Servosteuerung durch Fotowiderstand

[Erzler]

Hi.

Ich möchte einen Servo mit einem Fotowiderstand steuern.
Am Ende soll das so aussehen:

Fällt Licht auf den Fotowiderstand, schlägt der Servo voll nach rechts aus und bleibt in der Stellung, bis das Licht wieder erlischt. Danach soll er wieder in die Neutralstellung.

Nun die Eigentliche Frage...
Wie müsste der Schaltkreis aussehen und welche genauen Bauteile bräuchte ich dafür? Das Ganze möchte ich mit 4,8V bis 6V betreiben.
Als Servo möchte ich gern einen vorhandenen aus meiner Modellbaukiste nehmen.

Über eine Schaltskizze mit einer Bauteilliste würde ich mich sehr freuen.

MFG
Marcel

 

[patois]

:arrow: Ein sehr interessantes Vorhaben!

Man muss zuerst einmal wissen, von welcher Art dein Servo aus der Modellbaukiste ist.

Es gibt da diese Servos, wie sie in Modellflugzeugen oder auch Modellschiffen eingebaut werden.
Diese Servos, die eine integrierte Elektronik besitzen, werden vom Funkempfänger des Modells mit ganz genau definierten Impulsen angesteuert.

Zum Beispiel bedeutet ein Impuls von 1,5 msec Länge, dass der Servo in seine Mittelstellung drehen soll.

Maximale Rechtsdrehung ist dann angesagt, wenn die Impulslänge 2 msec. beträgt.

Maximale Linksdrehung ist durchzuführen, wenn die Impulslänge 1 msec. beträgt.

Ehe wir also anfangen Schaltungen zu skizzieren, sollte sorgfältig untersucht werden, ob es sich bei deinen Servos um derartige Ausführungen handelt.

Neben diesen Modellbauservos gibt es noch Servosysteme, die nicht mit Impulsen gesteuert werden, sondern mit Analog-Signalen aus einem Verstärker (OpAmp mit nachgeschalteter Leistungsstufe).

Dem OpAmp-Eingang wird einerseits der Sollwert (hier erzeugt mittels Fotowiderstand) zugeführt, andererseits wird ein Istwert (Abfrage der Position des Schleifers eines Potentiometers) als Rückmeldung zugeführt.

Über den OpAmp, bzw. den SOLL / IST-Wert-Vergleich wird die Drehung der Motorachse veranlaßt, bis Gleichgewicht herrscht zwischen SOLL und IST-Wert.
Bei dieser Art Servo wird also nicht mit Impulsen gearbeitet, sondern mit analogen Spannungswerten.

Ich hoffe, dass ich verständlich machen konnte, warum man klären muss, wie der vorhandene Servo beschaffen ist, also zu welcher Kategorie er gehört.

Bitte sei nicht enttäuscht, wenn wir hier vorab einiges klären müssen; wir werden noch viel diskutieren, bis wir den richtigen Weg gefunden haben.

Hilfreich wäre natürlich, wenn man wissen dürfte, was der Servo ansteuern soll.
Falls du das nicht hier breittreten möchtest, kannst du es mir gezielt in einer PN mitteilen.

Soviel mal als "Einleitung".

Greetz
Patois

PS.: Zum selbst nachlesen folgender LINK:

http://www.sprut.de/electronic/modell/a ... ndex.htm#1

.

 

[Erzler]

Danke für deine Hilfe.

Das ganze ist für einen Futterautomaten (für Jungfische). Die herkömmlichen im Handel erhältlichen kann ich für meinen Zweck nicht nutzen, da feinstes Staubfutter in genauen Dosierungen abgegeben werden muss.
Ziel ist also, drei mal am Tag über zwei Tage hinweg Futter abzugeben. Da ich Student bin und am Wochenende nach Hause fahre, ist das die einzige Möglichkeit meinem Hobby weiter nachzugehen.

Nun zu meiner Planung:
Der Servo drückt die Zahnstange über den Hebel mit Langloch nach rechts und dreht das Zahnrad um ca. 50°. Einstellen lässt sich das über den Abstand von Zahnstange und Servowelle.
Das Zahnrad dreht sich allso und überträgt die Bewegung auf das Stück mit den vier Plattfedern (werden vermutlich mehr sein müssen).
Das treibt dann wiederum das Futterrad an und eine volle Kammer wird über eine Öffnung gedreht und Futter wird frei gegeben.
Geht das Licht aus und der Servo in Mittelstellung, dreht sich alles mit zurück, bis auf das Bauteil auf dem Futterrad, da dieses durchrutscht.

Das war der Plan, um sich es besser vorstellen zu können, hier eine Skizze:
http://imageshack.us/photo/my-images/585/servof.jpg/

Leider habe ich mir die elektronische Regelung etwas leichter vorgestellt. Ich dachte "Strom fließt in diese Richtung, Servo dreht nach rechts, Strom in die andere, Servo nach links..."
Leider sind die Servos zu Hause und ich kann erst morgen nachschauen. Das einzige was ich sagen kann ist, dass die Servos in Autos verbaut waren/sind.

Mfg und danke für die Hilfe
Marcel

edit:
Habe da wohl was wichtiges vergessen.
Drei mal am Tag geht das Licht über eine Zeitschaltuhr für 15min an. Damit soll es ausgelöst werden.

 

[patois]

... Das einzige was ich sagen kann ist, dass die Servos in Autos verbaut waren/sind.

Kannst du herausfinden, was die Servos in den Autos bewerkstelligt haben?

Werde mal im Laufe des Abends mit einem Simulationsprogramm eine Schaltung zur Erzeugung der Ansteuerimpulse für Modellbau-Servos generieren.

Kennst du dich mit OpAmp soweit aus, dass du die Hell/Dunkelschaltung zusammenbauen könntest?

Greetz
Patois

 

[Erzler]

Kannst du herausfinden, was die Servos in den Autos bewerkstelligt haben?

Wenns nicht drauf steht, wüsste ich nicht wie.
Ich studiere Maschinenbau, die Mechanik ist also kein Problem, aber mit der Elektronik stehe ich etwas auf Kriegsfuß. Bin ja auch erst im ersten Semester.

Kennst du dich mit OpAmp soweit aus, dass du die Hell/Dunkelschaltung zusammenbauen könntest?

Naja, vermutlich eher nicht.
Ich habe lediglich damals in der 10. Klasse eine Schaltung gebastelt, bei der bei Dunkelheit eine LED anging.
Ich werde mich aber jetzt mal einlesen und schauen ob ich dahinter steige.

LG

 

[patois]

:arrow: Vielleicht Türverriegelung am Auto ?

 

[Erzler]

:arrow: Vielleicht Türverriegelung am Auto ?

Ich glaube, wir verstehen uns da Falsch. Ich meinte Modellautos.
Entschuldige, wenn ich mich da missverständlich ausgedrückt habe.

Der Servo steuert im Modellauto nur die Lenkung, und das stufenlos.

 

[sko]

edit:
Habe da wohl was wichtiges vergessen.
Drei mal am Tag geht das Licht über eine Zeitschaltuhr für 15min an. Damit soll es ausgelöst werden. Wink

dann frage ich mich wozu der gesamte Aufwand mit Lichterkennung / Servo notwendig sein soll?

Hier reicht doch dann ein einfacher Elektromagnet, der beim Einschalten der lampe die Futtermaschinerie betreibt???

Ciao
Stefan

 

[Erzler]

Naja das Aquarienlicht ist die ersten Tage ganz aus und dann 24h. Häng mit gewissen Poblemen der Fischlarven zusammen.

Mit einer zweiten unabhänigen Lampe wollte ich über eine Zeitschaltuhr (3 mal 15min je Tag) den Impuls auslösen, alos über den Fotowiderstand.
Das scheint mir die einfachste bzw. kosengünstigste Lösung zu sein.

Die Zahnstange durch Magneten zu drücken/ziehen wäre auch eine Möglichkeit, aber ich denke die nötigen Kräfte bekommt man nicht so leicht zusammen.

 

[patois]

:arrow:

Im Versandhandel habe ich einen für dein Vorhaben geeigneten Bausatz entdeckt.

Näheres habe ich dir per PN mitgeteilt.

Patois

 

[Erzler]

Vielen danke für dein engangment Patois, sowas erlebt man nur noch selten!

MFG
Marcel

 

[patois]

:shock:

Für einen Moment dachte ich, mit dem Einsatz des Bausatzes "Servotester" sei die Aufgabe gelöst, aber das ist leider nicht der Fall.

Zwar kann man mittels Servotester geeignete Signale für die Ansteuerung des Servos erzeugen, aber die Impulsdauer wird über einen Drehknopf, bzw. ein Potentiometer manuell vorgegeben.

Ursprünglich dachte ich nun man könne das Gerät so betreiben, dass man nur die Stromzufuhr zum Servotester über die Hellschaltung (Fotowiderstand) ein- und ausschalten würde.

Jetzt bringt uns aber der folgende Satz aus der Projektbeschreibung ein zusätzliches Problem:

"Danach soll er wieder in die Neutralstellung"

Bei einem Modellbau-Servo bedeutet dies aber, dass man für diese "Neutralstellung" in der Impulsvorgabe die Impulslänge ändern muss (beim Servotester geschieht die über den manuellen Eingriff des Drehknopf-Drehens).

Im Endeffekt bedeutet dies, dass zwei unterschiedliche Positionen anzufahren sind, was steuerungstechnisch die Generierung zweier unterschiedlicher Impulslängen erforderlich macht.

Der Servotester müsste also entsprechend modifiziert werden.

Ich werde über die Modifizierung nachdenken, um deren Machbarkeit zu verifizieren.

Während dessen solltest du vielleicht doch noch einmal über den Vorschlag von @sko nachdenken.

Signalabnahme direkt von der Schaltuhr, aber nicht Magnet ansteuern, sondern einen "gehackten" Servomotor als normalen Gleichstrommotor betreiben, mit einfacher Rechts/Linkslauf-Steuerung, allerdings wäre der Anbau von Endschaltern zusätzlich erforderlich!

Natürlich würde ich dich auch bei der Durchführung dieser Variante unterstützen/beraten.

Das "Hacken" eines Servos wird an verschiedenen Stellen im Internet ausführlich und bebildert beschrieben!

Meine Meinung ist inzwischen die, dass -falls du das Hacken des Servos bewerkstelligen könntest -, die letztgenannte Lösung einfacher zu verwirklichen wäre.

Patois

 

[Erzler]

Das ist natürlich auch eine Möglichkeit. Ich bin für jeden Vorschlag offen, auch für welche ohne Servo. Ziel ist es ja einfach nur die Zahnstange 3 mal täglich nach links und wieder zurück zu drücken. (Mit überschaubarem Kostenaufwand)
Ich werde heute mal schauen wie viel Gard der Servo bei Volleinschlag auslenkt, denn sollte dieser nur voll links bzw. rechts mit einer Schaltung fahren können, wird das wieder zu einem mechanischen Problem.
Wenn ich Das Signal direkt von der Schaltuhr abnehme, hab ich ja 230V, ist es dann vielleicht möglich ein altes Handyladekabel zu nutzen?


LG Marcel

 

[patois]

...... Wenn ich Das Signal direkt von der Schaltuhr abnehme, hab ich ja 230V, ist es dann vielleicht möglich ein altes Handyladekabel zu nutzen? ......

Du solltest mal untersuchen, ob die Kontakte der Schaltuhr im Grunde genommen nicht doch potentialfreie Kontakte sind, oder hängen da andere Geräte mit dran?

Patois

 

[patois]

Hi.

Ich möchte einen Servo mit einem Fotowiderstand steuern.
Am Ende soll das so aussehen:

Fällt Licht auf den Fotowiderstand, schlägt der Servo voll nach rechts aus und bleibt in der Stellung, bis das Licht wieder erlischt. Danach soll er wieder in die Neutralstellung.

Nun die Eigentliche Frage...
Wie müsste der Schaltkreis aussehen und welche genauen Bauteile bräuchte ich dafür? Das Ganze möchte ich mit 4,8V bis 6V betreiben.
Als Servo möchte ich gern einen vorhandenen aus meiner Modellbaukiste nehmen.

Über eine Schaltskizze mit einer Bauteilliste würde ich mich sehr freuen.

MFG
Marcel

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Kehrt man zur ursprünglichen Fragestellung zurück, so stößt man im Text zuerst auf das Wort "Fotowiderstand".

Also folgerichtig beschäftigt man sich zuerst mit diesem Thema.
Was dabei herauskommen kann, sieht man in der folgenden Abbildung:

http://s17.postimage.org/g3rv75ae3/LDR_circuit_1.jpg

Die Abbildung zeigt einen Screenshot einer sogenannten "Hellschaltung" aus dem Simulationsprogramm YENKA.

Der linke Teil der Abbildung zeigt den Zustand der Schaltung, wenn der Fotowiderstand nicht beleuchtet ist.

Der rechte Teil der Abbildung zeigt den Zustand der Schaltung, wenn der Fotowiderstand beleuchtet ist.

Somit hat man jetzt einen potentialfreien Kontakt, der zur Einschaltung des Servos, bzw. der Servosteuerung geeignet ist.

Als Blockschaltbild sieht das wie folgt aus:

http://s13.postimage.org/yuz9a8ktv/LDR_circuit_2.jpg

Zum Vergrößern in Abbildung klicken!

Aufgrund der Vorgabe, dass mit einem Modellbau-Servo gearbeitet werden soll, ergibt sich die Notwendigkeit zwei Impulse unterschiedlicher Länge zu erzeugen, mittels derer entsprechende Positionen (Drehwinkelstellungen) des Servos angefahren werden.

Der 1.Entwurf ist hier zu sehen:

http://s11.postimage.org/vnkrzme4f/LDR_circuit_3.jpg

Inzwischen gibt es eine Idee zu einen 2.Entwurf, der nur eine relativ einfache Modifikation des zugekauften Servo-Testers erforderlich machen würde.


http://s15.postimage.org/ozm0mqwaf/LDR_circuit_4.jpg

Dieser 2.Entwurf würde nur das Anlöten zweier Drähte auf der Platine des Servo-Testers erfordern. Es gibt jedoch ein "aber". Das Aber besteht darin, dass der Servo durch diese Trickschaltung nur in die Endlage gedreht werden kann, die von dem 1msec. Signal angefahren wird. Ob mit dieser Bewegung die Futterklappe in die richtige Richtung, also "öffnen" gedreht wird, hängt von der Art des mechanischen Aufbaus ab. Eventuell müsste man das Drehkreuz um 180° versetzen, falls die ungeeignete Drehrichtung durch das 1msec. Signal erzeugt würde bei der jetzt vorgeplanten Anbaulage des Servos.

Greetz
Patois

 

[patois]

Modifikation des Servotesters

.
http://s16.postimage.org/q27tjq5bl/ELV_circuit_test_2.jpg

Falls der Kontakt der Schaltuhr ein potentialfreier Schließer-Kontakt wäre, könnte man diesen anstelle des Relais-Kontaktes der Hellschaltung verwenden, was den Bau des Licht-Detektors erübrigen würde.

Somit dürfte die Anfrage von @Erzler beantwortet sein.

Greetz
Patois

 

[patois]

Wenn ich Das Signal direkt von der Schaltuhr abnehme, hab ich ja 230V, ist es dann vielleicht möglich ein altes Handyladekabel zu nutzen?
LG Marcel

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Erzlers Idee mit dem "Handyladekabel" ist so interessant, dass sie es verdient einer genaueren Betrachtung unterzogen zu werden.

Welchen Vorteil könnte man in der Verwendung des Handyladekabels sehen?
Nun, als erstes würde der Bau des Licht-Detektors überflüssig werden.
Als zweites könnte man damit vermutlich direkt ein Miniatur-Relais speisen, das man meines Erachtens auf der Platine des Servotesters von ELV unterbringen könnte. Letzteres wäre insofern ein zusätzlicher Vorteil, dass der Schaltkontakt auf kürzestem Wege mit dem Sollwertgeber der Elektronik verbunden werden könnte.

Als Nachteil fällt mir nur ein, dass somit eine durchgehende Kabelverbindung bestehen würde, die eventuell ein wenig hinderlich wäre.

Es würde sich somit folgende Steuerkette ergeben:

Schaltuhr ==> Handyladekabel ==> Miniaturrelais ==> Servotester ==> Servo

Liest sich sehr einfach :wink:

Zu klären wäre jedoch, welche Leistung (Strom & Spannung) das Handyladekabel imstande ist zu liefern.
Dies ist noch eine Unbekannte in unserer Gleichung.


http://s14.postimage.org/osvynkn0d/ELV_ST1_board_3.jpg

Greetz
Patois
.

 

[Erzler]

Die Ideen sind echt super.
Die alten Ladekabel haben 4,5V bzw. 4,75V.
Ich denke so einen kleinen Unterschied sollten die Bauteile schon vertragen oder? (Kann im Moment nich sagen ob diese Funktionieren, aber eines dieser bestimmt)

Mfg Marcel

 

[patois]

.
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . OPTOKOPPLER. . . . statt. . . "Klapperrelais"
.
.
http://s18.postimage.org/8vz96c6o5/ELV_circuit_test_3.jpg

Die Steuerkette hätte jetzt folgenden Aufbau:

Schaltuhr ==> Handyladekabel ==> Optokoppler ==> Servotester ==> Servo

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Die Funktion dieser Schaltung wurde im Simulations-Programm YENKA getestet.

http://s13.postimage.org/mt05hc2dv/ELV_mit_OPTO_2.jpg

Greetz
Patois
.

 

[Erzler]

Am Wochenende werde ich mich an die Umsetzung machen.
Die ein oder andere Frage kommt dann bestimmt noch auf.
Danke nochmals

LG Marcel