H&H RC-Servo

 

Wie bereits angemerkt, sind zuerst Versuche mit Servos und dergleichen erfolgt. Dabei musste manches Teil sein Leben lassen.

 

Ein Segel-Servo weniger:

 

 

MECHANIK

Das waren aber alles keine Lösungen. Nachdem ich die Sache mit Hans (D) besprochen habe, hat er sehr schnell einen Antrieb gefunden, welcher sich da wohl anbieten könnte:

 

 

Leise, kraftvoll, .......      aus der Auto-Industrie.

 

 

und mit einem sehr robusten Getriebe:

 

.

 

 

ELEKTRONIK

Auf dieser Basis erfolgte dann der weitere Plan und sehr schnell hatte Hans in Deutschland ein Schema für die Hardware zur Hand, nachdem er auch eine Lösung für die Steuerung des Getriebe-Motors, inkl. der notwendigen Rückmeldung des Servos, gefunden hatte. Hier hat er auf Anhieb eine gute und vor allem funktionierende Lösung gefunden. Mit einem Labor-Aufbau wurde die Hardware fertig entwickelt und der erste bestückte Print war kurze Zeit danach fertiggestellt. Damit wurde das erste Servo zusammengebaut, samt einem Display für die Test-Arbeiten. Interessanterweise hat diese erste Hardware nur einige kleine Layout-Aenderungen erfahren und ist im heutigen Prototyp praktisch baugleich noch eingesetzt.

 

Hier der erste Servo:

 

 

 

Damit wir zeitgleich testen konnten, war ein baugleiches Servo in Deutschland und in der Schweiz vorhanden. Mit Beginn der Software-Entwicklung hatten wir sehr regen Kontakt, kamen doch manchmal am gleichen Tag Anpassungen von Hans aus Deutschland an. Wir haben dann hier in der Schweiz getestet, Wünsche und Anregungen eingebracht, und bald kam wieder eine neue Version. Jede Aenderung wurde telefonisch besprochen und immer wieder wurde das Ziel wieder als Grundlage hervorgenommen.

 

 

Diese wurden ja für die Servo-Seite ganz am Anfang klar definiert:

 

Auf der Empfänger-Seite wird das normale Servo durch die Schottel-Steuerung ersetzt, auch hier keine Eingriffe in Empfänger und Signal-Weg

Einbau und Einstellungen für jeden Anwender einfach und transparent, eingestellte Parameter werden dauerhaft im Schottel-Antrieb auf dem Chip gespeichert

Schottel-Verhalten wie im Original, also kein Super-Speed-Servo, sondern die reale Abbildung eines Schottels, mit all seinen Mängeln (z.B. Laufzeit pro Umdrehung)

Weg-Optimierung, d.h. der Schottel sucht den kürzesten Weg bei grossen Kurs-Aenderungen, läuft also im Maximum 180 Grad, in die entsprechende Richtung

Kräftiger Servo-Motor, auch für grosse Schottel

Die End-Lösung (Geber und Schottel-Servo) soll eine Low-Cost-Lösung werden.

 

 

Die Software, das A & O der Steuerung, wurde dann auch immer komplexer. Eine gute Kontrolle der Funktionen war dank dem Display mit dem Menü-System gegeben. Hier noch die Bilder unserer Test-Installation, inkl. der Erklärung der einzelnen Menu-Punkte:

 

 

Der Prüf-Stand.

 

Hat uns beim Testen sehr geholfen.

 

 

 

 

 

Kalibrieren und Abspeichern der Daten auf dem Chip.

 

Ist heute einfach und beim Einschalten automatisch aktiv.

 

 

 

 

 

Menu-System: Kanal-Justage.

 

Funktioniert in der End-Version als Automatik.Damit ist das Display für die End-Version nicht mehr notwendig, der Betriebszustand wird über eine LED signalisiert.

 

 

 

 

 

Menu-System: Nullpunktfahrt.

 

Auch dieser Punkt ist nun automatisiert und läuft beim Start ab. Kann aber für Einstellarbeiten noch abgerufen werden.

 

 

 

 

 

Menu-System: Handfahrt, schrittweise oder kontinuierlich.

 

Eine schöne Funktion beim Einbau und Justieren der Null-Stellung des Schottels.

 

 

 

 

 

Menu-System: Positions-Methode.

 

Hier kann der Arbeits-Modus umgeschaltet werden:

Modus 1 = Abwartend, Servo startet, wenn Signal stabil

Modus 2 = Direkt, Servo folgt sofort dem Signal.

 

Modus Abwartend hat sich als der Richtige herausgestellt, da dann die Original-Steuerung am Besten abgebildet wird.

 

Haben uns diverse Personen, welche das ausprobiert haben, auch immer wieder bestätigt.

 

 

 

 

 

Menu-System: Sampling-Rate.

 

Auch hiermit kann das Lauf-Verhalten beeinflusst und dem Geschmack angepasst werden.

 

 

 

 

 

Ein Blick hinter die Kulissen.

 

Noch ein Hinweis, ist das Display angeschlossen, zeigt dieses immer die Position des Gebers und des Servos. Damit kann, neben der Anzeige des Signal-Zustandes, das korrekte Verhalten beobachtet werden.

 

Aber, im Modell braucht es das Display nicht. Der Einbau und die Justage ist auch ohne Display möglich.

 

Aenderungen an den Betriebs-Parametern erfordern das Display.

 

 

 

 

Zu guter Letzt:

 

Akribisch hat Ruth immer wieder Tabellen, Resultate, Texte und vieles mehr kontrolliert. Richtiges Team-Work.

 

Und einen Kaffee hatte ich immer, wenn dieser wieder mal fällig war.

 

Die Software war anspruchsvoll und in vielen Dingen auch ein mathematisches Problem. Wir haben hier unser Wissen wieder aufgefrischt. Auch die Verschachtelungen, welche nicht immer ganz so abliefen, wie wir wollten, waren manchmal für schlaflose Nächte der Verursacher. Viele Software-Versionen haben wir getestet, viele Anpassungen gemacht.

 

Messgeräte und Oszilloskop, Compiler und Debug-Systeme, und viele Hilfsmittel waren stets dabei.

 

Signal-Stabilität, automatischer Abgleich und Initialisierung waren Themen, die laufend im Auge behalten werden mussten und auch immer wieder ausgetestet wurden.

 

 

Am 11. Juli 2010 war es dann soweit und die Schottel-Antriebe wurden in unseren Test-Träger eingebaut. Die letzten Software-Anpassungen, welche von Hans noch daherkamen, wurden noch auf die Servos geladen.

 

Hier noch einige Impressionen:

 

Ins-01.JPG

Ins-02.JPG

Ins-03.JPG

Ins-04.JPG

Ins-05.JPG

Ins-06.JPG

Ins-07.JPG

Ins-08.JPG

 

 Auch hier galt; Hardware ist die eine Seite, Software die Andere, und hier sind wir wirklich an unsere Grenzen gegangen. Aber es liegt schon noch was drin.

 

Im Block-Schema sieht die heutige Version wie folgt aus:

 

 

 

Hier noch einige Videos, welche wir während dem Aufbau gemacht haben und uns gegenseitig auf diese Weise auf dem neuesten Stand gehalten haben. Der Austausch dieser Filme erfolgte über unseren FTP-Server. Die Filme sind teilweise mit Ton, als kleines Beispiel, wie wir kommuniziert haben. Viel Spass damit.

 

Datum

Kurz-Beschrieb

Autor

Format

Zeit

Grösse

25.04.2010

Erster Test Servo

HBose

wmv

01:15

8.4 MB

27.04.2010

Test-Tag Mittags

HBose

wmv

01:27

9.7 MB

27.04.2010

Test-Tag Abends

HBose

wmv

00:47

5.3 MB

30.05.2010

Erste Vorstellung

HBose

wmv

01:24

9.4 MB

03.06.2010

Software-Test

HBose

wmv

00:30

3.6 MB

08.06.2010

Erster Cross-Test Methode Abwartend

HTrox

wmv

02:24

17.5 MB

08.06.2010

Erster Cross-Test Methode Direkt

HTrox

wmv

01:50

13.4 MB

09.06.2010

Zweiter Cross-Test, nach diversen Software-Anpassungen

HTrox

wmv

00:55

6.7 MB

11.06.2010

Diskussion um Signal-Verhalten, Besprechung SW-Aenderung

HBose

wmv

00:31

3.4 MB

13.06.2010

Dritter Cross-Test, nach diversen Anpassungen

HTrox

wmv

00:56

6.8 MB

17.06.2010

Vierter Cross-Test, Kontrolle aller Funktionen

HTrox

wmv

01:23

10.1 MB

07.07.2010

Nach SW-Ergänzung für automatische Initialisierung (LED)

HBose

wmv

00:20

2.3 MB

08.07.2010

Test-Lauf mit fertiger Schottel-Mechanik

HTrox

wmv

01:46

12.8 MB

11.07.2010

Test-Lauf mit eingebauter Mechanik I

HTrox

wmv

00:28

5.0 MB

11.07.2010

Test-Lauf mit eingebauter Mechanik II

HTrox

wmv

00:44

7.8 MB

15.07.2010

Test-Lauf mit eingebauter Mechanik III

HTrox

wmv

00:44

4.9 MB

17.07.2010

Schluss-Test, vor letzten SW-Aenderungen

HTrox

wmv

00:52

5.4 MB

18.07.2010

Jungfernfahrt

RTrox

wmv

11:08

73.8 MB

04.08.2010

Fahrt zum See mit dem neuen Slip-Wagen

RTrox

wmv

00:33

4.1 MB

04.08.2010

Letzte Testfahrt vor St. Peter

RTrox

wmv

03:50

28.0 MB

 

 Die Web-Seiten, Photos und Filme unterliegen dem Copyright und dürfen nicht auf fremden Web-Space übertragen werden.

 

Mit dieser Seite haben wir einen kleinen Einblick in unsere Schottel-Steuerung und in den Weg der Entwicklung aufgezeigt.

 

 

 

02.11.2010

 

Es war seit gestern soweit, dass nun auch das Mini-Servo korrekt läuft. Die Elektronik ist in etwa gleich dem BIG-Servo, aber ohne die Anschlüsse für das Zusatz-Display. Einfach kleiner und kompakter. Und dann hatte das Ding die Idee, hier "rumzicken" zu müssen. Hans in Deutschland hat die Software "tricky" angepasst und nun läuft das Servo. Im Moment baue ich den zweiten Mini, damit wir beide testen können. Ziel ist, Ende Monat Entwicklung und Test abgeschlossen zu haben.

 

Wohlverstanden, es läuft, aber wir wollen ja auch wissen, ob das so zuverlässig läuft wie das grosse Servo.

 

 

Und hier noch ein kleines Video vom Mini-Servo.

 

 

11.12.2010

 

Stress-Test Mini-Servo

 

Das Mini-Servo im Stress-Test

Gewicht: 560 Gramm (mal als Start)

Anzahl Durchläufe: 1000

Strom Leerlauf: 20 mA

Strom Heben: 140 mA

Strom Senken: 70 mA

 

Test als Movie

 

 

NB: Das Servo hat den Stress-Test überlebt, nicht aber das eingesetzte Hub-Kabel.

Das hat nach ca. 700 Bewegungen seinen Geist aufgegeben J

 

 

17.01.2011

 

Kurz vor unserem Urlaub (Mitte Dezember) sind dann die Print's für die Mini-Servos bei uns eingetroffen:

 

 

 

Die Platinen haben wir dann noch getrennt (Fertigung als eine Platine war günstiger, als verteilt in zwei Einheiten), die Bohrungen erstellt und die Kanten abgeschrägt. Danach haben wir das erste Final-Servo erstellt. Mit diesem Bau wurden dann noch Fertigungs-Techniken verbessert, soll ja einfach und schnell entstehen.

 

In der vergangenen Woche haben wir dann das Servo ausgetestet, vor allem auch mit den Reverse-Funktionen. Nun haben wir halt doch noch einen Fehler entdeckt. Das Kurz-Video zeigt, das hie und da noch kleine Fehler generiert werden. Die andere Mechanik gegenüber dem BIG-Servo und das Verhalten des Servo-Motors (schnellere Stell-Zeiten) verlangen hier noch nach Anpassungen. Listigerweise macht er das nur in der Reverse-Funktion; aber das kriegen wir auch noch hin! Die mechanische Seite ist i.O, also fertigen wir die Servo's, parallel dazu "feilen" wir nun noch ein wenig an der Software. Kleine Rückschläge machen das Ganze ja auch interessant!

 

Von der Fertigung stellen wir dann hier noch einige Bilder ein!

 

 

 

Und hier noch ein kleines Goodie:

Für alle, die noch nie einen Original-Schottel in Funktion gesehen haben, ein kleines Mitbringsel von der "Nala" aus Hamburg.

 

Schottel in Aktion

 

Bei ca. Sekunde 15 sieht man schön, wie der Schub rausgemommen wird, der Schottel auf Rückwärts gestellt wird und es dann seine Zeit dauert, bis der Schottel gedreht hat. Erst dann wird wieder Leistung gesetzt. Mit dem BIG-Servo bilden wir diese Funktion original-getreu ab, beim Mini-Servo sind da eben noch Anpassungen notwendig, da dieses im Moment fast zu schnell reagiert.

 

 

 

Der Kreis hat sich geschlossen! Das erste Bild auf dieser Seite war ein Segel-Servo, mit dem wir die ersten Versuche für eine Schottel-Steuerung gemacht haben. Dieses, z.T. sehr malträtierte Servo ist nun zu einem neuen Leben erwacht. Mit einer neuen Elektronik, Umbauten im Getriebe und einer komplexen Software arbeitet dieses Servo nun auch als H&H Mini-Servo. Noch kleine Anpassungen, Leistungs-Messungen und Schluss-Test, dann bauen wir einige Einheiten. Das Servo ist eher für kleine Schottel bis ca. 60 mm Durchmesser gedacht. Weniger Funktionen als das BIG-Servo, aber für kleinere Schiffe mehr als ausreichend.

 

Hier das Mini-Servo beim heutigen Test-Lauf (6. März 2011)!

 

Wie immer gleichen wir unsere Fortschritte zwischen Deutschland und der Schweiz per Video ab. Wir haben in diesem Video auch den Hintergrund-Sound bewusst stehen gelassen, damit ein Einblick in diese Kommunikation gewährt ist.

 

 

 

BIG-Servo, Version 2.00

 

Nach den Erfahrungen in Entwicklung und Fertigung der ersten beiden Servos wurde die Idee BIG-Servo, Version 2.00, geboren. Kleiner und kräftiger, geschlossene Bauweise, einfache und schnelle Fertigung; dies war die Ziel-Vorgabe!

 

Hier noch ein kleiner Einblick in unsere Fertigung des neuen BIG-Servos. Wir haben hier bewusst mal eine Nach-Kalkulation des Arbeits-Aufwandes für die Fertigung geführt, auch um mal zu Wissen, welche Zeit man für eine Komponente investiert. Diese tiefen Arbeitszeiten können nur dann erreicht werden, wenn man Massen-Fertigung macht. Viel Zeit nimmt das Einrichten der Maschinen in Anspruch und das verteilt sich dann auf das Einzel-Stück.

 

Schalenbau

 

Material rüsten / zuschneiden

Aufspannen und ausrichten

Einmessen

Schalen auf GP10050 fräsen

Gewinde schneiden

Vermessen

Reinigen

 

120 Minuten (netto, da Parallel-Arbeiten)

 

Elektronik

 

Print zuschneiden

Einschleifen in Gehäuse

Erstellen Befestigungs-Löcher

Bestücken der Prints

Sensor-Platine einschleifen

Bestücken der Sensor-Platte mit SMD's

Einmessen mechanisch

Zusammenbau Hauptplatine/Sensorik

Chip programmieren und Software-Schutz erstellen

Einbau Chip und erster Test der Elektronik

 

240 Minuten

Getriebe-Schale

 

Einmessen und Einbau Getriebe

Drehen Achsen, inkl. Sensor-Kelch

Zusammenbau und Ausrichten

ZR-Rad auf Mass drehen

ZR-Rad Befestigungs-Gewinde erstellen

Zusammenbau Schalen-Hälfte

Abschmieren Getriebe

Dauer-Test-Mechanik

 

120 Minuten

Elektronik-Schale

 

Anschluss-Kabel konfektionieren

Anschluss-Kabel einlöten

LED einpassen und verlöten

Einbau Elektronik in Gehäuse-Schale

Cross-Check Elektronik

Reinigen

 

60 Minuten

Zusammenbau Servo

 

Ausrichen Schalen-Teile auf Sensorik (1/10 mm genau)

Letzte Lötstellen und Zusammenbau

Verschrauben der Gehäuse-Hälften

Bohren der Befestigungs-Löcher

Erstellen LED-Signal-Kabel

Vorbereitung zum Endtest

 

60 Minuten

 

Schluss-Test

 

Check auf alle elektronischen SOLL-Werte

Check auf alle Funktionen mit ext. Display

Check auf alle Funktionen mit LED-Kabel

Test auf korrektes Laufverhalten und Null-Stellung

Servo End-Reinigung

Montage Serien-Nummer-Kleber

Servo verpacken

 

120 Minuten

Schluss-Bilanz

 

Total-Zeitaufwand für eine 10er-Charge = 720 Minuten

 

Aufwand pro Servo 1 Stunde und 12 Minuten

 

Dies ist nur möglich, dank guter Vorbereitung, guten Maschinen und Werkzeugen und vor allem mit viel Spass