ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen Loks

Antworten [phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable
papabaer465
User
Beiträge: 60
Registriert: Di 15. Jan 2013, 20:53
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen Loks

Beitrag von papabaer465 » Do 7. Nov 2013, 16:26

moinmoin ins Projektteam ;)

meine Frage(n) bezieht sich auf mehrmotorige Loks, wie beispielsweise Loks von Aristocraft, die bis zu 4 Motore haben.
Bei den Baureihen SD45, Dash 9 oder auch der E8 sind in zwei Drehgestellen jeweils 2 Motoren konstruktiv miteinander verbunden und im elektrischen Teil parallel miteinander verbunden.

Bild
hier mal im Zusammenbau, ein Getriebe ist immer fest (Außen) die anderen Beiden axial schwenkbar gelagert, zusätzlich können sich die Achsen wiederum auf Ihrer Achse hin zum Gehäuse bewegen.

im Einzelnen sieht das dann so aus:
Bild
nochweiter gestrippt:
Bild

Nun meine Frage:
wie kann man die Motoransteuerung optimieren?
Ich denke, dass die parallele Ansteuerung der Motoren nicht optimal ist, da Motoren nie gleiche Laufverhalten haben, oder irre ich mich da? ist das evtl zu vernachlässigen?
eine H-Brücke für je 2 Motoren, oder pro Motor eine H-Brücke?
Eine Frage speziell an Karl: kann ich bei der Fertigen Lösung dann den Stromverbrauch pro Motor auslesen oder mir anzeigen lassen?

Der Stromverbrauch pro Drehgestell ist unter Last mit bis zu 2A doch schon recht hoch, im Leerlauf komme ich im günstigsten Fall bis auf 1A runter... bei mir sollen bis zu 5 Loks gekoppelt fahren, evtl sogar noch mehr... da gilt es den Stromverbrauch natürlich im Auge zu behalten, evtl muss man dann mit Dummy`s planen.

bzgl des Einsatzes der Hallsensoren ergeben sich weitere Hürden zu bewältigen, denn wie man sieht, gehts in dem Drehgestell ziemlich eng zu...
lediglich an der einen unbeweglichen äußeren Achse ergibt sich ein Einbauort, allerdings nur von Außen
Bild
der innere Sechskant eignet sich evtl zur Aufnahme der Magnete

Bild
dazwischen passt nix mehr...

hier geht evtl was...
Bild

so, nu hab ich euch mal meine Baustelle gezeigt und bin auf Eure Meinungen gespannt

lg Thomas

Benutzeravatar
Pirat-Kapitan
Senior
Beiträge: 153
Registriert: So 28. Okt 2012, 14:09
Wohnort: Rösrath (bei Köln)
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von Pirat-Kapitan » Do 7. Nov 2013, 16:56

Hallo Thomas,
bei der SD 45 sind die beiden Motores eines Drehgestells durch das Getriebe der mittleren Achse mechanisch miteinander gekoppelt, da wird eine Einzelansteuerung jedes einzelnen dieser beiden Motoren schwierig. Du müßtest die Drehzahl bzw. das Drehmoment jedes einzelnen Motors einzeln ermitteln, wie, das überlasse ich jetzt mal Dir (mir fällt dazu keine praktikable Lösung ein, die man als Privatmann einsetzen könnte). Ich habe daher bei meiner SD 45 immer ggf. vorhandene Unterschiede beider Motores eines Drehgestells vernachlässigt, solange die Lok bei mir lief. (Und sie ist läuft immer noch , allerdings jetzt bei einer anderen Bahngesellschaft !)

Wenn wir uns auf das einzelne Drehgestell beschränken, da hat ja Karl bereits ein Beispiel der Drehzahlmessung an der Motorwelle gezeigt. Das ist eine Drehgestell-bezogene Geschwindigkeitsregelung, auf die ich für meine SD40-2 auch warte, da bei mit alle 6 Drehgestelle unterschiedlich schnell laufen.

Zum Stromverbrauch der SD 45: da gibt es Angaben im Netz, dass (zumindest Modelle der ersten Serie) diese bis 8 A pro Lok brauchen. Neben dem Motorstrom solltest Du bei 5 Loks auch den Strom für die Rauchgeneratoren nicht vergessen. Ob das dann noch Akkutauglich ist ?????
Ich werde bei meiner SD40-2 Kombination auf die Schienenstromversorgung nicht verzichten und einen Akku nur als Pufferung für den Ansteuerungsteil (RasPi und MC), nicht aber für den Antriebsteil und den Rauchgenerator vorsehen. Bei Beleuchtung und Sound bin ich mir noch nicht schlüssig, hier tendiere ich derzeit zur Akkupufferung.

Mein erster Mehr-Motoren-Versuch wird allerdings eine LGB F7 A und B-Unit sein.
Schöne Grüße
johannes
Lenz DCC mit Manhart-Funky, Roco WLM und Rocrail auf RasPi.
Micky Maus Technologie (40MHz R/C) für Echtdampf.

papabaer465
User
Beiträge: 60
Registriert: Di 15. Jan 2013, 20:53
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von papabaer465 » Do 7. Nov 2013, 17:32

Hallo Johannes,

na das ging ja fix mit der ersten Rückmeldung :D
Pirat-Kapitan hat geschrieben: ...bei der SD 45 sind die beiden Motores eines Drehgestells durch das Getriebe der mittleren Achse mechanisch miteinander gekoppelt, da wird eine Einzelansteuerung jedes einzelnen dieser beiden Motoren schwierig. Du müßtest die Drehzahl bzw. das Drehmoment jedes einzelnen Motors einzeln ermitteln....


das könnte man indirekt ja über die Stromaufnahme ermitteln, oder liege ich da falsch?
Drehzahl ist ja durch die mechanische Kopplung dann immer pro Drehgestell bei beiden Motoren gleich, natürlich ist die logische Auswertung des integrierten Hallsensors die Vorraussetzung
Pirat-Kapitan hat geschrieben: ...Zum Stromverbrauch der SD 45: da gibt es Angaben im Netz, dass (zumindest Modelle der ersten Serie) diese bis 8 A pro Lok brauchen... Ob das dann noch Akkutauglich ist ?...


ja, das kann ich bestätigen. Allerdings kann man da auch mechanisch einiges verändern, so dass fast alle Antriebe dann tatsächlich nur die auch bei neueren Serien messbaren Verbräuche aufweisen.
Pirat-Kapitan hat geschrieben: ...Ich werde bei meiner SD40-2 Kombination auf die Schienenstromversorgung nicht verzichten und einen Akku nur als Pufferung für den Ansteuerungsteil (RasPi und MC), nicht aber für den Antriebsteil und den Rauchgenerator vorsehen. Bei Beleuchtung und Sound bin ich mir noch nicht schlüssig, hier tendiere ich derzeit zur Akkupufferung....
so ähnlich plane ich für meine Projektumsetzung auch, Rauch, Licht und Krach erstmal nur in Funktion, wenn auch genügend Schienenstrom da ist, wobei ja Licht den allerwenigsten Verbrauch haben dürfte, wenn ich nicht mit nem "Tannenbaum" umherfahren möchte... :lol:

Danke fürs Erste
lg Thomas

Benutzeravatar
Pirat-Kapitan
Senior
Beiträge: 153
Registriert: So 28. Okt 2012, 14:09
Wohnort: Rösrath (bei Köln)
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von Pirat-Kapitan » Do 7. Nov 2013, 17:44

papabaer465 hat geschrieben:das könnte man indirekt ja über die Stromaufnahme ermitteln, oder liege ich da falsch?
Hi Thomas,
ob eine Strommessung an jedem einzelnen Motor möglich ist, weiß ich nicht. Ich glaube, derzeit wird nur die Stromaufnahme des gesamten Objektes ermittelt. Aber dazu müßtest Du Karl fragen.
Wenn Du in der SD 45 jeden Motor einzeln ansteuern kannst / willst, brauchst Du auf alle Fälle 4 H-Brücken und die Ansteuerung aus dem MC für diese 4 H-Brücken. Wenn mich meine Erinnerung nicht täuscht, ist im Moment nur die Ansteuerung von 2 H-Brücken aus dem MC vorgesehen (Pinbelegung).
Ob mit dem I2C-Bus weitere Möglichkeiten hinzugekommen sind, habe ich nicht verfolgt.

Schöne Grüße
Johannes
Lenz DCC mit Manhart-Funky, Roco WLM und Rocrail auf RasPi.
Micky Maus Technologie (40MHz R/C) für Echtdampf.

papabaer465
User
Beiträge: 60
Registriert: Di 15. Jan 2013, 20:53
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von papabaer465 » Do 7. Nov 2013, 18:22

hi Johannes,
Pirat-Kapitan hat geschrieben:... Wenn mich meine Erinnerung nicht täuscht, ist im Moment nur die Ansteuerung von 2 H-Brücken aus dem MC vorgesehen ...
das könnte in der Tat meine Möglichkeiten limitieren... na schaun mer mal

die Strommessung sollte eigentlich pro H-Brücke möglich sein, so kenn ichs jedenfalls. Nur muss ich zu meiner Schande gestehen, dass ich im Elektro- bzw Elektroniksektor nun nicht wirklich meine Stärken habe.

Spaßmodus an:
Ich fordere schon mal prophylaktisch die Aufrüstung der Ausgänge des MC-Boards auf mindestens 4 H-Brücken :lol:
Spaßmodus aus!

ich wär ja froh, wenn sich wenigstens mein im Umbau befindlicher Switcher per W-Lan-DL bewegen würde, also stell ich alle anderen Anforderungen gaaaaaaanz weit nach hinten :cry:

aber das ist ja hier und jetzt auch nicht das Thema

Danke
lg Thomas

Benutzeravatar
Pirat-Kapitan
Senior
Beiträge: 153
Registriert: So 28. Okt 2012, 14:09
Wohnort: Rösrath (bei Köln)
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von Pirat-Kapitan » Do 7. Nov 2013, 19:56

papabaer465 hat geschrieben:Spaßmodus an:
Ich fordere schon mal prophylaktisch die Aufrüstung der Ausgänge des MC-Boards auf mindestens 4 H-Brücken :lol:
Spaßmodus aus!
Hi Thomas,
so spaßig ist das gar nicht.
Wenn ich Karl richtig verstanden habe, übernimmt bei einer RasPi-Steuerung der MC vor allem die Generierung der PWMs, da da der RasPi Schwächen hat.
Also einfach zwei MCs parallel und es gehen 4 H-Brücken.
Bei der Funkmodullösung würde das wohl auf einen Master-MC und einen Slave-MC hinauslaufen. Entsprechende Prinzipskizzen hat Karl schon mal vorgestellt (vermutlich noch im alten SBF).
Eine Änderung des vorhandenen MC-Boards wird es jetzt im Projekt m.E. nicht geben. Insofern wird unsere Sonderlocke "Mehrfach-Motoren-Ansteuerung" (Mehrfach ist mehr als 2) wohl einem späteren Projektabschnitt vorbehalten sein.

Meine beiden Umbauprojekte fahren immernoch, die F7 digital und der Playmo RCE via Playmo-Funk. Also kann ich in Ruhe warten.


Schöne Grüße
johannes
Lenz DCC mit Manhart-Funky, Roco WLM und Rocrail auf RasPi.
Micky Maus Technologie (40MHz R/C) für Echtdampf.

IPTRAIN
Senior
Beiträge: 202
Registriert: Di 15. Jan 2013, 20:20
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von IPTRAIN » Do 7. Nov 2013, 20:21

Hallo Thomas,

Johannes hat Recht - wenn die Motoren mechanisch gekoppelt sind, macht eine Drehzahlerfassung über Hall-Sensoren kaum Sinn (wenn man damit die Stromzufuhr mittels PWM regeln möchte)!

Die Alternative: Strommessung! Leider messen unsere H-Brücken den aufgenommenen Strom nicht - es gibt aber welche, die das machen! Die könnte man abfragen! Der Aufwand, den Strom zu messen, ist aber auch nicht wirklich sinnvoll:

Wenn die Motorkennwerte stark streuen, kann es durchaus sein, dass der Motor, der am meisten Strom verbraucht dennoch am wenigsten zieht ...! :(
Was will man dann mit der Info anfangen? Die Motoren sind keine Lebewesen, es ist ja keine Tierquälerei, wenn man den einen Motor stärker fordert als den anderen ....! Einzig die Überhitzung eines Motors könnte ein Thema werden ...!

Die mechanische Koppelung an sich ist ja ist ja schon mal nicht schlecht - damit laufen die Achsen synchron - man will ja in erster Linie die Entgleisung verhindern. Und die Getriebe werden auch alle gleichmässig belastet ;) ....

Da ist es natürlich wichtiger, die Synchronität zwischen zwei Drehgestellen herzustellen - hier besteht die Gefahr der Entgleisung, wenn ein Drehgestell stärker zieht (schneller dreht) als das andere!

Den Magnete in den Innensechskant ist eine sehr gute Idee - muss aber ein SUPER-starker Magnet sein - wird dann wahrscheinlich gehen!

Ich würde rein interessehalber auch einmal einen Hallsensor an die Öffnung in der Zylinderwand des Motors bei laufendem Motor halten. Wenn Du Glück hast, bekommst Du jeden Pol (3 oder 5 ?)des Motors bei einer Umdrehung mit. Das würde dann eine Menge Impulse pro Radumdrehung bringen, je mehr, je besser die Regelung ....!

Kannst Du die Impulse sichtbar machen ? Oszilloskop verfügbar ?

LG vom Karl

papabaer465
User
Beiträge: 60
Registriert: Di 15. Jan 2013, 20:53
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von papabaer465 » Do 7. Nov 2013, 21:07

aha, der Karl :D

nein, einen Oszi hab ich nicht, evtl geht ja wieder "WaldundWiesen-Aufbau", ich meine, Kleinstspannung + LED evtl

die Motoren sollten 5polige sein, kann sogar eine Bezeichnung erkennen: RS-385PH, RD541802
IPTRAIN hat geschrieben:...wenn die Motoren mechanisch gekoppelt sind, macht eine Drehzahlerfassung über Hall-Sensoren kaum Sinn (wenn man damit die Stromzufuhr mittels PWM regeln möchte)...
PWM ja, kommt ja aus der H-Brücke, die Frage ist nur, parallel geschaltet beide Motoren zusammen, oder jeden Motor einzeln?
IPTRAIN hat geschrieben: ...Wenn die Motorkennwerte stark streuen, kann es durchaus sein, dass der Motor, der am meisten Strom verbraucht dennoch am wenigsten zieht ...! :(
Was will man dann mit der Info anfangen? Die Motoren sind keine Lebewesen, es ist ja keine Tierquälerei, wenn man den einen Motor stärker fordert als den anderen ....! Einzig die Überhitzung eines Motors könnte ein Thema werden ...
die Idee dahinter: jeder Motor wird vor dem erneuten Einbau getestet, natürlich auch unter Last (das dabei angeschlossene Getriebe wird einfach abgebremst). Ich unterstelle jetzt einfach mal, dass die Motore im Freilauf nur marginal unterschiedliche Stromaufnahmen haben werden, wenn überhaupt messbar, auch bei Belastung wird sich die Streuung in Grenzen halten. Wenn ich dann während des Betriebes eine erhöhte Stromaufnahme feststelle, muss dieser Motor einer höheren Last ausgesetzt sein, oder?
Aber das ist ja nur theoretisch, da wir keine Stromauswertungsmöglichkeit haben, hat sich das Thema ja schon erledigt, wichtig ist nur die Lastobergrenze, die unsere H-Brücken haben, das waren glaube ich 5A?
IPTRAIN hat geschrieben: Den Magnete in den Innensechskant ist eine sehr gute Idee - muss aber ein SUPER-starker Magnet sein - wird dann wahrscheinlich gehen!
Nein, der Innensechskant ist die verdrehsichere Aufnahme für ein weiteres Bauteil, welches dann die Magneten etwas weiter außerhalb aufnehmen soll. Darüber soll dann der Hallsensor positioniert werden. (noch in Planungsphase)
IPTRAIN hat geschrieben: Ich würde rein interessehalber auch einmal einen Hallsensor an die Öffnung in der Zylinderwand des Motors bei laufendem Motor halten. Wenn Du Glück hast, bekommst Du jeden Pol (3 oder 5 ?)des Motors bei einer Umdrehung mit. Das würde dann eine Menge Impulse pro Radumdrehung bringen, je mehr, je besser die Regelung ....!
na das iss doch mal ne coole Idee :D das werd ich sofort probieren, wenn ich denn mal nen Hallsensor hätte...
Muss ich mir schnellstens besorgen son Teil... Schaltung dann wie oben beschrieben nach Feld-, Wald und Wiesenmanier, will ja nur gucken, ob der was ausspuckt.
Im Truck kommt man da zwar auch sehr besch... eiden ran, aber erst muss es ja mal funzen...woll?

na das hilft mir doch schon enorm weiter.
Fazit: Der Truck wird nur um einen Hallsensor erweitert, die elektrische Leitungsführung verbessert, fertig ;)

Danke für euren Support

lg Thomas

PS: ich habe übrigens noch nie solch ein konstruktives Desaster gesehen, wie bei diesem Aufbau. Sage und schreibe 12! elektrische Übergänge für den Strom von der Schiene bis zum Motor, pro Pol wohlgemerkt^^

Benutzeravatar
michaelb
Senior
Beiträge: 121
Registriert: Di 15. Jan 2013, 20:24
Wohnort: Österreich
Kontaktdaten:

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von michaelb » Do 7. Nov 2013, 21:48

Pirat-Kapitan hat geschrieben:Also einfach zwei MCs parallel und es gehen 4 H-Brücken.
Hallo Kollegen!

Es ist hierfür nicht relevant, aber nur um zu zeigen, was der im Projekt verwendete MicroController kann:

Der ATMega2561 hat 8 PWM-Ausgänge. Die PWM-Signale werden über eine eigene Hardware-Funktiongruppe erzeugt. Das heißt, egal was ich ihm softwareseitig sonst noch für Arbeiten aufbürde, der Kerl liefert davon ganz unabhängig seine 8 PWM-Signale.
Solange man es schafft, alle heiligen Zeiten mal die Werte für das Tastverhältnis zu verändern (sprich: die Geschwindigkeit), kann man den MC nebenbei noch Purzelbäume schlagen lassen.

Schöne Grüße,
Michael

Benutzeravatar
Pirat-Kapitan
Senior
Beiträge: 153
Registriert: So 28. Okt 2012, 14:09
Wohnort: Rösrath (bei Köln)
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Re: ein paar Fragen zur Motoransteuerung bei mehrmotorigen L

Beitrag von Pirat-Kapitan » Fr 8. Nov 2013, 10:33

Hallo Michael,
war der Atmel kann (hier 8 PWM-Ausgänge) und ob im Projekt alle diese Ausgänge auch für PWM verfügbar sind, sind m.E. 2 Paar Schuhe. Wir hatten uns ja mal vor Jahren Gedanken über die Pinbelegung für unser Projekt gemacht und ich meine mich zu erinnern, dass teilweise diese PWM-Ausgänge doppelt belegbar sind und daher vom Projekt ander genutzt werden sollten. Aber die Erinnerung kann natürlich auch täuschen, schließlich bin ich nicht mehr taufrisch und diese Pinbelegungsaktion liegt schon etwas zurück.
Letztendlich ist es m.E. auch egal, weil die Anforderung nach Mehr-Motoren-Ansteuerung m.E. auf alle Fälle lösbar ist, wie am besten, wird uns Karl sicher zur gegeben Zeit wissen lassen.

Schöne Grüße
Johannes
Lenz DCC mit Manhart-Funky, Roco WLM und Rocrail auf RasPi.
Micky Maus Technologie (40MHz R/C) für Echtdampf.

Antworten
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable
[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/vendor/twig/twig/lib/Twig/Extension/Core.php on line 1275: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable

Zurück zu „Alles rund um die Hardware“