muah
10.01.2015, 12:48

+3Arduino steuert PF-Motor

Guten Morgen zusammen,

wie angekündigt hier das erste Ergebnis meines Experiments mit Arduino und Lego.

Ich habe dazu bei fritzing.org mir das Arduino Mega bestellt.

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Hier der Inhalt ausgepackt.

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In dem Handbuch sind einige Grundlagen erklärt, damit kann man etwas spielen und auch verstehen. Wenn es etwas komplexer wird, muss man selber anfangen zu recherchieren. Man braucht eigentlich Erfahrung in Programmierung und Elektrotechnik, sonst wird es relativ schwierig mit der Umsetzung. Programmieren kann ich, für Elektrotechnik habe ich dank meinem Vater zwar etwas Ahnung, den Rest besorge ich mir entweder im Internet oder Frage Thorsten, meinen Kumpel, den Feinelektroniker (wohnt etwas weiter weg, aber per VoiceChat haben wir das gestern gut hinbekommen).

Erstes Ziel:

- Signalisierung des Weichenzustandes durch zwei LEDs
- Ansteuern des Motors
- Processing-LED (soll anzeigen das gerade etwas getan wird und in der Zeit keine weitere Aktion möglich ist)

Im Handbuch gibt es sogar eine Übung zur Herstellung eine Schaltung zweier LEDs, die durch Tastendruck abwechselnd leuchten sollen. Die hat gut geholfen. Eine Ansteuerung für Motoren gibt es dort auch nachzubauen, allerdings war das Beispiel nicht ganz für mich verwendbar. Im Internet habe ich dann das besser passende Beispiel gefunden. Nachdem ich dann auch verstanden hatte wie der IC funktioniert, habe ich gestern sogar relativ schnell die Schaltung herstellen können und musste dann nur noch die beiden Programmteile in ein Gesamtkonzept bringen.

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Wenn der Arduino startet werden die ganzen benötigten Variablen initialisiert und setup-Funktionen aufgerufen. Dann wartet er in einer Schleife (loop) auf was zu tun. Drückt man den Knopf wird ein Status-Wert geändert (derTasterwurdegedrückWert), damit die Folge-Programme wissen das sie etwas tun müssen. Dann kommt der Programmteil der fragt: Weiche==1 ? dann LED1 = aus, LED2 = an, ProcLED = an, Motor Richtung A an für 0,8 Sek., Weiche=0, ProcLED = aus. Fertig. Wenn man dann den Taster noch mal drückt kommt man in die gleiche Abfrage, da Weiche==0 kommt der andere Programmteil zur Reaktion: LED2 = aus, LED1 = an, ProcLED = an, Motor Richtung B an für 0,8 Sek., Weiche=1, ProcLED = aus.

Relativ simpel, da fehlt noch etwas Feintuning und halt mal sauber programmiert und benannt Es gibt auch fertige Boards für Motoransteuerung, da werde ich mal schauen ob es was passendes gibt, Thorsten war mit der rudimentären Lösung nicht ganz zufrieden, da fehlen ihm wohl noch Widerstände etc. damit es auch sauber ist.

Und so sieht es dann aus:



Mit dem Ardunio Mega könnte ich 12 Motoren steuern, danach ist Schluss, weil mehr als 12 PWM Anschlüsse hat er nicht. Für eine Weichensteuerung reicht es gut aus, allerdings werde ich mir Gedanken machen müssen, wie ich entweder mehrere Boards miteinander verbinde oder einzeln die Programmteile arbeiten lassen.

Die nächsten Schritte sind Lichtschranken und Infrarot. Ein Zug fährt durch Lichtschranke und erhält einen IR Befehl zum Stehenbleiben oder zum Beschleunigen, etc.

Ich halte euch auf dem Laufenden, muss erst mal schauen was ich so an Bauteilen noch brauche.

Dennis



Thomas52xxx , Lok24 , gefällt das


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unschuldslamm
11.01.2015, 14:20

Als Antwort auf den Beitrag von muah

Re: Arduino steuert PF-Motor

Moin Moin,

so nachdem ich mir gerademal so eine h-bridge-Schaltung (mit nem L293D IC) im Arduino-Project-Book angesehen habe, verstehe ich Deine Schaltung nun - hoffe ich

Du schließt zwei normale digtale Pins an die h-bridge an um den Motor zu steuern und einen pwm-Ausgang für die Geschwindigkeit des Motors? Bzw. wie du sagst für die Spannung bzw. Stromstärke? (was eigentlich?).
So wie ich es hier gerade lese braucht die h-bridge einen Eingang, der sie generell anstellt. Und da schließt Du den pwm-Ausgang an und gibst halt nur 50% der Leistung drauf. Ist das so?

Was mir da einfällt: der PWM-Ausgang ist aber doch nur eine Simulation eines analogen Ausganges, indem sehr schnell zwischen Strom an und aus umgeschaltet wird. Der Motor müsste daher im schnellen Wechsel die volle Leistung bekommen und wieder nichts. Bei einem (analogen) Multimeter pendelt sich dann der Zeiger vermutlich bei 4,5 V ein, aber eigentlich müsste es doch 9-0-9-0... sein, oder?


Bei Deiner Gesamtplanung ist das mit den PWMs aber imho gar nicht das Problem, weil Du pro Weiche einfach eine Menge an Pins verbrauchst, auch durch LEDs und Taster.

Wenn ich es richtig verstehe, willst Du am Ende aber nicht alles miteinander kombinieren. Also etwa: Taster 1 gedrückt und dann schalten Weiche 1,3,7 und 13 um eine bestimmte Strecke zu schalten.
Wenn Du das nicht machst, sondern jede Weiche, Signal oder was noch alles für sich alleine (mit Leds und Taster) bleibt, dann kannst Du ja auch problemlos zwei oder drei Arduino-Boards parallel nutzen!?...

Danke



bernd-das-brot
11.01.2015, 14:49

Als Antwort auf den Beitrag von muah

Re: Arduino steuert PF-Motor

Das Servo liefert keine Positionswerte zurück. Es hält die vorgegebenen Position, so lange es den passenden (PWM)Wert geliefert bekommt, auch wenn es von außen belastet wird. Ist das Signal weg, aber das Servo wird noch mit Spannung versorgt, kommt es in einen undefinierten Zustand. Was dann passiert, kommt aufs Servo an:

Manche haben ein Failsave eingebaut und fahren dann in eine vorgegebene, oder programmierbare Position, das ist aber eine Minderheit und eigentlich nur bei hochpreisigen Digitalservos zu finden.

Bei den meisten 08/15 Modellen passiert meist nichts, sie lassen sich dann aber bei Belastung verstellen, da sie ja nicht mehr wissen, welche Position sie halten sollen. Es gibt aber auch welche, die dann unkontrolliert herum zucken oder einfach in eine Endposition fahren. Bei diesen wird der Motor aber so stark belastet, daß er das nicht sehr lange mitmachen wird.



bernd-das-brot
11.01.2015, 15:13

Als Antwort auf den Beitrag von daniel.vergien

Re: Arduino steuert PF-Motor

Du meinst sicher ein Relais mit Wechselkontakt, oder? Damit könnte man zwar, mit nur einem Digitalausgang, die Drehrichtung wechseln, es fehlt aber noch eine Abschaltung der Spannung bei erreichen der Endposition. Dazu wären dann wenigstens noch zwei Endschalter an der Weiche notwendig, andernfalls würde der Motor ständig unter Spannung stehen und irgenwann durch brennen.



muah
11.01.2015, 16:35

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Arduino steuert PF-Motor

Danke Werner, das werde ich mir auf jeden Fall mal anschauen und ausprobieren.



muah
11.01.2015, 17:44

Als Antwort auf den Beitrag von unschuldslamm

Re: Arduino steuert PF-Motor

Ich glaube Spannung ist da richtiger und so ist es, ich kann einen Wert zwischen 0 und 255 für das PWM definieren und habe dort 100 gewählt.

Wie weit ich das kombieren will weiss ich noch nicht. Aber im ersten Schritt reicht die Weichensteuerung. Sofern keine Abhängigkeiten bestehen geht das mit den Einzellösungen. Allerdings interessiert mich schon wie man mehrere Arduino verbinden kann.



Lok24
11.01.2015, 18:24

Als Antwort auf den Beitrag von bernd-das-brot

Editiert von
Lok24
11.01.2015, 18:29

Re: Arduino steuert PF-Motor

Hallo,

irgendwie verstehe ich das ganze Problem(?) nicht.

Ich würde immer alle Motoren seriell schalten.
d.h. ich drücke in 1sec 5 Tasten, die werden im Programm in ein Array geschrieben und dann nacheinander in 10sec (2 pro Weiche) abgearbeitet.

Und zur Anzahl Motoren: ich kann doch (z.B. mit externen Bauteilen) jeden Motor einzeln mit Strom versorgen.
Mit anderen Worten: ich brauche zwei Ausgänge für Rechts-Linkslauf .
Mit 8 weiteren Ausgängen kann ich bestimmen, welcher von 256 Motoren damit laufen soll.

Grüße

Werner



Lok24
11.01.2015, 19:04

Als Antwort auf den Beitrag von muah

Re: Arduino steuert PF-Motor

Hallo,

so wie ich es lese jeder Port(!) max 40mA, da fehlt irgendwo eine Leistungsendstufe, oder?
Du betreibst den Motor nicht etwa direkt an den IC-Ausgängen? *haaresträub*

Grüße

Werner



muah
11.01.2015, 19:08

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Editiert von
muah
11.01.2015, 19:08

Re: Arduino steuert PF-Motor

Hallo Werner,

40mA pro Ausgang beim Arduino, der IC kann 1A. Ja, der Motor wird direkt an den IC angeschlossen. Das ist wohl soweit auch korrekt, allerdings sollten zwischen IC und Motor wohl noch Widerstände o.ä., allerdings fehlen mir da die Kenntnisse.

Dennis



Lok24
11.01.2015, 19:18

Als Antwort auf den Beitrag von muah

Re: Arduino steuert PF-Motor

Hallo Dennis,

ah, Du hast einen Treiber-IC dahinter.
Das war mir nicht klar. Dann ist alles gut.
d.h. aber Du betreibst den Motor mit einer externen Spannungsquelle.
Da wüsste ich keine sinnvolle Verwendung für Widerstände (evtl Pull-Up, aber die sind meist integriert.

Grüße

Werner



muah
11.01.2015, 19:27

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Arduino steuert PF-Motor

Vielleicht zum Besseren Verständnis, ich habe mich an diesem Aufbau orientiert.

http://www.arduino-tutorial.de/2010/06/motorsteuerung-mit-einem-h-bridge-ic/



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