as elektromotor elektronisch afremmen

Hallo CO-ers,

Nu ben ik bezig met het vervolg van de radiografische grasmaaier (http://www.solcon.nl/fn004789/PHTO0142.JPG).
Van de 2 ruitenwissermotors is het vermogen niet genoeg (bij elkaar +- 200 w). Nu heb ik een rolstoelmotor (700W) gekocht met vertragen en differenteel.

Het probleem is nu, eerst stuurde ik doormiddel van de 2 motors. Nu het 1 motor is geworden kan dit niet meer. Om de zwenkwielen aan te sturen wordt een beetje lastig en je moet de hele constructie veranderen. Nu wil ik op de uitgaande assen een rem maken. Als je 1 as afremt, gaat deze natuurlijk stilstaan.

Heeft iemand een idee om zo goedkoop mogelijk een goedwerkende rem te maken? Die op een gemakkelijke manier aan te sturen is? De uitgaande as draait ongeveer 150 toeren per minuut en daarna komt er nog een vertraging op.

Alvast bedankt.

Corné

@Moderators: ik wou hem in robotica zetten, maar dat is verkeerd gegaan. Zouden jullie het willen wijzigen? Bedankt.
[Bericht gewijzigd door Corné 12 op 6 juli 2008 14:37:11]

je kan voor dezelfde manier gaan als dat je een skelter remt. door iets op het wiel te drukken. anders moet je er al remschijven bijin gaan maken en die met servo's aansturen..

Misschien kan je de motor tijdens afremmen gebruiken als generator voor een zware belasting of opladen batterij, ik dacht dat een motor dan afremt, niet zeker natuurlijk.

chrome, het betreft dus 1 motor waarmee een as wordt aangedreven ipv de 2 die het eerst waren. dus remmen van de motor geeft alleen maar dat hij sneller of langzamer gaat, ipv sturen.

er moet dan dus 1 van de 2 wielen op de as worden afgeremd zodat er gestuurd wordt. dit kan dus alleen dicht bij het wiel zelf. dus op de skelter manier door het monteren van remschijven is het eenvoudigst.

Dat skelter idee kan wel, maar dan moet je eigenlijk een heen en weer gaande beweging maken. Dit valt met een elektromotor niet mee. Een elektrische cilinder zijn al gauw duur. Heeft iemand eeen ander idee om een heen en weergaande beweging te maken?

je kan sturen dmv een servo of gebruik zoiets: http://www.vandijkenelektronica.nl/main.php?action=product&a...cts_id=215

Oke. Dat kan wel. Maar hoe werkt zo ding precies (sorry, ik heb nog geen ervaring met die dingen)? Ik neem aan dat deze 'motor' op 220 V werkt. Ik heb helaas een spanning van 24V (2 accu's in serie).

stappenmotor sturing kan je wel vinden als je op internet zoekt naar bipolaire stappenmotor.
verder staat er
0.6 Amp/phase
7 Ohm per phase

dus kan je de spanning zelf uitrekenen. maar met een beetje minder of meer zijn je meestal ook wel tevreden.
dus nu kan je een bipolaire stappenmotorsturing gaan zoeken op internet..

Zal nog niet mee vallen op die manier te sturen.
Als je twee motoren evenveel aanstuurt zal hij redelijk rechtdoor gaan.
Eén motor met differentieel en zwenkwielen is stuurloos. Voor één wiel
een steen en hij schiet de bocht om, je blijft corrigeren om alleen maar
rechtdoor te gaan. Ik denk dat een stuurinrichting uiteindelijk toch simpeler uitpakt.

quote:

Op 6 juli 2008 18:37:17 schreef Jouke:
Ik denk dat een stuurinrichting uiteindelijk toch simpeler uitpakt.

Juist en het sturen doe je dan weer met je ruitenwisser motor.

Elekrisch remmen lijkt me ook een moeilijke klus. De zwenkwielen aansturen is toch eenvoudiger zoals alrik al aangaf, maar ik zou dit doen met de motor van de elekrische ruiten uit een sloopwagen vb. Ze zijn strker dan je denkt en het grote voordeel is de dubbele kabel in een gijn die je bij manier van spreken rechtstreeks aan de zwenkwielen koppelt.

Een wervelstroom rem lijkt me niet bruikbaar, omdat de snelheden te laag zijn. Daarmee zou je op lage snelheid ook niet kunnen sturen.

Misschien kun je 2 (forse) stappenmotoren monteren, per wiel, en deze als rem gebruiken door alle (meestal 2) spoelen te bekrachtigen. Je hebt dan geen ingewikkelde stappenmotor besturing nodig. Het probleem is waarschijnlijk dat je 2 enorme motoren nodig hebt, omdat je achter de vertraging van de aandrijving zit, of je zult voor elke stappenmotor ook een vertraging moeten plaatsen, waardoor het geheel ook weer erg ingewikkeld wordt. Een vertraging van 5-6:1 zou je nog kunnen halen met tandriemen o.i.d.

Denk je wel om een goed veiligheidssysteem (uitschakelen bij verlies van het signaal van de afstandsbediening, bijvoorbeeld), want een grasmaaier is niet echt ongevaarlijk.

EDIT: 700W bij 150 toeren per minuut is ongeveer 45Nm. Wat voor vertraging zou daar nog achter komen, en zit die voor of achter het differentieel?
[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op 7 juli 2008 00:42:01]

Zit er een diff tussen de motor en de uitgaande assen. Anders heeft één wiel afremmen weinig zin, je remt dan toch de hele as.

Ja, dat je tussen het differentieel en het wiel af wilt remmen snap ik (hehe...), maar zit daar nog een vertraging tussen? Zo niet, dan hebben we het dus over 45Nm in totaal wat je moet kunnen remmen, dan kun je de aandrijfmotor blokkeren. Het blokkeren van die motor is natuurlijk niet wenselijk, maar als je zoveel koppel nodig hebt om vooruit te komen, heb je dat (in sommige situaties) ook nodig om te kunnen sturen, als een wiel over een hobbel moet of zo.

M.a.w., specificeer eens wat duidelijker wat de eisen zijn; alleen wel of niet blokkeren, of traploos regelbaar, en wat is het maximale koppel?

Bedankt voor de velen reacties. Ik zal eerst een stukje meer informatie geven.

Ik weet niet of de differenteel na de vertraging in de motor zit of voor de vertraging (ik heb de motor nog namelijk niet, wel gekocht, maar die beste man zal nog tandwielen op de uitgaande assen maken). Er zit in iedergeval een differenteel op.

De vertraging van de assen naar het wiel wordt 15 of 16 tanden (motor) op 33 tanden (wiel). Het wiel heeft een straal van 13 cm. Overigens de uitgaande assen draaien met 160 rpm.

Sturen met de zwenkwielen zal wel gaan, maar dan is het handigst dat er een driewieler van gemaakt wordt. Het grote probleem is, dat het wiel maar een kwartslag moet draaien en dit niet te snel moet gaan. Ook moet er dan een goede H-brug op komen (moet snel ompolen). Als iemand daar een goed idee voor heeft (H-brug + vertraging), hoor ik het graag. De vertraging liefst zonder PWM, want nu stuur ik doormiddel het PWM-signaal van 1 motor kleiner te maken. Dit verstoort echter het 27 Mhz ontvangertje.

De ruitenwissermotors heb ik al, die verzorgen nu de aandrijving.

Over de veiligheid gesproken, nu is het zo, als het signaal wegvalt, dat hij gelijk stilstaat. De ontvanger stuurt dan niets meer aan. Dus dit is veilig en wil ik graag zo houden (ivm sloten, de weg enzo).

@SparkyGSX: op de motor zit een rem, maar dan rem je beide wielen, dus kun je als nog niet sturen. Het blokkeren van de motor heeft dan ook geen zin.

Natuurlijk heeft het blokkeren van de motor geen zin, maar waar het me om ging was uitrekenen wat het maximale koppel is wat je moet kunnen remmen. Dat is in de situatie dat de rem (om te sturen) het ene wiel vast houdt, en het andere wiel geblokkeerd wordt door de ondergrond of zo. Het piekkoppel van die motor kan overigens gemakkelijk 2 keer zo groot zijn als het nominale koppel.

700W bij 160 rpm is 41.8Nm. Na de eind overbrenging wordt dit koppel (op de wielen) natuurlijk groter, maar dat maakt niet uit, want je wilt waarschijnlijk voor die vertraging remmen, omdat het remkoppel daar kleiner is.

Met een vertraging van 33:16 kom je op zo'n 86Nm, en met wiel met een straal van 130mm is dat 660N, oftewel bijna 60kg kracht op de ondergrond. Ik kan me niet voorstellen dat je dit weg kunt zetten zonder je hele tuin om te ploegen. De topsnelheid komt dan trouwens op 3.8km/h. Als je genoeg grip hebt, kun je hiermee met gemak je auto wegslepen.

Hoeveel verschil is het met de ruitenwissersmotors samen (het koppel)? Daarvan was het tandwiel 18 tanden op de motor en 33 op het wiel. De snelheid was ongeveer 60 rondjes per minuut (vermogen van 2 motors samen 200 W).

Ik heb alleen m'n havo-diploma op zak, dit heb ik nog niet geleerd. Overigens, het was een PWS-werkstuk, maar nu ga ik voor mezelf verder.

Over het sturen, een zwenkwiel aansturen lijkt makkelijk, maar hoe krijg ik hem weer terug in het midden? (afstandsbediening heeft 2 kanalen, 1 voor en achteruit andere sturen, geen servo aansluiting).

Bestaan er ook van die motors net als in een bestuurbare auto (spanning er op, naar links / rechts, spanning eraf weer naar het midden)?

Ok, het is echt heel simpel: mechanisch vermogen in Watts is gelijk aan het koppel in newton-meters meer de hoeksnelheid in radialen.

Dus: 60 (rpm) / 60 (sec) * 2 Pi (voor radialen) = 6.28 rad/seconde

100W per motor / 6.28 = 15.9Nm

De vertraging is helemaal simpel: het koppel is dan 15.9 /18 * 33 ~= 29Nm.

De kracht op de wielen reken je als volgt uit: 29Nm / 0.13 (voor een straal van 13cm) = 223N, oftewel zo'n 22.5kg per wiel.

Een paar kanttekeningen: ik ga hier uit van een rendement van 100%, omdat ik het mechanische vermogen gelijk stel aan het elektrische vermogen. Dit is in de praktijk natuurlijk niet waar.

Het uitgerekende koppel is het koppel bij het opgegeven toerental bij het opgegeven vermogen. De motor kan mogelijk meer koppel leveren bij een lager toerental, en minder bij een hoger toerental. Dit is dus niet constant. In de praktijk kan het koppel bij stilstand 2 tot 3 keer groter zijn, en daar zul je in de constructie en aandrijving rekening mee moeten houden, tenzij je de stroom kunt begrenzen om dat te voorkomen.

Een zwenkwiel in het midden zetten, is misschien niet eens zo moeilijk, als je 2 schakelaars gebruikt om een afwijking van het midden vast te stellen. Als je geen signaal links or rechts meer krijgt, stuur je de motor aan met deze 2 schakelaars; schakelaar naar links bedient = motor naar rechts, en andersom, geen schakelaar bedient = motor stil.

Toch heb ik maar besloten om met een zwenkwiel te sturen. Aangezien je de remmen niet goed kunt regelen van afstand hoe goed ze moeten blokkeren en het nogal lastig is om het mechanisch te maken, heb ik daarvoor gekozen.

In dit topic wil ik toch maar verder gaan met de aansturing van de ruitenwissermotor (als dat mag, anders hoor ik het wel).

Om te beginnen, als boordspanning heb ik 2 autoaccu's in serie. Dit wordt 24 V voor de aandrijf motor. Mag ik van 1 accu spanning afpakken voor de ruitenwissermotor (12V)?

De ruitenwissermotor wil ik gaan aansturen met een H-brug. De motorstroom is max iets van 10A (nu gezekerd met een 7,5A zekering en gaat er niet uit bij blokkeren).

Op de ontvanger zitten 2 kanalen. 1 kanaal voor het sturen de andere voor het rijden. Als ik 2 optocouplers aansluit, gaat de ene aan, als je naar links stuurt. De andere gaat aan als je naar rechts stuurt. Dus na de optocouplers wil ik een H-brug maken. Op internet zie ik veel H-bruggen staan, maar meestal staan er geen gegevens bij over de componenten. Welke Mosfets / transistoren kan ik het beste gebruiken voor de H-brug? En moet ik daar eventueel nog een driver gebruiken om de mosfets aan te sturen?

Alvast bedankt

@SparkyGSX: dus als ik naar het koppel kijk, word de kracht ongeveer 3 * zo groot dan met de ruitenwissermotors. Of heb ik dat fout? De ruitenwisser werden wel PWM aangestuurd. Ik weet niet of de koppel daar veel door veranderd.

alhoewel de keuze al is gevallen op een besturing d.m.v. het zwenkwiel, wat mijn inziens ook het meest geschikt lijkt, wil ik toch nog een opmerking plaatsen bij het sturen d.m.v. een rem in combinatie met een differentieel:

als je een wiel afremt bij een differentieel gaat het andere wiel sneller draaien (bij stilstand van de een verdubbelt de snelheid bij de ander), wat het sturen nog meer vermoeilijkt, agresiever maakt.

mosterd na de maaltijd, maar ik was dit argument niet tegengekomen.

@Trix: het lijkt me vrij triviaal om dit in software op te lossen, aangezien de motor toch al met PWM gestuurd werd.

@TS: ik snap je vraag eigenlijk niet. Welke kracht wordt 3x groter dan wat?

Het leuke van PWM sturing is juist dat je relatief weinig van het koppel inlevert, en de genoemde koppels en vermogens zijn maximale waarden, d.w.z., met 100% duty cycle.

Als je de H-brug rechtstreeks aan de ontvanger wilt hangen, zal de motor niet uit zichzelf centreren. Je zou een potmeter kunnen monteren, en de elektronica uit een modelbouwservo gebruiken voor de besturing, met alleen een zware H-brug erachter.

Probeer even of die ruitenwissermotor wel 2 kanten op even sterk is, vaak is dat niet zo.

quote:

Op 9 juli 2008 13:43:49 schreef SparkyGSX: Een paar kanttekeningen: ik ga hier uit van een rendement van 100%, omdat ik het mechanische vermogen gelijk stel aan het elektrische vermogen. Dit is in de praktijk natuurlijk niet waar.

Hoe het met dit soort motortjes zit weet ik niet maar op een gewone draaistroommotor is het opgegeven vermogen het mechanische vermogen. Met deze kleine motortjes zul je met een rendement van 70% niet ver naast de waarheid zitten gok ik.

Een kracht uitdrukken in kilo's is natuurlijk heel erg stout. Maar om een idee te geven van de de grootte van de kracht is dit wel handig natuurlijk.
[Bericht gewijzigd door GJ_ op 25 juli 2008 15:12:55]

Een voertuig besturen, waarvan een as (achter) een vaste as
is, zal moeilijk gaan. Het buitenste wiel moet sneller kunnen
draaien.
Wanneer je de beide achterwielen onafhankelijk van elkaar kunt
laten draaien, is er nog een mogelijkheid.
Plaats de aandrijfmotor op het zwenkwiel, en stuur met het
zwenkwiel. De motor draait gewoon mee.
Geen moeilijk differentieel of andere complexe overbrengingen.

Eddied

.

@GJ_: inderdaad, en ik hoop ook maar dat mijn docent aandrijftechniek / statica / dynamica hier niet meeleest.

Voor veel niet-werktuigbouwers zijn newtons en newton-meters net zo grijpbaar als lichtjaren en de astronomische eenheid, terwijl een kilo voelbaar is (pak melk o.i.d.).

Bij kleine DC motoren en dergelijke is het opgegeven vermogen meestal het elektrische vermogen, dacht ik (opgeven vermogen = nominale stroom * nominale spanning).

@Eddied: als ik het goed begrepen heb, heeft de TS al een differentieel. Daar komt natuurlijk bij dat het niet erg handig is om op gras maar 1 van de 3 wielen aan te drijven.

@TS: misschien is het interessant om te sturen zoals een shovel doet, met een scharnierpunt tussen de voorste en achterste wielen. Op die manier zou je het ding zelfs nog op 4 wielen aan kunnen drijven, als je dat zou willen. Zo'n systeem zal zich ook niet gemakkelijk ingraven als je stuurt zonder te rijden.

Het aandrijven zou je met een ketting en flink kettingwiel kunnen doen, om een grote overbrenging te krijgen. Het lastige is natuurlijk wel dat het ding ook nog moet kunnen maaien, dus je moet niet in de knoop komen met de aandrijving van het mes en zo.

had geen zin om hier alles te lezen: misschien post ik nu iets doms:

Sluit gewoon je polen van je motor kort voor het remmen (desnoods weerstand), zo kan je door het generator/alternatoreffect toch remmen?
Desnoods maak je een motorsturingetje...