dużo pytań...serwomechanizm dla niepełnosprawnego

Witam!
Na początku powiem, że moja znajomość automatyki jest nikła, ale nie proszę o podawanie gotowych rozwiązań tylko o wskazówki gdzie szukać.
Zbudować chciałbym urządzenie proste - sterowany potencjometrem mechanizm wychylający przepustnicę w silniku auta. Po co? Autem ma kierować osoba niepełnosprawna - gaz musi być "ręczny". Opór systemu linek i dodatkowo linki "kick-downu" od skrzyni automatycznej sprawia, że posługiwanie się gazem wymaga sporo siły i jest męczące.
Początkowo myślałem o serwomechaniźmie modelarskim - potencjometr sterowałby generatorem przebiegu prostokątnego, a ten serwem. Ale przecież w aucie jest już TPS - czujnik położenia przepustnicy; wykorzystanie go zamiast wewnętrznego potencjometru serwomechanizmu dałoby większą precyzję układu (ew. niedostatki mechanicznego połączenia serwa z przepustnicą nie wpływałyby na odczyt położenia).
Poradźcie proszę, jaki układ zapewniłby kontrolę nad silnikiem DC z okrojonego serwomechanizmu - położenie zadaje kierowca potencjometrem, sygnał zwrotny wychylenia to 0-5V z TPS. Może warto pokusić się o sterownik programowalny - dałby np. odpowiednią progresję (precyzja przy małych otwarciach itp.), możnaby też w prostu sposób rozszerzyć o funkcję tempomatu...

Proszę uprzejmie o opinie, sugestie i linki do źródeł wiedzy
Michał

W najprostrzym wykonaniu to wzmacniacz operacyjny: na jedno wejście dajesz 0-5V z potencjometru, na drugie 0-5V z TPS. Steruje to jakimś wzmacniaczem mostkowym, na wyjście dajesz silnik.

Myślę, że przydałoby się dodatkowe zabespieczenie mechaniczne np. w postaci "grzyba", które, po wciśnięciu, zamykałoby przepustnicę w razie awarii układu (w samochodzie siedzi przecież osoba niepełnosprawna).

Co do zabezpieczenia na wypadek awarii układu, to oczywiście racja, chociaż przydałoby się rozwiązać to mechanicznie - np. w razie awarii silnika serwomechanizmu trzeba rozłączyć mechanicznie serwo z przepustnicą bo inaczej opór silnika * przełożenie serva = zablokowany gaz

Czytam właśnie post Pawła Sujko nt wzmacniaczy operacyjnych i przyszło mi do głowy pytanie - jak z pojedynczego +13,5 V uzyskać zasilanie symetryczne +/- 15V??

Można zrobić przetwornicę, jest bardzo dużo scalaków, które wymagają dosłownie kilka elementów dodatkowych i ruszają od razu, np. MC34063 lub seria MAX

Cytat:

Czytam właśnie post Pawła Sujko nt wzmacniaczy operacyjnych i przyszło mi do głowy pytanie - jak z pojedynczego +13,5 V uzyskać zasilanie symetryczne +/- 15V??

Są gotowe przetwornice:

http://www.tracopower.com/products/

Co do bezpieczeństwa to to serwo powinno być wspomagające a nie zastępujące (coś jak w układzie kierownicy lub hamulców) tzn. dołączone równolegle np. układem sprężynowym. W przypadku awarii układu serwa nie może w żadnym wypadku dojść do sytuacji utraty kontroli nad pojazdem. Należy nawet dać podwójny układ zabezpieczeń np. porównujący położenie zadajnika z układem osi serwa i jeżeli serwo nie osiągnie zadanego położenia w zadanym czasie to jest odłączane nawet mechanicznie od układu sterowanego i pozostaje tylko sterowanie mechaniczne. TU NIE MOŻNA OSZCZĘDZAĆ !



Zresztą bym nie ryzykował z przeróbkami, bo przy jakimkolwiek wypadku (nawet nie z winy serwa) moga być problemy prawne, z Policją i ubezpieczeniem !!!

chyba znalazłem coś, co mogłoby być użyteczne i bezpieczne...

Mechanizmy sterowania przepustnicą w samochodowych układach cruise-control dawniej były podciśnieniowe (siłownik, elektrozawór ster. PWM itd.) a od pewnego czasu są czysto elektromechaniczne - silnik, przekładnia, linka) i mają wbudowane zabezpieczenie - połączenie linki z mechanizmem jest przez pole elektromagnesu, odcięcie zasilania elmagnesu powoduje mechaniczne rozpięcie układu.

(info znalezione na http://www.overbot.com, w ogole fajny temat na stronie)

Będę mieć taki "unit" za parę dni, na razie szukam informacji w sieci...

Czy nie lepiej wybrać serwo modelarskie o większym momencie obrotowym? Takie serwo jest sterowane impulsami. Układ, który steruje takim serwem w zależności od położenia potencjometru składa się z dwóch NE 555 paru kondensatorów i oporników. Nie potrzeba żadnej przetwornicy. Poza tym przy stosowaniu silnika trzeba dobrać przekładnie kombinować, aby zwiększyć moment obrotowy a tak to mamy gotowe serwo w obudowie łatwe w montażu żeby ciągnąc linkę z gazu. No i o ile mniej elektroniki. Całość zasilana jest chyba z 5V.

Witam a mam takie pytanie w załączniku zapieszczam schemat może mi ktos pomoże zlokalizować go w necie wiem że go ściągłem kiedyś z neta ale teraz nie mogę sobie odnaleść żrudła a chodzi mi o opis schematu bo sa jakieś gwiazdki:) a przy okazji ten schemat może się komus przydać. sterownik serwomechanizmu.

To jest schemat wycięty z któregoś z numerów EP. Dotyczy on sterowania serwomechanizmem pozbawionym własnej elektroniki - normalne serwa steruje się długością impulsów - tutaj sterowanie jest bezpośrednio na silnik.

Gwiazdki oznaczają elementy dobierane:

zmiana rezystorów R1, R2 odsuwają napięcia z suwaka P1 od Masy i zasilania zabezpieczając wejścia w pozycjach granicznych P1.

Niestety leży tu jeden haczyk !!! Ponieważ napięcie z potencjometru zadającego może przyjąć wartość 0V a napięcie z P1 tylko 0.04 Vcc (przy podanych wartościach) to silnik może się nie zatrzymać bo komparator IC1B będzie miał stale większe napięcie na wejściu (+) (nóżka 5) i rozwalić przekładnię lub spalić (mniej prawdopodobne) siebie i tranzystory wykonawcze.

Potencjometr zadający powinien mieć rezystory ograniczające zakres napięć z niego tak by był mniejszy niż z P1.
Ze względu na obciążenie P1 przez R4 i R5 powinien on mieć rezystację 4.7k lub 10k (wraz z ewentualnymi rezystorami ograniczającymi)
Rezystory ograniczające muszą być tak dobrane by Uster_max było mniejsze niż 0.96 Vcc a Uster_min> 0.04 Vcc dla bezpiecznej pracy układu.

zmiana rezystorów R4 i R5 reguluje zakres nieczułości wokół punktu nastawionego, by serwo nie drżało ze względu na bezwładność (gdy tranzystory wykonawcze są wyłączane silnik nie zatrzymuje się od razu co powoduje, że jeżeli jest za mała strefa nieczułości to serwo, będzie skakać wokół punktu ustalonego.
Układ działa następująco:

W stanie ustalonym (zatrzymanie) napięcie z potencjometru pomiarowego P1 mieści się w zakresie (0.91 Uster do Uster) dla podanych wartości rezystorów R4 i R5, Uster - to napięcie z potencjometru zadającego (przez CON2_3). Na wyjściach 1 i 7 IC1 jest stan niski, tranzystory wyjściowe sa zatkane.

STOP gdy 0.91 Uster < UP1 i Up1 < Uster

Jeżeli zwiększymy napięcie Uster tak, że 0.91 Uster > U(P1) to na wyjściu 1 układu IC1 pojawi się stan wysoki, który włączy tranzystor T1. Stan niski z jego kolektora włączy tranzystor T4. Silnik zaczyna się obracać kręcąc przez przekładnię potencjometrem P1. Kręci nim do momentu gdy napięcie z jego suwaka stanie się większe niż 0.91 Uster kiedy to zniknie stan wysoki z komparatora IC1A (U(2)>U(3)).

Nastąpi zatrzymanie silnika.

Jeżeli zmniejszymy napięcie Uster tak, że Uster < Up1 to pojawi się stan wysoki na wyjściu 7 (IC1B) włączy T2, dalej włączy się T3 i silnik zaczyna zmniejszać napięcie UP1 kręcąc potencjometrem w drugą stronę. Silnik pracuje do momentu gdy UP1 będzie mniejsze niż Uster.

Jeżeli zakres nieczułości jest zbyt mały to ponieważ silnik i przekładnia obciążona elementem sterowanym mają pewną bezwładność może zajść przypadek, że mimo wyłączenia zasilania napęd przeleci w zakres włączenia w przeciwnym kierunku i silnik zacznie się kręcić w drugą stronę by zniwelować błąd. W najgorszym przypadku układ będzie drgał od jednego do drugiego punktu zatrzymania do tego pobierając impulsowo spory prąd (bo silnik się jeszcze nie zatrzymał a już dostaje napięcie w przeciwnym kierunku).

Silnik musi tak kręcić P1 aby napięcia na nastawniku i P1 zmieniało się w tym samym kierunku.

I tyle !

Jeśli miało by to być sterowane serwomechanizmem modelarskim, to możę to się przyda:

https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic53129.html

Wystarczy tylko zastosować jakiś stabilizator, żeby zmniejszyć napięcie akumulatora do 5V.

a jak byście mi podali na tym moim schemacie te zmiany co tam mówicie żeby było trza zrobiś. pliska pilne mi to troszkę a sam nie kumam. jakoś!
chodzi mi o to żeby chodzilo to na zwykłym serwie nie na tym z elektroniką bo mam już zrobiony taki serwo tylko że ono jest nie na ruch okrężny ntylko posuwisto zwrotny. proszę o poprawienie tego schematu skoro jest w nim coś nie tak Z góry wielkie dzieki.

najprościej i najpewniej: zastosować tempomat np. firmy waeco (podciśnieniowy) - pasuje do wszystkich modeli samochodów z linką międz pedałem a przepustnicą. Steruje się przyciskami + lub -, no i oczywiście hamulcem.