Fernsteuerung einer 0-5V Leistungsregelung von einem 72V Elektromotor

[NiklasSal]

Hallo,

Ich möchte einen Elektromotor Fernsteuern dieser Motor wird derzeit mit einem 5V "Gasgriff" gesteuert, der Steuerungsbereich ist derzeit 1-4V und so lässt sich je nach Position des Griffes die Leistung Stufenlos regulieren. Die Motordrehrichtung wird mit einem einfachen Schalter geregelt also 0 oder 1 b.z.w Spannung anliegend oder nicht (12V). Um die Fernsteuerung jedoch zu vereinfachen werde ich wahrscheinlich die Joystick Funktion im Motorcontroller aktivieren somit kann ich nur mit dem 0-5 V Gasgriff die Drehrichtung ändern und die Leistung regulieren. Lässt sich alles konfigurieren aber als Standarteinstellung ist 0-2,4 V Rückwärts 2,4-2,6 V Neutral 2,6-5 V Vorwärts. Würde ich aber so einstellen das 0-1 V auch Neutral ist finde es sehr bedenklich das bei keiner Spannung z.b durch einen Technischen Defekt der Motor noch Rückwärts gesteuert wird aber das sind die Standardeinstellungen.

Da ich mich mit Sendern und Empfängern und Fernbedienungen nicht auskenne wollte ich mal hier fragen wie ihr so eine Fernsteuerung umsetzen würdet. Ich bräuchte ja einen Empfänger den ich an den Motorcontroller anschließen kann dort habe ich 5V (Maximal 40mA) 12V oder 60-84V) oder ich nehme noch eine externe Spannungsquelle und dieser Empfänger bräuchte einen 0-5 V Ausgang der sich Stufenlos fernsteuern lässt. Dann bräuchte ich noch ein Sender b.z.w eine Fernbedienung mit einem Drehregler und einem An/Aus Schalter. Die Fernbedienung sollte klein und handlich sein wen das möglich ist bei einer Maximalen Entfernung zum Empfänger von c.a 200 Metern

Danke schon mal für die Hilfe
Mit Freundlichen Grüßen Niklas

 

[S_a_S]

Hallo Niklas,

klar, man könnte das auch mit den üblichen Funkfernsteuerungen für den Modellbau machen. Aber die Sender sind nicht unbedingt klein und handlich (eventuell noch Pistolengriff-Steuerung aus dem Car-Bereich).
Kompaktere Anlagen gibt es eventuell im Bereich Skateboards - da stellt sich aber die Frage, ob diese "Funkanlagen" legal in Europa betrieben werden dürfen, ohne andere zu stören bzw. gestört zu werden.

Nun kommt das zweite "Problemchen", Erzeugung des Steuersignals für den Controller.

1) Das Problem mit der "Mittelstellung" als Aus-Position lässt sich mit einem einfachen, per Feder selbst zurückstellenden Poti realisieren. Anschluss 1 auf Masse, Schleifer auf Eingang, Anschluss 2 auf +5V.
Wenn man zusätzlich noch einen Spannungsteiler aus zwei gleichen Widerstände am Eingang parallel lötet, löst das zumindest das Problem, dass bei Kabelbruch des Schleifers immer noch ein Pegel mit 2,5V anliegt.
Wenn das Poti von einem Servomotor angesteuert wird und eine Fail-Safe-Stellung in Mittellage programmiert wird, wäre das auch schon eine Lösung. Nur lässt sich das nicht mit 5V/40mA betreiben - und ist relativ groß. Aber auch da könnte man aus dem 12V per Linearregler oder 84V (Hochspannung!) über einen Schaltregler erzeugen.

2) Alternativ ist eine kleine Schaltung, die aus dem PPM-Signal (1...2ms alle 20ms) vom Empfänger eine Analogspannung macht.
Als diskrete Schaltung: Im ersten Schritt ein RC-Filter, das macht eine Spannung proportional zur Pulsdauer, diese muss jedoch noch "verstärkt" werden und in der Mittellage verschoben werden. Geht mit einem Operationsverstärker. Problematisch sind Temperaturdrift und Abgleich - und bei Signalausfall sind undefinierte Spannungen am Ausgang.
Alternativ: ein kleiner Microcontroller (nicht größer als der Operationsverstärker), der das PPM-Signal auswertet (und plausibilisiert) und ein wesentlich höher frequentes PWM-Signal erzeugt, dieses dann auch wieder ein einfaches RC-Filter glättet.

Dritte Variante ist, das ganze selbst aufzubauen , setzt aber doch etwas mehr Technikkenntnis voraus.

Grüße Stefan

 

[NiklasSal]

Danke Stefan für deine Ausführliche Antwort

An Fernbedienungen aus dem Modelbau habe ich auch schon gedacht habe davon auch mehrere zuhause auch wen diese wirklich nicht klein und Handlich sind. Das Problem mit diesen ist nur das sowohl Gasgriff als auch die Lenkung gefedert sind also wen man loslässt sich zurückstellen. Ich brauche aber die Hände frei also ein Stellrad an der Fernbedienung ohne Feder das auf der jeweiligen Position stehen bleibt.

Stören möchte ich damit natürlich keinen aber allein schon wegen der Lieferzeiten würde ich gerne nur in Deutschland die jeweiligen Sender und Empfänger kaufen und da würde ich einfach mal von ausgehen das diese Legal betrieben werden dürfen. Ich hatte ja die Hoffnung das man so etwas einfach kaufen und anlöten/stecken kann ohne viel Bastelei, da die 0-5 V Steuerung ja eigentlich sehr verbreitet ist und auch wen ich mich an meine kleinen RC-Elektroautos erinnere die Stufenlose Leistungsregulierung zum Standard gehört und da war auch mit Eingeschobener Antenne 100m kein Problem.

Aber bin da auch Relativ anspruchslos Baugröße des Empfängers ist auch nicht so wichtig da habe ich Platz genug und mit einer großen Fernbedienung die ich mir um den Hals Hängen kann könnte ich mich auch anfreunden auch wen ich dann nur ein Stellrad benutze und der Rest ohne Funktion bleibt. Mir wäre schon sehr geholfen wen ihr mir einen Link von den jeweiligen Sendern und Empfängern schicken könntet die ihr für solch eine Steuerung verwenden würdet das ich mich da ein bisschen in die Technischen Informationen einlesen kann.

Freundliche Grüße Niklas

 

[S_a_S]

Hallo Niklas,
Analogspannung braucht man normalerweise in der Modellbauwelt weniger.

Laut Beschreibung sollte dieser Baustein das können.

3CH RC Pulse PWM Signal To Analog Voltage 0-5V For Servo Test Signal Calibration

3CH RC Pulse PWM Signal To Analog Voltage 0-5V For Servo Test Signal Calibration

www.qraaxh.com

Ob der Baustein was taugt, kann ich aber nicht sagen.

Ein Arduino nano mit einem kleinen Sketch, das die beiden Funktionen

ServoInput - Arduino Reference

The Arduino programming language Reference, organized into Functions, Variable and Constant, and Structure keywords.

www.arduino.cc

analogWrite() - Arduino-Referenz

The Arduino programming language Reference, organized into Functions, Variable and Constant, and Structure keywords.

www.arduino.cc

benutzt, sollte das auch hinbekommen.

#include <ServoInput.h>

ServoInputPin<2> servo;  // an Digitalpin 2 angeschlossen
int AnalogOutPin = 9; // Analog-PWM-Signal auf Digitalpin 9 ausgegeben

void setup() {
    Serial.begin(115200);  //für debug
    pinMode(AnalogOutPin, OUTPUT); // Setzt den Pin als output.
    analogWrite(AnalogOutPin, 127); // erst mal Mittelstellung ausgeben
}

void loop() {
    float angle = servo.getAngle();  // get angle of servo (0 - 180)
    int pwm_val = (int) (angle * 1.41666);   // 255/180 Skalieren  für  analogWrite: Werte von 0 bis 255
    analogWrite(AnalogOutPin, pwm_val);
    Serial.print(angle);          //für debug
    Serial.print(" , ");             //für debug
    Serial.println(pwm_val); //für debug
    delay (15);  // warten, bis der nächste Wert kommt
}

Und der Ausgangsfilter ist ein Widerstand mit 3,9kOhm und 100nF.

Analog Output - Convert PWM to Voltage

Analog Output - Convert PWM to Voltage: Arduino's and other microcontrollers provide analog to digital (ADC) conversion to convert an input voltage to a digital value. You might think that they also provide the converse which is digital to analog (DAC) conversion. This is not the case. In…

www.instructables.com

In den meisten Fernsteuersendern wird über eine Feder der Knüppel und damit das Poti in der Mittelstellung gehalten. Hängt man diese Feder aus (und entfernt eventuell noch den Bügel des Rückstellmechanismus, damit es nicht klemmt), wäre das Problem auch erledigt.

Grüße Stefan