungen galvanisch vom PC-Netzteil entkoppeln sollte, z.B. durch
sogenannte Optokoppler. (für die Steuersignale)
Verwirklichen kann man derartige "Sonder-Schaltungen" eigentlich nur durch Eigenbau; die Kaufteile sind zumeist windige Basteleien, die preisgünstig ausgeführt werden, aber kaum optimal an die eigenen Bedürfnisse anzupassen sind.
Natürlich ist auch der Stromversorgung für den Motor Aufmerksamkeit zu schenken. Kann das eingesetzte Gerät überhaupt "genügend" Strom liefern?
Manche Netzteile gehen auch in die Strombegrenzung, wenn der Motor zu hoch belastet wird, was somit auch das erreichbare Drehmoment begrenzt.
Es gibt viel "zu bedenken", also los.
Gruß rico

[dirkan]

Hallo,

danke für die Hinweise, Motore sind bestellt.

Vor der Wärme mach ich mir weniger sorgen. Das Geheimnis bei der Verwendugn der MOSFET ist eine gute digitale Ansteuerung mit steilflankigen +5V für Durchgang und 0V für Sperren.
Die Datenblätter sollten bei diesen Werten eine RDS-On von 0.2 Ohm oder besser bzw. RDS-OFF von mehreren MegOhm aufweisen.

Selbst wenn der Motor satte 10A zieht, was immerhin 120Watt Leistung bei 12V entspricht, bleibt über dem MOSFET "nur" 2V entsprechend 20Watt, was gut zu kühlen ist. Das ist eh eine Maximalbetrachtung, weil das kaum über längere Zeit erforderlich ist.
Ich rechne mit 1A Durchschnitt, dann gibt es 2W Verlustleistung.

Die Regelung der Motorleistung erfolgt nicht wie beim ZN409 analog, sondern mit PWM.

Vielleicht verwende ich noch eine Diode zur Temperaturmessung des MOSFET und regle die Leistung rechtzeitig runter. Der Micro, den ich dafür einsetze, hat 8 AD Wandler, da ist reichlich Luft für diese Schutzmassnahme.

Schaun wir mal

Dirk

[Roger.Wielgus]

Hallo Dirk,

Ich würde gerne deine Versuche verfolgen. Lass von dir hören sobald du etwas erreicht hast.

Gruss

Roger

[Rudy F]

Hallo Dirk,

es wären - so aus dem Stegreif - auch Lösungen denkbar, die den Kraftbedarf von Motoren wesentlich reduzieren würden und die auch der mechanischen Trägheit des gesamten Seitenruder-Systems entsprechen könnten und auch noch progressiv wären. Koppelbar/synchronisierbar für 2 Piloten ohnedies:


Einfachstes Denkmodell:

•Pedale auf Wipphebel
•Einstellbar rechts und links von der Achse je eine wunschgerecht starke Feder senkrecht zum Hebel nach vorne zeigend
•Diese sind an einem oder 2 Punkten in einem PARALLEL zur Flugzeug- Querachse in einem Profil kugelgelagert laufendem Schlitten befestigt.
(Wie beim Segel-Traveller)

•Der Motor verschiebt jetzt nur mehr diesen kugelgelagerten Schlitten.
•Die maximale Kraft, die er samt Getriebe (Schneckentrieb?)aufbringen muss, ist die Reibung plus die maximal denkbare Federkraft-Differenz (bei vollem Gegenausschlag und voller Rückstellungskraft) mal sinus[Auslenkungswinkel] der Kraftresultierenden zum Schlitten.

Sinus vermutlich, da die benötigte Bewegungskraft in Neutralstellung nur mehr die Reibung ist.Die Feder-Differenz ist ja NULL.

•• Damit offensichtlich: Viel weniger Bewegungs-Kraft als bei einer direkten Federspannerei notwendig und die MOTOR-Halteleistung wäre bei entsprechender Triebauslegung - übersetzungsbedingte Getriebe-Selbsthaltung oder Schneckentrieb sogar NULL bei andauernder Seitenruder-Vollauslenkung wie beim Riesenslip!

••• EIN Motor reicht! Rückmelde-Poti auf Pedalwippe; sind aber auch Kraft-messende Rückkopplungen denkbar, ob wirklich sinnvoll, keine Ahnung

Als virtuelle Skizze reicht es wohl einstweilen,

einen schönen Weihnachtstag!

[Rudy F]

Und jetzt noch real skizziert:
http://members.aon.at/flug.fiala/traveller.gif

Rudy

[dirkan]

Hallo,

hier der erste Bericht zum Experiment:

- 3 Scheibenwischermotore von Pollin geordert und eingetroffen.

- Prototyp einer Steuerplatine mit einem ATMEGA8 und einer H-Brücke aus 4 Power MOSFET aufgebaut.

- Testprogramm in C geschrieben. Mit einem Potentiometer wird der Motor linear vorwärts - stop - rückwärts gesteuert.

Nach den üblichen Debugging das Ergebnis:

Der Motor ist in beide Richtungen bis Vollast gut steuerbar.
Durch PWM entstehen im Anlaufbereich geringe aber wahrnehmbare Brummgeräusche.
Die entwickelte (enorme) Kraft entspricht der eines Direktanschlusses.
Durch die lineare PWM ist ein sanftes Anfahren und Bremsen möglich.

Während der Motor nach einer halben Stunde Laufzeit recht warm wird (ca 70°), ist bei den MOSFET keine Erwärmung mit Hand wahrnehmbar.

Auf das von mir vorsorglich eingebaute Kühlblech (40*80mm) kann verzichtet werden.

Auf zum nächsten Schritt:

Einbau des Motors in die Pedale

Bericht folgt

Gruss und guten Rutsch wünscht

Dirk

[st-an-je]

Oh man......

Ich brauch schon 4 Tage um nur meine Displays zum leuchten zu bringen (die zeigen jetzt zwar schwachsinn an, aber leuchten).

Ich bin echt froh, dass es dieses Forum gibt. In aller Regel wird man schon durchs Suchen fündig, ansonsten fragt man. Experten gibts hier ja reichlich.

Wünsche euch einen guten Rutsch.

Stephan