Servo-Motoren aus LCN ansteuern

Der Beitrag befindet sich noch im Entwurfsstadium und wird mit weiterem Text und Bildern ergänzt

Anforderung

Da die Ansteuerung eines Servomotors mit LCN nicht angeboten wird, hier der Vorschlag einer Hardwarelösung, um aus LCN einen Servomotor anzusteuern.
Der Servomotor ist Bestandteil eines Regelkreises, der eine kontinuierliche Veränderung einer Größe z.B. eines Winkels oder einer Entfernung zulässt. Hier wird aber nur die Ansteuerung eines Servomotors für 2 Endlagen beschrieben, wobei die beiden Endpositionen variabel sind.

Lösung

Der Servomotor wird normalerweise mit einer Pulsweitenmodulation angesteuert. Über die Breite der Pulse wird der Winkel, auf den der Servoarm gestellt werden soll gesteuert. Die folgende Schaltung zeigt die Ansteuerung von 8 Servomotoren. Angesteuert wird die Schaltung über einen LCN-P-Port (X1-MicroMaTch-Buchse, wobei der Servomotor aus der PRO wie ein Relais angesprochen wird. IC1 (4094) ist der IC der in jedem Relaismodul verbaut ist, er dient der seriell-parallel-Wandelung der Daten vom Busmodul. Die Ausgänge des IC1 werden zur Entkopplung auf Optokoppler geführt, mit den Optokopplern sind LED in Reihe geschaltet um eine Signalisierung am Gehäuse des Servomoduls zu ermöglichen. Im linken unteren Bild befindet sich der LM555 der den Grundtakt von ca. 50 Hz erzeugt, auf den die Signalisierung basiert. Der Grundtakt wird allen LM555 für die Ansteuerung der Servomotoren bereitgestellt. Für jeden Servomotor gibt es 2 Einstellregler, einer (der im Plan untere) legt die Servoposition im nicht angezogenem "Relais" fest, der andere die Servoposition im angezogenen Zustand des "Relais".

Datei:Servo für Wiki.PNG

Implementierung

Rechts unten im Bild ist das Servomodul abgebildet. Der "Prototyp" hat die Portentiometer noch im Inneren des Gehäuses und muss zur Änderung der Einstellung noch geöffnet werden. Allerdings zeigt die Erfahrung eine ausgezeichnete Lanzeitstabilität. Im unteren Bereich des Gehäuses ist der P-Port-Stecker erkennbar und im oberen ein Pfostenstecker für die Anschlüsse der Servomotoren. Das Flachbandkabel ist auf die untere der rechten LSA+-Leisten geführt.

Verwendete Komponenten

Die einzelnen Bauelemente sind im Stromlaufplan ersichtlich, dazu kommt das Hutschienen-Gehäuse mit einer Breite von nur 52 mm. Erforderlich ist eine Stromversorgung von 6 bis 9V-, obei das dargestellte Modul dirakt an eine stabilisierte 5V-Versorgung angeschlossen wurde und damit auf den 7805 in der Schaltung verzichtet werden konnt.

Parametrierung

Diese erfolgt in der PRO, wobei die Servomotoren wie Relais angesprochen werden. Die Entpositionen jedes Servomotors sind per Poti am Modul einzustellen.

Bewertung

Aufwand

Wer Erfahrung beim Umgang mit dem Lötkolben hat benötigt ca. 8 Std. (Lochrasterplatte) werden die 16 Potis in den Gehäusedeckel integriert (zu empfehlen) ist ein Aufwand von 10 Std. zu kalkulieren. Der materielle Aufwand liegt unter 10 €.

Zuletzt erprobt

2006 wurde der erste Servomotor in Betrieb genommen und arbeitet seit dem Fehlerfrei. Wobei die Entfernung zwischen Steuerung und Motor 5 Kabelmeter beträgt. In der Zwischenzeit wurde ein weiterer Servomotor in Betrieb genommen, wobei sich die Entfernung nochmal um weitere 3 Meter erhöhte.

Einsatzgebiete

Die Servosteuerung wurde für den Antrieb von Toilettenspülungen entworfen. Nach mehrjährigem erfolgreichem Betrieb sind weitere Anwendungen geplant. Hier eine Liste, welche nach Möglichkeit mit weiteren Ideen ergänzt werden sollte:

• Toilettenspülung
• Ansteuerung der Katzenklappe (Freigabe)
• Hauseinfahrt für die Garteneisenbahn
• Freigabe des Briefkastens (um ihn zu Sylvester zu verriegeln)
•  ?

Weblinks

Das Servosignal
Aufbau eines Servomotors
Belegung der Servostecker
Hier können noch Links (Wiki oder WWW) zu ähnlichen Lösungen oder Varianten und zu weiterführenden Informationen stehen.