Wie Servos elektronisch koppeln?

Hallo,

Ein altes Problem: Seglerfl"ugel - und mit ihnen die Klappen - werden immer l"anger, und die Profile immer d"unner. Es gibt zwar mittlerweile einige gute d"unnne Servos, aber unter 10mm wird das Stellmoment oft zu klein f"ur die Klappenl"angen. Mal abgesehen von allen anderen m"oglichen L"osungen, k"onnte man eigentlich nicht zur Verdoppelung des Stellmoments ein Paar d"unne Servos zusammen an einem Abtrieb arbeiten lassen?
Die Idee w"are drei Servos - zwei davon baugleich - elektronisch zu koppeln. Die Konfiguration w"are dabei folgende: Den baugleichen Servos 1 und 2 werden die Elektronik und Servo 2 noch zus"atzlich das Potentiometer entfernt. Von Servo 3 wird nur die Elektronik entnommen und an das verbliebene Poti von Servo 1 angeschlossen. Die Motoren der Servos 1 und 2 werden parallel an die Endstufe dieser Elektronik geh"angt, jeweils mit unterschiedlicher Polarit"at. Die Servos 1 und 2 k"onnen so "Kopf-an-Kopf" betrieben werden, d.h. die Abtriebsachsen k"onnten so z.B einen LDS-artigen Hebel antreiben. Entscheidend ist, dass nur ein Poti abgegriffen wird, so dass die Servos 1 und 2 nie gegeneinander arbeiten k"onnen. Allenfalls ist durch Fertigungsstreuungen und evtl. unterschiedlichen Rechts-/Linkslaufeigenschaften der Motoren mit einer nicht perfekten 50:50 Lastverteilung zu rechnen.
Soweit meine Theorie...
Als ersten Vorversuch habe ich zwei alte (analoge) Volz Micromax gekoppelt, indem ich die Elektronik von Servo 2 vom Motor abgel"otet und diesen mit vertauschter Polarit"at direkt mit dem Motor - und damit der Elektronik - von Servo 1 verbunden habe. Die Elektronik von Servo 1 war somit f"ur die Ansteuerung beider Motoren zust"andig, "ubernahm also den Part von Servo 3. Dann wurden die beiden Servohebel so miteinander verklebt, dass die Abtriebsachsen der Servos miteinander fluchteten. Beim freien Betrieb an einem Servotester zeigte sich, dass sich die zun"achst parallel ausgerichteten Geh"ause nach jedem Ausschlag mit R"uckkehr in die Neutralstellung immer weiter von der Parallelit"at entfernten. Es war leicht m"oglich. die Geha"use wieder auszurichten: einfach beide Geh"ause auf den Tisch dr"ucken und einen Ausschlag mit R"uckkehr in die Neutralstellung steuern. Der Betrieb mit auf der Tischplatte fixierten Geh"ausen zeigte zun"achst keine Auff"alligkeiten, nach ein paar Minuten war dann aber Schluss, Servo 1 hat den Geist aufgegeben, nachdem es sich durch unbelastetes Hin- und Herbewegen mittels Servotester so richtig sch"on aufgeheizt hatte.
Daf"ur fallen mir drei m"ogliche Gr"unde ein:
1. Die Endstufe liefert (gepulste?) Spannung, zwei parallel angeschlossene Motoren ziehen dann aber den doppelten Strom, was die Endstufe "uberlastet ohne dass eine grosse Leistung abgerufen wird.
2. Viele der blauen "Kollegen" haben die Arbeit schon eingestellt (zum Gl"uck immer am Boden bei Ruderchecks etc.), Servo 1 w"are sowieso bald ausgefallen.
3. Das Konzept ist Schwachsinn, die Motoren arbeiten die ganze Zeit gegeneinander, daher extremer Stromverbrauch.
Auch wenn Erkl"arung 2. einen gewissen Charme hat tendiere ich zu 1., bin aber f"ur gute Argumente zugunsten 3. auch empf"anglich. Sollte 3. n"amlich der Grund sein, so brauche ich das Projekt nicht weiter zu verfolgen. Nummer 1. hingegen w"urde den schon eingangs erw"ahnten theoretischen Ausweg lassen, sich eine Servoelektronik zu suchen, die den doppelten Strom (oder sicherheitshalber mehr) vertr"agt.

Freue mich auf fundierte Kommentare zur (Un-)Tauglichkeit des Konzepts.

Gruss,

Michael

Wenn ein Ruder von drei Servos bewegt wird, kannst du ja heute im Sender für jedes der drei Servos eine angepasste Steuerkurve vergeben.
Also für das erste Servo z.B. linear, die Steuerkurve für das zweite Servo an das erste Servo leicht angepasst und das dritte Servo auch.

Hallo,

anscheinend habe ich mich nicht hinreichend klar ausgedr"uckt...
Es geht nicht um eine Klappe mit drei Servos, das w"urde n"amlich unter

Michael Kiefer schrieb:

... Mal abgesehen von allen anderen m"oglichen L"osungen, ...

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fallen.

Es geht um eine Klappe mit einem Anlenkungspunkt. Dort ist der Fl"ugel d"unn. Die Idee ist daher, zwei d"unne Servos zu koppeln wie beschrieben. Damit soll das Drehmoment verdoppelt werden (ob "verdoppeln" stimmt ist Teil der Frage). Das dritte Servo kommt nur als Organspender einer Elektronik ins Spiel. Diese Elektronik soll die zwei Motoren ansteuern k"onnen ohne abzurauchen (die Sinnhaftigkeit ist nur hypothetisch und Teil der Frage).

Gruss,

Michael

Offtopic: bitte warum schreibst du ä ö ü so komisch? Bin ich zu jung um das zu kennen?!

Warum soll nicht jedes Servo seine eigene Elektronik haben und warum sollen die Stellwege nicht im Sender individuell gekoppelt werden?

Hallo Michael,

Du gehst implizit davon aus, dass zwei Motoren auf die Ansteuerung durch eine Elektronik identisch reagieren. Das ist mit Sicherheit nicht der Fall. Zwar wird es nicht gleich den Tod des Motors bedeuten, aber eine Verdoppelung des Drehmomentes wird nicht erreichbar sein. Selbst die Wege werden sich durch Nachlaufen u.ä. unterscheiden. Da sind zwei gute Servos aus einer Serie wahrscheinlich ohne Schlachtung und Kreuzung von drei Servos ähnlicher im Laufverhalten, als alles was Du basteln kannst.

Grüße, Kurt

PS: Schalte die Umlautumsetzung in Deinem Tastaturtreiber mal ab, die verwirrt

Entscheidend ist, dass nur ein Regelkreis werkelt. Man kann natürlich 2 Motoren dranhängen. Wenn die Endstufe(n) das packen.

Entweder die Elektronik eines sehr starken Servos und beide Motoren parallel dranschalten. Die Endstufe sollte dann genügend Strom liefern können für beide.
Oder man schafft es, eine Motorendstufe als Slave an die Motor Endstufe des Masters parallel mit dranzuhängen. Ist bei den modernen vollintegrierten Servo ICs aber nicht möglich.

Bedenke eines: Auch ohne Last am Ruderhorn zieht ein Motor beim Beschleunigen und Bremsen kurzzeitig den nahezu vollen Strom als Anlaufstrom. Dass dir eine Elektronik abraucht, die nur für die halbe Last gedacht ist, verwundert nicht.
Da musst du wahrscheinlich eine Elektronik nehmen, die den doppelten Blockierstrom schafft, als die Servos die du verbaust.

Wie auch immer, nur ein Poti, ein Lageregler, aber 2 Motoren parallel. Dann addieren sich deren Drehmomente auch näherungsweise. Selbst wenn die Motoren leicht unterschiedliche Parameter haben, aber grundsätzlich vom gleichen Typ sind. Durch die mechanische Kopplung teilen sie sich auch die Last untereinander auf bei entsprechend aufgeteilter Stromaufnahme. Leicht unterschiedliche Motoren teilen auch die Last etwas asymmetrisch auf.
Wie eine Kutsche, von zwei nicht ganz gleichen Pferden gezogen. Die fährt auch geradeaus.

Claus

lösung könnte das dpsi v-match von emcotec/irc sein.

steinix schrieb:

lösung könnte das dpsi v-match von emcotec/irc sein.

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Da sind aber moderne Sender flexibler. Die können den Slave-Servos beliebige Steuer-Kurven hinterlegen, um der Klappen-Geometrie bzw. den leichten Unterschieden zwischen den Servos entgegen zu kommen.

Hallo zusammen,

Danke für Eure Beiträge und ich bitte um Entschuldigung für die blöden Umlaute! Hab' gerade gelernt, daß man auf US-Tastaturen mit der Compose-Taste deutsche Umlaute generieren kann.

@Kurt: Nein, ich gehe nicht davon aus, dass zwei gleiche Motoren auf die Ansteuerung durch eine Elektronik identisch reagieren. Wie mein Vorversuch gezeigt hat, ist das sicher nicht der Fall. Die Frage ist, ob sie trotz unterschiedlicher Drehrichtung hinreichend ähnlich reagieren um keine Probleme zu erzeugen, sondern unterm Strich eine deutlich positive Bilanz aufweisen. Was meinst Du dazu? Die zwei Servos, die gekoppelt werden sollen naturlich aus einer Serie stammen!

@Claus: Was Du schreibst deckt sich ziemlich genau mit meinen Vorstellungen. Mir ist kein Beispiel eingefallen (analog der mehrspannigen Kutsche) mit DC-Elektromotoren. Wie sieht es denn mit Modelleisenbahnen aus, gibt es da Loks mit mehreren Motoren die mechanisch unabhängige Achsen antreiben? Passt aber vielleicht nicht ganz, da Schlupf auf der Schiene möglich ist und eben keine starre Kopplung besteht, wie ich sie durch einen gemeinsamen Servohebel realisieren möchte.
Also Dein Fazit wäre: Machbar und eventuell sogar sinnvoll, wenn richtig ausgeführt, richtig?

Gruß,

Michael

PS: Daß man mit hinreichend mächtigen Sendern und/oder Hilfs-Boxen etc. auch sowas (ähnliches) machen kann ist mir klar, ich interessiere mich aber gerade nur für diesen, meinetwegen "spinnerten", Weg.

Michael Kiefer schrieb:

Machbar und eventuell sogar sinnvoll, wenn richtig ausgeführt, richtig?

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Jep.
Es gibt einige Beispiele aus der Praxis.
- Modellhubschrauber aus den 80er/90er Jahren, da hab ich mal einen zweimotorigen gesehen. 2 Car Motoren, die auf ein Hauptzahnrad wirken.
- Mini Helis mit Heckrotor Eigenantrieb. Wir haben damals die Eco Piccolos getunt mit einem zweiten Heck(Bürsten-)motor. Gleiche Machart mit einstufigem Getriebe. Aber halt nur mit stärkerem Regler.
- Modellbahn Loks haben auch oft 2 Motoren, in jedem Drehgestell einen. Die hängen zusammen an einem Dekoder (= Motortreiber für Digitalsysteme). Schlupf tritt dort nicht auf, weil vorher Lastverteilung eintritt, bevor es eine Drehzahldifferenz gibt.

Claus

Hallo Claus,

bei den Lokmotoren irrst Du . Ein Dekoder kann, wenn er lastgeregelt arbeitet, nur einen Motor ansteuern. Die Drehzahlinformation, die er für die Regelung benötigt, wird nämlich aus der Gegen-EMK ermittelt, und die ist bei zwei Motoren sicher nicht synchron. Wenn zwei Motoren an einem Dekoder arbeiten sollen, sind diese ungeregelt.

Grüße, Kurt

Hallo Kurt,

nur zu meinem Verständnis:

KurtHarders schrieb:

... Ein Dekoder kann, wenn er lastgeregelt arbeitet, nur einen Motor ansteuern. Die Drehzahlinformation, die er für die Regelung benötigt, wird nämlich aus der Gegen-EMK ermittelt, und die ist bei zwei Motoren sicher nicht synchron. Wenn zwei Motoren an einem Dekoder arbeiten sollen, sind diese ungeregelt.

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Bei den üblichen Servos liegt gerade letzterer Fall vor, oder? Sie werden von der Endstufe der Elektronik mit Spannung (gepulst) versorgt und die Drehgeschwindigkeit und der Strom werden durch das geforderte Drehmoment diktiert. Somit kein prinzipieller Einwand?

Gruß, Michael

Hallo Michael,

die Motoren in Servos werden nicht last- oder drehzahlgeregelt. Im Servo wird die Position geregelt, die der Abtrieb einnimmt. Die Motoren können also an der selben Elektronik angeschlossen werden, sofern die Leistung reicht.

Grüße, Kurt

Hast Du es schon mal mit 2 digitalen Programmierbaren Servos versucht?
Z.B. welche aus der Graupner DES Serie.
Hier ist die Drehrichtung, die Servogeschwindigkeit und der Servoendpunkt programmierbar.

Das dürfte zwar auch ein wenig Aufwand bedeuten die beiden Servos gleich hinzukriegen, sollte aber möglich sein.

Warum lenkst Du eine Klappe denn nicht geich über 2 Servos über eigene Ruderhörner an?
Das würde die Verwindung der Ruderklappe verkleinern und gleichzeitig hätte man etwas Spiel, falls die Servos doch nicht zu 100% gleich laufen.

wkrug schrieb:

Warum lenkst Du eine Klappe denn nicht geich über 2 Servos über eigene Ruderhörner an?
Das würde die Verwindung der Ruderklappe verkleinern und gleichzeitig hätte man etwas Spiel, falls die Servos doch nicht zu 100% gleich laufen.

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oder die Anzahl der Klappen vergrössern -> 6 Klappen statt 4 Klappen Flügel, 8 Klappen statt 6 Klappen Flügel.
Jede Klappe für sich wird kürzer und kommt mit nem kleineren Servo aus

Hallo Kurt,

KurtHarders schrieb:

Hallo Michael,

die Motoren in Servos werden nicht last- oder drehzahlgeregelt. Im Servo wird die Position geregelt, die der Abtrieb einnimmt. Die Motoren können also an der selben Elektronik angeschlossen werden, sofern die Leistung reicht.

Grüße, Kurt

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OK, also Du w"urdest auch sozusagen "grünes Licht" geben für die Konstruktion. Sehr schön, dann werde ich mal bei Gelegenheit so ein Gebastel angehen mit zwei 8mm-Servos., vorausgesetzt ich finde eine günstige und ausreichend starke Elektronik.

Danke nochmals für Eure Beiträge!

Gruß,

Michael

Ich verstehe immer noch nicht, warum nicht einfach zwei komplette Servos verbaut und entsprechend vom Sender gekoppelt angesteuert werden sollen? Oder - wenn ein matching nicht nötig sein sollte - direkt über ein Y-Kabel?

Hallo zusammen,

Noch ganz kurz (und leider sehr verspätet, Sorry!) wollte ich eine Rückmeldung geben, wie es denn auf dieser Baustelle weitergegangen ist:
Gestern, beim Aufräumen der Werkstatt, habe ich wieder meine Bastelei gefunden, mit der ich ein KST DS245 und ein KST X08 V3 mittels externer Ansteuerelektronik gekoppelt hatte. Potiabgriff am X08, externe Elektronik aus einem ausrangierten KST DS225. Von der externen Elektronik mittels "V-Kabel" jeweils die Spannung direkt an die beiden Motörchen geschickt (interne Elektronik jew. lahmgelegt). Die beiden Servos wurden mechanisch durch modifizierte und fluchtend verklebte IDS-Abtriebshebel von servorahmen.de (herzlichen Dank an Florian Kreuz für die Unterstützung!) sozusagen "Kopf an Kopf" gekoppelt und auf einem Brett fixiert. Fazit: Im Prinzip funktioniert das. Die Kraft (Drehmoment) des Gesamtpakets nimmt ganz deutlich zu. Quantitativ kann ich es nicht sagen, denn leider gab es immer mal wieder ein unangenehmes Aufschwingen des Systems, so dass keine sinnvollen Messungen möglich waren. Abgesehen davon: sowas will ich natürlich nicht im Flieger haben

Der Vorteil des langen Aussitzens (immerhin 2 jahre her, die Aktion) ist: mittlerweile gibt es das KST X08 V5 plus, das gegen"uber dem X08 V3 deutlich an Drehmoment zugelegt hat (auch wenn ich aus eigener Erfahrung die Herstellerangaben bei KST mal gleich durch zwei teile...) und auch bei emc-vega gibt es interessante 8mm Servos mit, nun ja, ähnlich unglaublichen Leistungsdaten... Da wird sich was finden für meine Zwecke; ich warte gespannt, wann die ersten Erfahrungsberichte kommen.

Gruss,

Michael