Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
rumfart på den anden måde cs banner bloghoved

Servoer - 2. del: Mulig løsning og ikke mere brok

Kære læsere,

Jeg fik en mail fra "Francois", som vist læser bloggen via Google Translate. Det bragte mig på sporet af nogle super- modelfly-servoer, som var det, jeg nok egentligt drømte om.

Faktisk har vi kendt til dem i nogen tid; i hvert fald den lille af dem. Stedet, hvor vi så dem, virkede bare lidt mystisk; men nu er der flere uafhængige kilder.

Se her:

Illustration: CS

Ondt stor modelflyservo. Kvadratisch, praktisch, gut - og skrækkeligt stor.

Dette er slet og ret en forvokset modelfly-servo. Se hvor let den kobles til en almindelig R/C-modtager:

Som man kan se, bruger den samme type stik og signaler som modelfly, bare med en ekstra snor til de 12 - 15 ampere, den kan trække. Den bruger 24 VDC, som vi realistisk sagtens kan levere med HEAT 2X's batterier.

Der findes en stor og en meget stor udgave. Den lille er en Tonegawa Seiko 90, der leverer 50 - 100 kgcm moment ved 180 deg/sek. Den kan f.eks. købes her:

Meget stor servo

Prislejet er lavt, ca. 3.000 kr.

Den findes også andre steder, f.eks. her:

Mikes models:

Så findes der en storesøster, model 105, som er væsentligt dyrere og dobbelt så kraftig:

Endnu større, helt ekstrem servo:

Nu snakker vi 190 kgcm ved 180 deg/sek.

Denne helt onde model har jeg set til godt 6000 kr hos Mikes models. Se linket ovenfor (lidt nede på siden). Det skal sammenlignes med 10 - 15.000 kr for industrielle servoløsninger, som tilmed ikke kan køre på lavvolt DC.

Prisen direkte fra Tonegawa menes desuden at være væsentligt lavere, jvf. vores ven, der skrev.

Der er ikke sikkert, det bliver disse, vi vælger; men jeg kan ikke længere brokke mig over, at det hele skal være så svært. Nu vil de, sammen med andre løsninger, indgå i den vifte af muligheder, Flemming Nyboe tager op.

Yep, det er bare at tage fat.

Peter Madsen

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hawk missilet brugte en beholder med hydraulik, som blev punkteret inden skud. Efter noget tid ville missilet løbe tør for styre kraft.

Det er nok bøvlet at bygge.

Men hvad med nogle bilrude vaske motorere?
De er stærke, har gearing, 12v og skal bare polvendes for at køre begge veje.

  • 0
  • 0

Lyder faktisk ikke helt dumt. Er de hurtige nok, Peter?

En viskermotor får man jo smidt i nakken nu om dage. http://www.biltema.dk/da/Bat/12-V/Vinduesv... 55 slag/minut som jo nok er ca 90 grader. så måske lidt til den langsomme side, men til under 400 kroner.

Omvendt er de måske lidt svære at styre præcist. Jeg synes i skal prøve den kina model til 5-600 kroner der er linket til lidt oppe. Det er for billigt til ikke at teste af.

  • 0
  • 0

Steffen Pedersen:

En viskermotor får man jo smidt i nakken nu om dage.

Ja. Men vi kan jo ikke have HEAT til at svinge frem og tilbage.

:-)

  • 3
  • 0

Alle den her slags opgaver kan løses med såvel elektromekanik som hydraulik. Vi kunne også sagtens finde en måde at levere noget hydraulik tryk - det ville sikkert være en lille mobilhydraulik pumpe plus tank. Servo elektronikken ville så erstattes af en servo ventil.

Men - lige som knallerter sjældent drives af gasturbiner eller fås med atomreaktor, så skal man vælge styremaskine efter effektbehovet. Når vi er i 100 - 300 watt området så er det altså elektromekanik der er det realistiske bud her.

Hvis vi kørte med en gimblet motor - som Viking raketten fra 50erne der i størrelse svarer til 2X, så ville effektbehovet være stort nok til at hydraulik gav mening. Det var det Viking brugte.

Viskermotorer...har ikke noget at gøre her. Det er helt fundamentalt her at vi skal bruge en servo, ikke bare en motor, og slet ikke en med et snækkedrev. Det er af forskellige grunde ikke egnet til servoer.

Det samme gælder linak løsninger. De er alt for langsomme til dette. Læser man bloggen kan man se vi snakker 0,2 sekund fra det ene yderpunkt til det andet - det er ikke linak.

Vi bruger dog linak aktuatorer med stor glæde og succes som styremaskiner i ubådene og på Sputnik.

Vi skal ikke selv bygge en servo ud fra en gear motor - det kunne vi - men det er et projekt i sig selv.

Skulle jeg minde om hvor kort til der er til den raket skal flyve?

Peter Madsen

  • 4
  • 1

Hej Rune,

De skriver "92rev / min @ 24V". Det er ret langsomt til vores anvendelse.
Men har ret; jeg kan næsten ikke lade være med at købe en :-)

En ting der ærger mig i sådan en sammenhæng er, at nogen har siddet og designet driver printet, men ikke undet mig et datablad hvor jeg kan læse blot 2 sider med ordentlige specifikationer. Bruger den mon 6.8A både ved 12 og 24V drift?

Venligst Flemming Nyboe

  • 2
  • 0

Hvad baserer i udslagshastigheden på? Synes at det virker voldsomt med fuldt udslag på 0.2 s for en stor raket. Min intuitionen siger mig at man får mere tid at styre jo tungere/længere raketten er; det kræver hurtige udslag med hånden at balancere en blyant, hvorimod en Skotte kan balancere en træstamme kun ved brug af benene som alt andet en lige er langsommere. Så når i går fra Sapphire til HEAT 2X burde kravene også kunne reduceres som jeg ser det. Eller er jeg helt gal på den?

  • 2
  • 0

Så vidt jeg forstår det, har det noget at gøre med forsinkelsen fra styringselektronikken syntes der skal gives udslag, til der rent faktisk er reageret nede i den anden ende af raketten.
Hvis reaktionstiden er nul bliver koden lettere at skrive. Jo længere reaktionstid der er, jo mere skal det regnes med i korrektionen og ikke mindst når der skal flyves lige, skal servoerne helst dreje til neutral så hurtigt som muligt - ellers overstyres der.

Så hvis koden skal være KISS kan servoerne ikke være det og omvendt...

  • 2
  • 1

Er problemet ikke at i vælger at bruge stråleror som ikke kan modvirke roll. I tilfælde af roll skal roerne jo hele tiden skifte position.

Hvis i brugte små drejbare H2O2 raketmotorer monteret i 2X's finner, ville i formegentlig kunne eliminere roll effektivt. Samtidig ville i kunne bruge servoer som var lidt mere langsomme. Systemet som jeg tænker på er kraftigt inspireret af R-7. (http://www.russianspaceweb.com/images/r7_o...) Bemærk de små raket dyser.

Er det en mulighed, eller er i så langt fremme i konstruktionen af 2X at det ikke er en realistisk mulighed?

  • 1
  • 0

Enig i at kravet om 0,2 sekund er en begrænsende faktor i at Suborbitals raketter vil være skalerbar teknik.
På den V2 raket der er i Washington var der cykelkæde som styrede et led ude på finnerne. Gad vide om Von Braun arbejdede med 0,2 sekunds tolerance...
Hvad så når det bliver den store 1600? Så skal spørgsmålet vil stilles igen.

Fuzzy Logic (er det et fy-ord?):
En ardupilot styreenhed er jo ligeglad med hvordan dit fly ser ud. Det må betyde, at den tilpasser sig den styreevne som er til rådighed.
www.ardupilot.com
Er det sådan jeres styring er bygget op?

Hvis ikke kunne den måske kodes til kunne lære af de parameter som den tilbydes og ville derved være skalerbar og kunne genbruges.

  • 0
  • 0

@Alex Birklykke, Michael Monberg
I har begge ret, og det er ikke givet at vi har brug for 0.2s, bare fordi SAPPHIRE kunne det.
Der er ingen skarp grænse, og det bliver i sidste ende spørgmål om varigheden og størrelsen af den kursafvigelse som f.eks. et vidstød medfører.

Venligst
Flemming Nyboe

  • 0
  • 0

@Ole Find,

Det ser fine ud, men har faktisk lavere output effekt end SAPPHIRES Futaba BLS157HV (3.6 Nm, 545 deg/s), når man ser bort fra gearing, som vi jo kan tilpasse i linket.

Vh Flemming Nyboe

  • 0
  • 0

@Flemming Nyboe

I den forrige blok "Vi har et servoproblem!" blev det nævnt at momentet skulle ligge i omegnen af 15-20 Nm
med en vinkelhastighed på 552 grader/sek, så er den 0,32 sek om at nå 180 graders udslag.
Som standard leverer motoren et moment på 320 kgcm ~31 Nm
Hvis man nu gearede op, så motor:ror forholdet endte med 3:2 så burde du ende med at den gearede aksel leverede ~20 Nm og var ~0,21sek. om at nå 180 graders udslag

Måske værd at forsøge til den pris.

  • 1
  • 0

Hej Rune,

Enig, men i det link Mikkel Møller angiver er den pludselig opgivet til 20 rpm i stedet for 92.
Forklaringen skal nok findes her:
http://www.goodluckbuy.com/sxsv50-servo-dr...
Den findes med 2 gearinger:
SXSV50-10/20, som leverer 320 kg/m, 20 rpm @ 24V.
SXSV50-46/92, som leverer 80 kg/m, 92 rpm @ 24V.
I dit ebay link øverst er de tilsyneladende kommet til at angive "best of both worlds".

Et alternativ jeg har i betragtning er stepmotorer, som iøvrigt meget belejliget sælges i sæt af 4 til CNC nørder, og til en utrolig pris:
http://www.ebay.de/itm/Free-ship-from-Germ...
Det vil kræve forsøg at afklare hvor hurtigt de kan agere under load uden at tabe steps, men det ser ud til 1800 deg/s skulle realistisk, så løsningen kunne være interessant med f.eks. et 10:1 snekkegear på roret.
Den store ulempe er, at det jo ikke er positions servoer, men stepmotorer med risiko for at tabe steps. I praksis kræver de at jeg tilføjer en encoder på hver, og hermed havner der noget kompleksitet i min lejr som jeg hellere ville outsource til en pålidelig underleverandør.

Venligst
Flemming Nyboe

  • 1
  • 0

Her er et link til et datablad fra den oprindelige producent af gearmotoren (TG-85E-BE):

http://www.tsukasa-d.co.jp/en/date_downloa...

Og her er billeder af gearmotoren med åben gearboks:

http://cart100.com/product/24718376720/Hot...

Prisen er $ 5.95 for gearmotor uden elektronik og systemet er næppe slup-frit.

Motoren fra eBay har den heldige egenskab, at den afgivne mekaniske effekt er langt større end den tilførte elektriske - og det lugter jo lidt.

Det anførte moment er for gunstig gearing og for peak-strøm - så det holder ikke.

Det I søger er en ”Limited Angle Torque Motor”. De er enkle, fordi der ikke er kommutator. Her er et Google-eksempel (desværre med for lille moment): http://www.aeroflex.com/ams/motion/datashe...

Et alternativ kunne være en model helikopter rotor motor, som eksempelvis her: http://www.hacker-motor.com/

De findes også med planet-gear. Jeg kender ikke de dynamiske egenskaber, med det kan testes eller oplyses af fabrikanten. Måske kan i opnå en gunstig sponsor aftale med det tyske firma ?

Jeg forstår ikke, hvad Peter Madsen har imod snekkedrev. De kan være hurtige nok, de fås i slørfri udgaver, og de kan være selvspærrende. Det sidste giver den fordel, at de ikke behøver energi for at holde en given position.

  • 0
  • 0

En del mennesker nævnte viskermotoren som servodrev. Det er der sådan set ikke noget galt med, og det er overskueligt let at flytte potentiometeret fra en modelflyservo over på udgangsdrevet af en viskermotor. En god kraftig H-bro styret af udgangsledningerne fra samme modelflyservo, og Bob er din onkel. Hastighed kan for en dels vedkommende skaffes ved at overdrive spændingen på viskermotoren. Sådan nogle krabater holder til ret meget belastning, ligesom motoren faktisk holder til at være blokeret i meget lang tid. Det er tegn på at der er lidt plads til et hårdere drev.

Er problemet ikke at i vælger at bruge stråleror som ikke kan modvirke roll. I tilfælde af roll skal roerne jo hele tiden skifte position.


Roerne står pænt ude på marken. Men jeg ser da ingen grund til at strålerorene ikke også kan bruges til at modvirke roll. Det eneste det burde kræve er at man sætter jetstrålen til at dreje lidt om sig selv. Og det kræver jo "bare" at rorene er individuelt regulerbare frem for at køre sammen 2 og 2.
Men det ved jeg ikke om Flemming allerede har kigget på at de skulle.

  • 0
  • 0

Flemmings stråleror kan sagtens krydses, de er ikke koblet sammen to og to. De giver fornuftige kræfter i Pitch og yaw akserne. Men...deres roll momentarm - altså afstanden fra raketstrålens angrebspunkt til rakettens centrum er meget kort.

Momentarmen til pitch er afstanden til rakettens tyndepunkt. I HEAT 2X tilfælde er det sådan noget som fem meter foran styrefladen. Roll momentarmen er ca 0,15 meter...så pitch og yaw momenterne er altså sådan ca. 33 gange større end roll momentet.

Derfor må vi addere H202 dyser i finnetipperne, for at kunne noget med roll. Med fire dyser kan man desuden orientere raketten efter burnout. Når der bliver lidt aerodynamik på nedturen kan man faktisk styre med dem.

Hvis altså der er mere H202 og det kan finde sugerøret i tanken.

Peter Madsen

  • 2
  • 0

Hej Keld,

En del mennesker nævnte viskermotoren som servodrev. Det er der sådan set ikke noget galt med, og det er overskueligt let at flytte potentiometeret fra en modelflyservo over på udgangsdrevet af en viskermotor.

Jeg kan godt se det for mig, og så det springende punkt jo, hvor meget effekt en viskermotor egentlig kan levere?

Men jeg ser da ingen grund til at strålerorene ikke også kan bruges til at modvirke roll. Det eneste det burde kræve er at man sætter jetstrålen til at dreje lidt om sig selv. Og det kræver jo "bare" at rorene er individuelt regulerbare frem for at køre sammen 2 og 2.
Men det ved jeg ikke om Flemming allerede har kigget på at de skulle.

De har meget kort momentarm til roll aksen (i modsætning til pitch/yaw akserne), så det er en kamp man hurtigt taber.

Venligst
Flemming Nyboe

  • 2
  • 0

Hej igen, jeg skrev

Jeg kan godt se det for mig, og så det springende punkt jo, hvor meget effekt en viskermotor egentlig kan levere?

En hurtig søgning viser rigeligt stærke viskermotorer, f.eks. DOGA motorerne hos http://www.oemklitso.dk/. Så her findes i hvert fald en løsning: Byg selv en positionsservo baseret på en viskermotor (i en lind strøm af arbejdstimer).

@Ole Find: Ja, jeg scrollede ned og så 3200 oz-in * 60 grader/s, eller 1600 oz-in * 120 grader/s. Det er samme effekt, og mindre end 3.6 Nm (514 oz-in) * 545 grader/s.

Vh Flemming Nyboe

  • 0
  • 0

I de projekter jeg har bygget indeholdene en viskemotor, har der været rigeligt med kraft.

Mine forældre var ikke imponeret over en automatisk døråbner, hvor jeg satte en dørpumpe-arm direkte på en viskermotor. Døren bevægede sig så hurtigt at den var til fare for sine omgivelser.
Når motoren ikke skulle køre længere, trykkede armen på en micro-swith med metal arm.

Det viste sig at efter at strømmen var taget fra motoren var der stadig bevægelse, så det måtte rettes til med hvornår micro-switchen cuttede strømmen.

Billige skruemaskiner fortsætter også efter aftrækkeren er sluppet, men de dyre, stopper med det samme.
Jeg ved ikke om man kan finde viskemotorer som virker efter samme princip. Ellers kan denne "Latency" nok volde nogle regulerings problemer.

  • 0
  • 0

Når man nu kan finde en fiks og færdig servo (til en betalelig pris) er der ingen grund til at bruge tid på at opfinde en selv. Der er sikkert 100 vis af andre opgaver i projektet hvor man IKKE kan købe sig til løsninger.

Det er bedre at bruge kræfterne på dem

Ad astra
Bent Erik Thomsen

  • 3
  • 1

Det der gør at en servo, til en servo, og ikke bare en motor med gear,
er potentiometret på udgangs axel, og noget smart elektronik, som styre motoren..
Skal man have god hurtig step respons, og undgå indsvingninger,
skal man gøre alt der drejer rundt så let i enerti som muligt.
En bil visker motor vejer ondt meget, og ville derfor kræve enorme energi mængder at få til at dreje fra hurtigt frem til hurtigt tilbage.
En god servo er derfor udstyret med jernløse motore, så de kan ændre retning og hastighed lynhurtigt uden at energi mængden bliver enorm.
Vi skal som Bent skriver vælge vores kampe hvor det giver mening.
Vi skal finde den bedste FÆRDIGE servo til prisen. og bare købe det antal af dem vi skal bruge.
Det kan sagtens være at billige kineser typer er gode nok, så det er fint i kommer med links og hints til hvor vi opnår det ønskede moment og hastighed til laveste mulige pris.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten