MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

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  • sicx
    Member
    • 06.04.2002
    • 855
    • Alan
    • Chemnitz - 1. MSC Jahnsdorf e.V.

    #1

    MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

    Hallo!

    Angeregt durch einen anderen Thread möchte ich Interessierten kurz eine Schaltung vorstellen, mit deren Hilfe die Drehzahlregler MCR Servo und MC Heli Control von Regelung der Rotordrehzahl auf Regelung der Motordrehzahl umfunktioniert werden können.



    Hier die Datasheets der verwendeten Bauteile:

    TLE_4905_35_45L.pdf
    SN54_74LS90_92_93.pdf


    Vorausgesetzt sei, dass die Drehzahl nun über einen Magneten am Lüfterrad und einen Hallsensor (kann der Originale bleiben) abgenommen wird.

    Der Regler bekommt, wenn er die Drehzahl am Rotor misst, 3 Impulse pro Umdrehung. Der Motor macht in der selben Zeit annähernd 9 Umdrehungen (je nach ßbersetzungsverhältnis).
    Folglich müssten, wenn man die Motordrehzahl regeln möchte, die 9 Impulse, die der Regler dann bekäme, wieder auf 3 reduziert werden, um ein für den Regler auswertbares Signal zu erhalten. Daher wird zwischen Sensor und Regler ein Binärzähler SN54LS92 eingeschleift, der über eine "divide-by-three"-Operation pro 3 Impulsen des Hallsensors nur einen an den Regler weiter gibt bzw. pro 9 Impulsen nur 3.

    Damit verschiebt sich je nach ßbersetzungsverhältnis im Heli der Regelbereich von 900-2000U/min geringfügig. Dies sollte aber in den meisten Anwendungsfällen kein Problem darstellen (nur bei 1,80m-Piloten könnte es nach unten hin etwas knapp werden). So würde sich z. B. bei einer ßbersetzung von 7,7:1 der Regelbereich auf 1050-2340 U/min ändern, bei 8,3:1 auf 975-2170 U/min.

    Noch ein kleiner Tip zum Nachbau, lasst die Leiterplatte geringfügig länger, als es das Gehäuse des Binärzählers ist. Dann könnt Ihr mit Hilfe von Klebstoff eine Zugentlastung für die Kabel schaffen. Ich habe meine Schaltung so schmal wie möglich gehalten, sie mit Epoxy ausgegossen und direkt im Anschluss eingeschrumpft.

    Ich fliege mit dieser Schaltung sicher schon ein Jahr und hatte bisher keinerlei Probleme.
    Vorteil ist, dass der Motor nicht mehr auf Standgas zurückgeregelt wird, wenn der Rotor durch steile Abstiege seine Solldrehzahl überschreitet. Bei manchen Helis ist systembedingt auch eine Abnahme der Rotordrehzahl schwierig bis unmöglich. Dort wäre der Umbau evtl. hilfreich.

    Bitte achtet darauf, gewissenhaft zu arbeiten. Ein Kurzschluss durch lose Kabel, etc. und Euch fällt höchstwahrscheinlich der ganze Heli vom Himmel. Um eine gewisse Kurzschlusssicherheit zu erhalten, könnt Ihr auch einen Kohleschichtwiderstand in die Stromzufuhr löten. Dieser brennt bei zu hohen Strömen durch und verhindert Schlimmeres.

    Viel Spaß beim Basteln !
  • sicx
    Member
    • 06.04.2002
    • 855
    • Alan
    • Chemnitz - 1. MSC Jahnsdorf e.V.

    #2
    MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

    Axo, ich übernehme natürlich keine Verantwortung für Schäden jeglicher Art, die durch den Bau oder die Anwendung dieser Schaltung enstehen könnten .

    Aber wie gesagt, bei mir funzt's prima .



    Wer sich nicht zutraut, das ganze selbst zu bewerkstelligen, dem kann ich das ganze auch gerne für einen kleinen Unkostenbeitrag fertigen.

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    • Hermann Schellenhuber
      Hermann Schellenhuber

      #3
      MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

      Hallo Alan,

      an sich sehr gute Idee.

      Nur so als Anregung:
      beim Binärzähler würde ich einen CMOS-Vergleichstyp verwenden, da dieser unter anderem einen größeren Betriebsspannungsbereich zuläßt. Damit ist dann eine Funktion unter 4,5 V noch absolut sicher gewährleistet und auch ein 5 zelliger Empfängerakku ist verwendbar. Wie der TTL-Zähler bei zu geringer Betriebsspannung reagiert, kann ich leider nicht sagen. Vermutlich würde der Regler dann auf Bypass gehen (es kommen keine Impulse mehr durch), was noch vertretbar wäre. Wär auch möglich, daß einige Impulse verloren gehen und damit einen niedrig drehenden Motor vortäuschen. Das wäre "unschön" .

      Schöne Grüße,
      Hermann

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      • sicx
        Member
        • 06.04.2002
        • 855
        • Alan
        • Chemnitz - 1. MSC Jahnsdorf e.V.

        #4
        MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

        Hallo Hermann!

        Danke für den Tip. Da hast Du natürlich recht. Der Bereich der Betriebsspannung beim SN54LS92 ist nicht gerade üppig (4,5...5,5V) ist aber wohl für den Betrieb mit 4 Zellen vertretbar. Werd mal schaun, ob ich noch was anderes finde.

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        • Meinrad
          Senior Member
          • 07.06.2001
          • 1975
          • Meinrad

          #5
          MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

          Hallo Alan,

          da ich fast nur 5 Zellen benutze, wäre es sehr wichtig für mich, wenn es mit einem entsprechenden Typen ginge. Nochmals vielen Dank für Deine Mühe.

          Gruß Meinrad

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          • sicx
            Member
            • 06.04.2002
            • 855
            • Alan
            • Chemnitz - 1. MSC Jahnsdorf e.V.

            #6
            MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

            Hallo nochmal!

            Damit Ihr eine Vorstellung habt, wie groß das ganze ist, hier ein Bild:

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            • sicx
              Member
              • 06.04.2002
              • 855
              • Alan
              • Chemnitz - 1. MSC Jahnsdorf e.V.

              #7
              MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

              Bin noch auf der Suche nach einem besser geeigneten Binärzähler. Falls einer von den Elektronik-Freaks eine Idee hat, würde ich mich sehr freuen. Ist immer ein bisschen wie die Nadel im Heuhaufen zu suchen .

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              • k_wimmer
                k_wimmer

                #8
                MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                Hallo,

                nee, nix Nadel im Heuhaufen:

                Microchip 12C508, 470Ohm in Reihe mit einer 5,6V Zenerdiode zur Spannungsbegrenzung.
                Mit dem Taktgeber auf den TMR0 Eingang und den Zähler immer auf 3 vor Ablauf setzen.
                Dann den Zählerüberlauf überwachen und bei jedem ßberlauf den Ausgang für 100µS auf High und dann wieder auf Low.

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                • Hermann Schellenhuber
                  Hermann Schellenhuber

                  #9
                  MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                  Hallo Kai,

                  Microcontrollerlösungen sind zwar ungemein komfortabel, doch leider nur was für Leute mit Fachwissen. Klar, das Programm wäre wahrscheinlich eine Arbeit auf 2 Minuten. Aber dann muß man sich noch mit dem ganzen Drumherum auseinandersetzen, was nicht jedermans Sache ist.

                  Das schöne an der Lösung mittels einfachen Binärzähler ist die, daß es jeder mit Löterfahrung nachbauen kann und sonst nichts von der Materie verstehen muß.

                  Also wir werden schon den passenden Zähler finden (den man dann auch bei Conrad oder Reichelt bekommt), keine Sorge! Ich werd bei Gelegenheit mal nachsehen. Grundsätzlich funktioniert jeder, mit dem man eine Teilung von 3 herstellen kann. Die Absicherung mittels Zenerdiode ist natürlich auch bei CMOS empfehlenswert (bei 5 Zellen).

                  Schöne Grüße,
                  Hermann

                  Kommentar

                  • k_wimmer
                    k_wimmer

                    #10
                    MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                    Hallo,

                    dann bleibt als Alternative noch der 4024:

                    CMOS Binärzähler mit einem Betriebsspannungsbereich von 3-15V.
                    Stromaufnahme bei 5V und 1MHz <0,2mA.

                    Das wär doch genau das Richtige.

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                    • Hermann Schellenhuber
                      Hermann Schellenhuber

                      #11
                      MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                      Hallo Kai,

                      mit dem 4024 ist leider keine Teilung durch 3 herstellbar.

                      Als direkte Alternative würde der 74HC92 in Frage kommen. Auch mit einem 74HC93 wäre eine Teilung durch 3 leicht einstellbar. Leider habe ich beide Typen nicht bei Conrad gefunden. Die HCT (High-Speed) kommen durch ihren den TTL-Typen ähnlichen Versorgungsspannungsbereich (4.5-5.5) wieder nicht in Frage. Wichtig wäre eine Funktion unter 4.5V, drüber kann man sich wie Kai vorgeschlagen hat mittels Zenerdiode helfen. Die 470 Ohm lasse ich mal so im Raum stehen, müßten dann aber noch genau überprüft werden.

                      Aber die Suche geht weiter...

                      Schöne Grüße,
                      Hermann

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                      • k_wimmer
                        k_wimmer

                        #12
                        MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                        Hallo,

                        übrigens:

                        Die oben angeführte Schaltung Funktioniert SO NICHT &#33;

                        Der Gelbe Anschluss des 9405 gehört an den Pin 1 und der gelbe Anschluss des Servokabels gehört an den Pin 9.
                        Zusätzlich muss Pin 6 auf GND und Pin 7 auf VCC oder umgekehrt geklemmt werden.

                        Die Pins 6 und 7 sind für die Reset/Go Logik im Chip zuständig. Sind beide Eingänge wie im obigen Beispiel offen so interpretiert der Chip das als High-Input, worauf der Zähler Stoppt und alle Outputs auf Low setzt&#33;

                        Das Andere ist lediglich Ausgang und Eingang vertauscht&#33;

                        Ach übrigens ich habe Ihn gefunden den ultimativen Zähler:

                        4404 8-stufiger synchroner Binärzähler
                        Folgender Anschluss:

                        GND auf Pin7
                        +Ub auf Pin 14
                        Takteingang auf Pin 1
                        Ausgang kommt von Pin 9
                        un Pin 6 wird auf Pin 2 geklemmt zwecks Reset

                        Der Takt lässt den Zähler immer um eine Stufe weiterspringen, ergo ist Stufe 3 der Ausgang den wir brauchen. Stufe 4 (Pin 6) setz den Zähler über Pin 2 wieder auf 0 zurück

                        Da Cmos ist der Ub-Bereich wie beim 4040 zu betrachten.

                        Viel Spass beim Basteln&#33;

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                        • sicx
                          Member
                          • 06.04.2002
                          • 855
                          • Alan
                          • Chemnitz - 1. MSC Jahnsdorf e.V.

                          #13
                          MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                          Hallo&#33;

                          Da ist mir in der Eile (Meinrad wollte die Schaltung) beim Zeichnen ein ganz dummer Patzer passiert (man, ist mir das ganze peinlich). Natürlich gehören die Impulsleitungen genau andersrum verkabelt, der Sensor zum Eingang CP1 , das Kabel zum Regler an den Ausgang Q1 o. Q2.
                          Ich glaube aber, dass ich damals MR1 u. 2 in der Luft hängen hatte und es damit funktionierte.

                          Ich nehm die Zeichnung erstmal wieder aus dem Netz bis alles korrekt ist. Ist mir doch mittlerweile alles etwas unangenehm. Sorry...


                          Edit: Hab den ersten Entwurf nochmal überarbeit, müsste also jetzt stimmen.

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                          • sicx
                            Member
                            • 06.04.2002
                            • 855
                            • Alan
                            • Chemnitz - 1. MSC Jahnsdorf e.V.

                            #14
                            MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                            Hallo Kai&#33;

                            Könntest Du das Datasheet des 4404 zur Verfügung stellen? Wäre nett...

                            Kommentar

                            • k_wimmer
                              k_wimmer

                              #15
                              MCR Servo/ MC Heli Control Regelung Motordrehzahl

                              Hallo,

                              Klar mach ich sobald ich es als .pdf gefunden habe (derzeit bei mir nur in Papierform).

                              So sachen können halt vorkommen , ist mir auch schon passiert.

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