Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motorsteuerung mit Analog Karte einstellen


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von Malte S. (teebow)


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Hallo Zusammen,

in meinem Schulprojekt möchte ich einen alten Roboter mit 6 DC-Motoren 
über Analog-Ausgangsklemmen von Beckhoff in der Geschwindigkeit regeln 
können.

Dafür habe ich folgende Boards gekauft:
https://www.amazon.de/gp/product/B07F6YJC2S/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

Meine Ausgangsklemmen von Beckhoff sind diese hier:
https://www.beckhoff.com/de-de/produkte/i-o/busklemmen/kl4xxx-analog-ausgang/kl4002.html


Das Problem ist, dass ich nicht genau weiß wie ich das Poti auf den 
Controllern gegen das 0-10V Signal von den Beckhoff Klemmen "tauschen" 
soll. Da ich eher der Programmierer bin, bin ich mit dieser Aufgabe 
leider etwas überfordert.

Wenn mir einer einen Tipp geben könnte wäre ich da sehr dankbar.

MfG, Teebow

von H. H. (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Dafür habe ich folgende Boards gekauft:
> 
https://www.amazon.de/gp/product/B07F6YJC2S/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

Ungeeignet, die haben keinen 0-10V Eingang. Und Regler sind es auch 
nicht.

von Malte S. (Gast)


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> Ungeeignet, die haben keinen 0-10V Eingang. Und Regler sind es auch
> nicht.

Ich habe leider noch kein Board mit 0-10V Eingang gefunden, deswegen 
wollte ich ja das Poti irgendwie ersetzen.

von H. H. (Gast)


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Malte S. schrieb:
>> Ungeeignet, die haben keinen 0-10V Eingang. Und Regler sind es
> auch
>> nicht.
>
> Ich habe leider noch kein Board mit 0-10V Eingang gefunden, deswegen
> wollte ich ja das Poti irgendwie ersetzen.

Das stellst du dir zu einfach vor.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Malte S. schrieb:
> Ich habe leider noch kein Board mit 0-10V Eingang gefunden, deswegen
> wollte ich ja das Poti irgendwie ersetzen.

Aber nicht mit dieser Schaltung. Das ist ein NE555 mit variabler PWM 
durch zwei antiparallele Dioden und dem Poti. Da ist nix mit 
Steuerspannung. Schaltung sieht etwa so aus:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pwm555.htm

Bild 3 triffts.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gibt elektronische Potis, aber die werden digital angesteuert.
https://www.mouser.de/c/semiconductors/integrated-circuits-ics/digital-potentiometer-ics/
(2200 Typen)


Und Motor-Potis
https://www.reichelt.de/schiebepotentiometer-mono-5-kohm-linear-rs60n11m9-lin5k-p73883.html?&trstct=pol_2&nbc=1
drehen bzw. schieben nur mit dem Motor am Poti,solange Spannung anliegt. 
Da ist der Drehwinkel nicht mit der Spannung verknüpft.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Angehängte Dateien:

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Ich vermute, du suchst den klassischen PWM Modulator aus 
Dreieckgenerator und Komparator. Habe ich vor langer Zeit mal in LTSpice 
gebastelt, siehe Anhang.

von H. H. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Ich vermute, du suchst den klassischen PWM Modulator aus
> Dreieckgenerator und Komparator. Habe ich vor langer Zeit mal in LTSpice
> gebastelt, siehe Anhang.

Er sucht wohl ehr ein fertiges Modul.

von H. H. (Gast)


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Dieses Modul hat einen 0-5V Eingang, für 0-10V also nur ein 
Spannungsteiler nötig.

https://www.ebay.de/itm/112869818416

von Malte S. (Gast)


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> Er sucht wohl ehr ein fertiges Modul.

Das wäre nätürlich am einfachsten.
Aber wenn ich eine Schaltung hätte, könnte ich einen Kollegen fragen ob 
der das für mich Löten kann etc.

Matthias S. schrieb:
> Ich vermute, du suchst den klassischen PWM Modulator aus
> Dreieckgenerator und Komparator. Habe ich vor langer Zeit mal in LTSpice
> gebastelt, siehe Anhang.

Kann ich bei dem Schaltbild rechts die 0-10V anschließen?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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>6 DC-Motoren
das ist schon eine Menge

Es gibt Treiber-Module für DC-Motoren
https://eckstein-shop.de/Pololu-Mortoren-Treiber
das wäre die typische Ansteuerung, aber das sind dann eben 6 Stück davon 
und irgendein Arduino oder Raspberry Pi zur Ansteuerung.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Malte S. schrieb:
> Kann ich bei dem Schaltbild rechts die 0-10V anschließen?

Nee, besser links unten bei Control_In. Das ist ein 0-5V Eingang, ist 
aber mit einem Spannungsteiler leicht anzupassen. Der OpAmp ist ein 
Rail-to-Rail Typ, Versorgung mit 5V.
Aber es wurde ja auch schon ein fertiges Exemplar mit Polwender 
gepostet.

von Malte S. (Gast)


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Matthias S. schrieb:

> Nee, besser links unten bei Control_In.

Ja. Hätte ich auch sehen müssen... ^^

Christoph db1uq K. schrieb:
> das ist schon eine Menge
> und irgendein Arduino oder Raspberry Pi zur Ansteuerung.

Ich darf es nicht über Arduino machen. Vorgabe ist Beckhoff leider.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Früher hätte man vielleicht mit der Gleichspannung eine Glühbirne 
betrieben, die einen Fotowiderstand beleuchtet. Aber seit Glühbirnen und 
cadmiumhaltige Fotowiderstände selten geworden sind, ist das auch 
veraltet. Außerdem ändert der Fotowiderstand seinen Wert sehr 
nichtlinear von mehreren Megaohm bis vielleicht 50 Ohm herunter. Umpolen 
kann man so auch nicht.

Irgendeine H-Brücke wie der L298 könnte mit der Gleichspannung 
angesteuert werden, da gibt es auch Module. Die kann auch umpolen, um 
die Drehrichtung zu ändern. Wird allerdigs heiß, wenn sie DC ausgibt 
statt PWM.
https://eckstein-shop.de/L298NSchrittmotorendstufeHBrC3BCckeDCStepperMotorTreiberDriverModul

nein ,der kann nur PWM, aber es gibt sicher andere H-Brücken
https://www.st.com/en/motor-drivers/l298.html

: Bearbeitet durch User
von Malte S. (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Irgendeine H-Brücke wie der L298 könnte mit der Gleichspannung
> angesteuert werden, da gibt es auch Module. Die kann auch umpolen, um
> die Drehrichtung zu ändern. Wird allerdigs heiß, wenn sie DC ausgibt
> statt PWM.
> 
https://eckstein-shop.de/L298NSchrittmotorendstufeHBrC3BCckeDCStepperMotorTreiberDriverModul
>
> nein ,der kann nur PWM, aber es gibt sicher andere H-Brücken
> https://www.st.com/en/motor-drivers/l298.html

Dann werde ich mich wohl weiter umgucken müssen.

Danke an alle für eure Ideen etc.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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von (Gast)


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Kenn mich im Beckhoff-Umfeld nicht aus obs da was passendes gibt, aber 
die potis könnte man ja zur Not mit Modellbauservos "ansteuern".

von Patrick C. (pcrom)


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Malte S. schrieb:
> alten Roboter mit 6 DC-Motoren

Kannst du bitte etwas mehr erzaehlen uber der Robot (fotos?).
Wie grosz ist er, welche Motoren werden benutzt ?
Musz da keine positionsruckmeldung benutzt werden ?

Patrick aus die Niederlaende

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Mein preisgünstigster Vorschlag; Glühlämpchen und Fotowiderstand an dem 
NE555-Modul, dazu ein Relais 2*um mit Schalttransistor als 
Polwendeschalter. Solange der Beckhoff negative Spannung abgibt bleibt 
das Relais abgefallen, für positive Spannung schaltet es die 
Motorrichtung um.

Aber ein DC-Motor am Roboter ohne irgendeine Positionsrückmeldung kann 
ja nur ein Spielzeug werden.

von Malte S. (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Mein preisgünstigster Vorschlag; Glühlämpchen und Fotowiderstand
> an dem
> NE555-Modul, dazu ein Relais 2*um mit Schalttransistor als
> Polwendeschalter. Solange der Beckhoff negative Spannung abgibt bleibt
> das Relais abgefallen, für positive Spannung schaltet es die
> Motorrichtung um.
>

Mal gucken ob ich das durch bekomme :D

> Aber ein DC-Motor am Roboter ohne irgendeine Positionsrückmeldung kann
> ja nur ein Spielzeug werden.

Die Positionsgeber sind alle schon erfolgreich angeschlossen und geben 
auch vernünftige Werte. ^^

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Fotowiderstände sind wirklich selten geworden, früher gab es den LDR03 
und LDR07

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A300/101020014_03.pdf
auf der dritten Seite sind noch ein paar aus China, einer davon ist hier 
verbaut:
https://www.reichelt.de/arduino-grove-lichtsensor-gl5528-grv-light-sens-p191152.html?&trstct=pos_66&nbc=1

Conrad hat noch ein paar Typen
https://www.conrad.de/de/f/fotowiderstand-ldr-3035789.html
Conrad-Nr. 1762911 hat aber einen etwas hohen Widerstand 27-60 kOhm bei 
10 Lux
Nr. 1762890 hat 700 Ohm bei hundert Fußkerzen ("ftc") was auch immer das 
bedeutet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Foot-candle
1 fc = 1 ftc = 1 lm/ft2 = 10,76391 lx
also 100 ftc= 1000 Lux, beide stammen vom selben Hersteller in USA. Kann 
der seine Produkte nicht gleich angeben?

: Bearbeitet durch User
von Malte S. (teebow)


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Patrick C. schrieb:
> Kannst du bitte etwas mehr erzaehlen uber der Robot (fotos?).
> Wie grosz ist er, welche Motoren werden benutzt ?
> Musz da keine positionsruckmeldung benutzt werden ?

Es ist ein Mitsubishi Movemaster EX RV-M1.
Die Motoren werden alle mit 24V betrieben und haben eine Stromaufnahme 
von max. 3A.
Die Positionsgeber sind auf der Motorwelle mit drauf, also unabhängig 
vom Motor. Das läuft aber alles.

von Malte S. (teebow)


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Ich habe folgendes Bauteil gefunden:
https://www.analog.com/en/products/ltc6992-1.html

Damit kann ich wenigstens 0-1V benutzen. Der Rest meiner Analogen 
Ausgangskarte ist dann zwar verschwendet aber ist dann so...

Ich weiß nur nicht wo ich den LTC6992 "dazwischen klemmen" muss...

von Malte S. (teebow)


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H. H. schrieb:
> Dieses Modul hat einen 0-5V Eingang, für 0-10V also nur ein
> Spannungsteiler nötig.
>
> https://www.ebay.de/itm/112869818416

Das habe ich jetzt erst gesehen. Das ist ja quasi genau das was ich 
brauche, leider mit einer zu großen Lieferzeit ^^

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://web.archive.org/web/20100414140249/www.roboex.com/rv-m1.PDF
Das Handbuch zum Roboter.

Hier verlinkt:
https://retrocomputing.stackexchange.com/questions/11532/what-kind-of-cable-do-i-need-to-connect-a-movemaster-ex-rv-m1-robotic-arm-to-a-p
noch ein paar Bilder
https://github.com/Springwald/Movemaster-RV-M1-Library
https://learn-cnc.com/robot-arm-part-1-mitsubishi-movemaster-rv-m1-setup/

Normalerweise wurde er über serielle oder parallele Schnittstelle 
angesteuert, mit ASCII-Befehlen. Ist das alles abgeschaltet und jetzt 
direkt angesteuert?

von Malte S. (teebow)


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Das Handbuch und die Bilder kenne ich schon. Das Problem ist, dass die 
Originale Steuerung vom Roboter kaputt (gemacht wurde?) ist. Ich weiß 
leider nicht was damit geschehen ist.

Unser Lehrer möchte das wir irgendwie die Motoren mit unseren Beckhoff 
Klemmen ansteuern. (Arduino und Rasberry sind ausgeschlossen)

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wieviel von der alten Elektronik ist überhaupt noch funktionsfähig?
Aus dem Handbuch die vier Seiten mit Schaltplänen habe ich aus dem PDF 
extrahiert. Die Motoren und Encoder sind elektrisch nicht irgendwie 
verbunden, und liegen auf unterschiedlichen Steckern.
Läßt sich das Original nicht mehr retten?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Angehängte Dateien:

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Die Elektronik war in einem Gehäuse untergebracht, dazu gab es noch die 
optinale Teaching box.

So ein DC-Motor läuft weiter solange Spannung ansteht. Fünf Endschalter 
sollen wenigstens das schlimmste verhindern, sind die schon in der neuen 
Schaltung benutzt? Ein Roboter darf auch keine Überschwinger machen, 
also muss die Software aus den Positionssignalen wissen, wann sie 
rechtzeitig abbremsen muss.

Ein sehr ambitioniertes Projekt.

von Malte S. (teebow)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wieviel von der alten Elektronik ist überhaupt noch funktionsfähig?

Die wurde weg geworfen... Warum auch immer...

Das Projekt soll auch gar nicht sooo doll druchdacht werden. Es reicht 
völlig aus wenn man die Motoren simpel abschaltet. Zumal an den Achsen 
Bremsen sind (die können ganz einfach angesteuert werden mit einem 24V 
Signal). Also wenn ich dem Motor und der Bremse die Spannung wegnehme, 
dann hält er schon rechtzeitig an.

Und die Positionsberechnung soll auch seeeehr Simpel gehalten werden. 
Keine inverse Kinematik. Ganz einfacher Ist- und Sollwert Vergleich.

Es ist "nur" ein Techniker-Projekt für zwischendurch. Es gibt ne kleine 
Note und das wars :D

Aber wenn wir nichts zustande bringen wird es halt ne 6 :D

von Malte S. (teebow)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> So ein DC-Motor läuft weiter solange Spannung ansteht. Fünf Endschalter
> sollen wenigstens das schlimmste verhindern, sind die schon in der neuen
> Schaltung benutzt?

Damit der Roboter nicht zu weit fährt habe ich im Programm großzügige 
Software Endschalter programmiert. Dann kann er noch ein bisschen 
nachlaufen, wobei das bei unseren Tests nie passiert ist.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Das heißt auch die Netzteile sind weg? Alles neu machen. Immer weg mit 
dem alten Glump.

Die Beckhoff-Elektronik liefert positive und negative Gleichspannungen. 
Die Motoren brauchen auch beide Polaritäten für vorwärts und 
Rückwärtslauf. Die PWM-Schaltung dazwischen, egal ob NE555 oder der 
LTC6992, kann aber erst mal nur schneller und langsamer drehen lassen. 
Daher mein Vorschlag mit dem Relais zum Umpolen. Oder eben irgendeine 
H-Brückenschaltung.

von Malte S. (teebow)


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Die PWM Controller (welche ja leider ungeeignet sind) können ja die 
Drehrichtung ändern. Ich muss jetzt nur noch das Analoge Signal 
umwandeln. Oder einen geeigneten Controller finden ^^

Wenn ich einen Controller mit nur einer Richtung bekomme, dann mache ich 
das vermutlich über Relais oder Transistoren.

von Malte S. (teebow)


Angehängte Dateien:

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Ich muss das Thema nochmal aufgreifen. Ich hoffe es ließt noch jemand 
mit.

Ich habe bei Amazon jetzt folgendes Board 6x gekauft:
https://www.amazon.de/gp/product/B00LODGSYO/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1

Dort habe ich das Poti abgeschnitten und gehe mit meinen 0-10V auf 
Eingänge (also natürlich stelle ich nicht mehr als 5V ein). Das 
Funktioniert einwandfrei. Genau so wie ich es mir vorgestellt habe.
Aber wie ihr bestimmt schon erkannt habt, kann ich die Drehrichtung 
nicht einstellen.

Deshalb habe ich mir folgende H-Brücken Schaltung im Internet 
rausgesucht, die nur ein bisschen angepasst werden muss (siehe Bild). 
Der Plan war, mit der Variablen Spannung die vom "Amazon" Board kommt 
auf die H-Brücke zu gehen.

Meine Fragen wären:
Brauche ich Schutzdioden für die Mosfets (wird häufig erwähnt)?

Reicht es wenn ich die "Opto Isolators" gegen normale Transistoren 
tausche und einen Widerstand davor schalte der von meinen 24V 
Digitalausgang der Beckhoff Klemme 23,3V aufhält (die Spannung ist ja 
vermutlich abhängig vom Transistor).

Und brauche ich diesen Kondensator der ganz oben im Bild zu sehen ist?

Beitrag #7019267 wurde vom Autor gelöscht.
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