Brauche Hilfe: Einfache Ansteuerung von Servos

[Stoffel]

Hallo zusammen,

habe mir schwer den Frust geholt und brauche Eure dringende Hilfe:



Mir fiel ein Servo in die Hände mit dem ich eine Art "mechanisches Stellglied" bauen will. Habe leider überhaupt keine Erfahrung mit den Dingern und blamiere mich jetzt hoffentlich nicht zu sehr.

Ich stelle mir diese mechanische Stellglied so vor, dass z.B. durch Umlegen eines Schalters (bzw. Relais) der Servo von der einen Endstellung in die andere läuft und vice versa. Zunächst meinte ich, das Ganze wäre furchtbar einfach und bastelte mir mittels eines NE555 einen umschaltbaren Impulsgenerator mit den rechnerischen Größen high: 1 – 2ms und low: ca. 18ms. Nachmessen kann ich es leider nicht - habe keinen Oszi. Allerdings funktioniert die Sache eher schlecht als recht, auch ein Spielen mit den Werten der Schaltung hat keinen Erfolg gebracht:
Der Servo steht nur sehr unruhig in der eingestellten Position, brummt, zittert und - was m.E. das schlimmste ist – zieht auch im positionierten Zustand rund 1A. Nun gibt´s drei Möglichkeiten:

meine Schaltung taugt nichts (vielleicht brauchen die Dinger ja genau 50 Hz ?)
der Servo taugt nichts
oder ich bin schlicht und ergreifend einfach zu doof

Ist das Verhalten des Servos normal ? Ich hatte eigentlich gehofft, dass die Dinger ruhig stehen und im „eingeschwungenen“ Zustand nur einen sehr kleinen Strom ziehen. Aber bestimmt gibt´s hier ein paar Fachleute zu finden, deshalb gleich ein paar Fragen:

Wie groß darf der "Ruhe-"strom denn sein ?
Kann mir jemand mit einen funktionierenden Schaltplan weiterhelfen ? Bitte möglichst primitiv, da ich die Schaltung mehrfach aufbauen will.
Ich habe gesehen, dass es bei Conrad einen billigen Servotester gibt. Den Poti könnte man ja einfach durch einen umschaltbaren Widerstand ersetzen. Was haltet Ihr davon, den Servo so anzusteuern ?


..... ich zähl´ auf Euch .....


Es grüßt Euch ein ratloser Stoffel

[cp]

Hi Stoffel,

Der Servo steht nur sehr unruhig in der eingestellten Position, brummt, zittert und - was m.E. das schlimmste ist – zieht auch im positionierten Zustand rund 1A.

Das liegt daran, weil Dein Servo in eine Endposition fährt und der Servomotor dauernd Strom zieht. Im Ruhezustand (Position erreicht, keine Last) darf der Servo nur den Ruhestrom der Schaltung ziehen, also wenige mA.

Mit den 1..2ms Impuls bei einer Periodendauer von 20ms liegst Du schon richtig. Für die Fehlersuche in Deiner Schaltung brauchst Du schon ein Oszi. Alles andere wäre die Suche der Heunadel im Steckhaufen. Mögliche Ursachen sind: unsaubere Impulse / flanken, Spannungseinbrüche / Spikes, falsches Impuls - Pausenverhältnis usw.....

In einem Elektronikforum habe ich noch diesen Link des Conrad Testers mit Schaltplan gefunden. Irgendwo liegt bei mir auch noch ein Buch mit der Schaltungsbeschreibung eines Servotesters auf der Basis des NE555. Wenn ichs noch finde, maile ich Dir die entsprechenden Seiten gerne zu.

Viele Grüße

cp

[Prellbock]

Hallo Stoffel,
wollte Dir auch den Servotester empfehlen. Schaltplan geht als email an Dich ab.
Eine weitere Variante ist der von www.khaders.de angebotene Weichenantrieb mit Servo. Da er PIC-gesteuert ist kannst Du mit Knopf sowohl die Endlagen als auch die Geschwindigkeit programmieren. Wir haben auf unserer TT-Anlage alle Weichen damit ausgerüstet. Allerdings in einer älteren Version. Die waren noch nicht so teuer.

Winfried

[fido]

Hi Stoffel,
die Servos laufen mit 50HZ bei variabler Impulslänge. Auch ich gebe Dir den Tipp, einen Servotester zu nehmen, den Widerstand des Potis in den gewünschten Stellungen zu messen und das Poti dann durch umschaltbare Widerstände zu ersetzen. Noch besser wären zwei umschaltbare Potis, damit Du die Endlagen jederzeit verändern kannst.

Wenn Du uns noch sagst, was Du mit dem Servo machen willst, könnten wir Dich auch bei der Auswahl des Servo-Typs beraten. Ich tippe mal auf die Pantos, die beim Kroko auf & ab gehen sollen.

[Stoffel]

Hallo cp, hallo Winfried, hallo Fido,

na, das nenne ich prompte Hilfe, über Nacht sozusagend. Vieeeeelen Dank.

Das Erstaunliche ist, das meine Schaltung diesen Murks auch dann macht, wenn der Servo nicht in Endstellung steht. Aber egal, auf jeden Fall ist meine Schaltung Schrott und ein Fall für die Tonne. Scheinbar sind die Impulse einfach zu unsauber. Insofern folge ich Eurem Rat und werde mal ein Kilo von den Conrad-Schaltungen bestellen, denn mit dem NE555 bin ich keinesfalls verheiratet.

Noch besser wären zwei umschaltbare Potis, damit Du die Endlagen jederzeit verändern kannst

Einfacher, aber genialer Gedanke. Genau so mache ich das

Wenn Du uns noch sagst, was Du mit dem Servo machen willst, könnten wir Dich auch bei der Auswahl des Servo-Typs beraten. Ich tippe mal auf die Pantos, die beim Kroko auf & ab gehen sollen.

Ja, die Pantos sind eine mögliche Anwendung, allerdings untersuche ich da noch eine Alternative (wird aber nur verraten, wenn es und falls es funktioniert - will mich ja nicht schon wieder blamieren ). Bisher habe ich das Thema Panto ja immer mit Feather-Motor gelöst, aber das ist mir zu groß, zu teuer, zu aufwendig. Ich will auf jeden Fall mal das Zusammenspiel von Servos mit Bowdenzügen ausprobieren – da fallen mir spontan jede Menge Anwendungen ein: Pantos, Kupplungen, Weichen etc. Und die Erfahrung zeigt ja, hat man eine Lösung erst mal im Griff, wird sie auch gleich massenweise verbaut. Insofern hatte ich bislang bei den Servos neben der Größe vor allem das Kriterium Preis vor Augen. Den erwähnten Bowdenzug sollte er natürlich schon schaffen, aber darüber hinaus werden meine Anwendungen sicher weder große Kraft, noch sehr viel Präzision erfordern. Kann ich da viel falsch machen bzgl. Servo oder ist das auch nicht so einfach wie ich mir das dachte


Beste Grüße vom Stoffel, der sich über Eure Hilfe gewaltig freut.

[fido]

Kann ich da viel falsch machen bzgl. Servo oder ist das auch nicht so einfach wie ich mir das dachte

Hi Stoffel,
für Pantos sind Servos meiner Meinung nach Ok. Ich würde günstige Mini-Servos wie das Hitek 81HS (ab eur 14,-) verbauen. Die Mechanik würde ich so machen, das in der obersten Stellung keine Kraft mehr auf dem Stellarm des Servos ausgeübt wird. Das spart eine Menge Strom. Und pro Panto ein kleines Servo unter dem Dach wäre auch schick, damit sie nacheinander hochgehen.

[Stoffel]

Hallo Ihr netten Leute,

langsam werde ich in dieser Thematik schlauer. Habe zwischenzeitlich auch einige Mails mit Anleitungen und Schaltplänen von wirklich netten BBF-Kollegen bekommen. Vielen Dank an alle Den Fehler in meiner selbstgebastelten Schaltung habe ich auch gefunden: ganz blauäugig habe ich Takt und Signalbreite mit einem einzigen NE555 zusammengepfrimelt Scheinbar braucht man aber zwei um saubere Signale zu erhalten: einen für den Takt und einen zweiten für die Pulsbreite. Allerdings wird die Sache dann schon wieder so aufwendig, dass der Griff zum Conrad-Bausatz wohl sicher die einfachste Lösung ist.


Fido hat getippselt:

Die Mechanik würde ich so machen, das in der obersten Stellung keine Kraft mehr auf dem Stellarm des Servos ausgeübt wird.

Aaaaah Meinst Du das so: keine Kraft auf Servo Motor muss nicht gegenhalten kein Strom Leuchtet eigentlich ein.

Und pro Panto ein kleines Servo unter dem Dach wäre auch schick, damit sie nacheinander hochgehen.

Sag´ mal für was für ein Sparbrötchen hälst Du mich denn Natürlich muss man Pantos getrennt ansteuern. Im Zeitalter der Doppelschleifstücke wird ja schließlich immer nur einer angelegt




Besten Gruß vom Stoffel

[fido]

Aaaaah Meinst Du das so: keine Kraft auf Servo Motor muss nicht gegenhalten kein Strom Leuchtet eigentlich ein.

Hi Stoffel,
genau. Ein Servo macht maximal 180 Grad Ausschlag (mit gutem Willen ist noch etwas mehr drin, aber der ist eigentlich ein Puffer für die Trimmung der Mitte). Wenn nun der Hebelarm zum Panto sich senkrecht bewegt, muss das Servo von 12:00 Uhr (Hebelarm steht senkrecht nach oben) über 3:00 bis 6:00 Uhr (Hebelarm steht senkrecht nach unten) bewegen. Damit ist der Panto oben und unten arretiert und das Servo macht Pause.

Ich warte eh noch drauf, das man Digitaldecoderausgänge nicht nur dimmen, sondern komplett frei programmieren kann. Dann kannst Du Deine Servos einfach an den Decoder hängen und z.B. einen Scheibenwischer, Entkupplung oder eine Pantosteuerung programmieren und abrufen. Decoder nur für Servos gibts ja schon von Zimo, aber gemischt wäre mal was neues. Außerdem brauchen die Servos 4,5V-6V. Wir sollten das Zimo vorschlagen....

[Stoffel]

Hallo Fido,

Ich warte eh noch drauf, das man Digitaldecoderausgänge nicht nur dimmen, sondern komplett frei programmieren kann. Dann kannst Du Deine Servos einfach an den Decoder hängen .....

Ich vermute mal, dass das nicht mehr lange dauern kann. Mein Händler (der mir den Servo schenkte und damit an der ganzen Miesere schuld ist) murmelte, er hätte das dem Zimo-Ziegler schon gesteckt und dieser arbeite bereits im Geiste daran. Wir werden sehen ....

Außerdem brauchen die Servos 4,5V-6V.

Das ist m.E. die einfachste Übung. Ich betreibe das Lok-Innenleben sowieso immer mit reduzierter Spannung. Dazu braucht man einfach nur einen Festspannungsregler zwischen Masse und Pluspol hängen. Mit einem 7805 hat man dann direkt die benötigten 5V. Ich puffere übrigens immer mit einem 4,7uF Tantal vor und hinter dem LM. Funktioniert einwandfrei und stört den Dekoder nicht im geringsten.

Allerdings bin ich noch am überlegen, ob man für die Servos aufgrund der doch deutlichen Stromaufnahme nicht besser eine zusätzliche Spannungsversorgung aufbaut.


Gruß vom Stoffel

[Stoffel]

Hallo Leute,

nachdem eine ganze Kiste von Servotestern nebst Servos schon einige Tage bei mir herumliegen, habe ich mich heute mal dran gemacht.

Spannungsversorgung:
Ich hatte ja schon geschrieben, dass ich die Versorgung der Servos nicht über den Dekoder ziehen möchte, insofern baute ich eine ganz primitive, separate Versorgung direkt ab Schiene auf, bestehend aus einem 2A-Gleichrichter, Elko 2200µF, Festspannungsregler 78S05 (kann 2A ab) und einem 4,7µF Tantal (zur Verbesserung des Regelverhalten des Spannungsreglers).

Servotester:
Der Bausatz von Conrad ist idiotensicher. Über ein Relais schalte ich zwischen zwei Trimmpotis hin und her, die die Endstellungen des Servos vorgeben. Funktioniert astrein

Allerdings ärgerte ich mich zunächst darüber, das der Servotester den Servo nur 90° bewegt. Ein Blick in die Aufbauanleitung (natürlich hatte ich die nicht gelesen, sondern gleich mal so die ersten drei Bausätze zusammengebraten ) gab Aufschluß: Um einen Verstellbereich von 180° zu erhalten, muss man zwei Bauteile (1x Widerstand und 1x Kondesator) durch andere Werte ersetzen. Die lagen natürlich nicht bei, was ehrlich gesagt ein wenig böde finde. M.E. ist es besser über Verstellweg als über Kraft zu arbeiten. Insofern muss ich die Tage erst mal zum Elektronikladen, um mir die entsprechenden Bauteile noch zu holen.

Fazit:
Einfache Lösung das Ganze, idiotensicher, kriegt jeder hin. Prima Beispiel dafür, wie hier im Forum geholfen wird. Besten Dank dafür


Aber eine Frage habe ich noch:
Wie stetzt man möglichst elegant die Dreh-Geschwindigkeit des Servos herab ? Widerstand im Pluspol der Servo-Versorgung oder Halbwelle ? Was passiert dann in Bezug auf Kraft ? Mal sehen, vielleicht hat ja jemand eine geniale Idee...


Gruß vom Stoffel