Basteleien 5 "Plotter" von JeanLuc7

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Basteleien 5 "Plotter" von JeanLuc7

#124

Beitrag von JeanLuc7 »

Man kann es natürlich erahnen - mein Plan war nie, einfach nur nachzubauen. Und der bereits erwähnte Plotter macht daher inzwischen deutliche Fortschritte. Die Mechanik ist größtenteils fertig - jetzt kommt der spannende Teil, wo es an die Elektronik geht. Ich habe hier ein 7"-Touchscreen-Display, auf dem man nachher zeichnen können soll - und der Plotter druckt das dann auf DIN-A3. Sogar Texte in verschiedenen Größen werden möglich sein. Und auch eine Farbauswahl - vier Stifte sind möglich. Dazu bekommen die Motoren jeweils einen eigenen Mikrocontroller, und eine zentrale Einheit steuert dann diese Mikrocontroller und das Display (auf SWL-Basis, eine Eigenentwicklung aus dem EE-Forum ein paar Zeilen weiter oben). Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg, denn die Software will ja auch noch geschrieben werden. Und was erst einmal einfach aussieht, wird kompliziert, wenn man anfängt, Kreise zu drucken. Dann müssen zwei Motoren in x- und y-Richtung gemeinsam laufen, aber eben nicht mit voller Energie, sondern mit sinusförmigen Bewegungsverlauf.

Abgesehen davon hängt es bei Märklin oftmals auch an der Präzision. Zahnräder haben relativ grobe Rasterungen, und bedingt durch das Achsspiel (erheblich: 0,3mm Differenz zwischen Achse und Bohrung!) läuft alles mit sehr viel Toleranzen und manchmal auch schwergängig. Die Ausladung des Kranarms des Schwimmkrans wird beispielsweise über ein Zahnrad mit 95 Zähnen gelöst, das von einer Schnecke angetrieben wird. Wenn die Auslenkung zu groß wird, springt das Rad schon einmal zähneweise über, und es erfordert auch einige Kraft. Sowas ist bei dem Handbetrieb mit Kurbeln nicht schlimm, aber ein elektrischer Antrieb kommt mit sowas nur schwer klar. Nicht umsonst ist ausgerechnet der Schwimmkran rein manuell zu bedienen, während die Märklin-Ingenieure ansonsten so ziemlich jedes größere Modell mit Motorkraft versehen haben.

Zudem müsste man eine Reihe von Sensoren vorsehen, mit denen die exakte Position vermessen wird. Bei meinem Plotter übernehmen das Rundenzähler, die den Metallbaukästem beilagen - nichts anderes als ein Stator und ein achtpoliger-Kollektor, dessen Felder mit Draht verbunden werden. Bei einfachen Umdrehungen klappt das noch gut, aber mit den oben genannten Toleranzen und daraus resultierenden Effekten wird es schon schwierig.

Das Drucken von Texten hingegen ist recht einfach, wenn man sich auf typische Segmentschreibweise beschränkt. So ertwas habe ich bereits für einen Lego-Plotter (Mindstorms) programmiert, das lässt sich auch gut auf mehrere Motoren aufteilen.

Anbei ein paar Bilder vom Rohbau, also nur der Mechanik. Generell finde ich diese Metallbaukästen schon sehr spannend - man begreift Mechanik und deren Spezialitäten wie Hebelwirkung, Kraft-Ansatzpunkte, Getriebe usw. spielend - und durch jede Menge Fehler. Ich schätze, ich habe (mangels Anleitung, ist ja eine reine Kopfkonstruktion) fast jedes Teil des Plotters mindestens dreimal gebaut, bis es funktionierte. Wo machen eigentlich heute Maschinenbauingenieure ihre ersten Gehversuche? Metallbaukästen sind ja ungefähr gleichzeitig mit den Elektronikkästen vom Markt verschwunden. Und in meiner (auch weiteren) Umgebung bin ich definitv der Einzige, der sich mit diesen schönen Spielzeugen beschäftigt.
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Re: Basteleien von JeanLuc7

#125

Beitrag von JeanLuc7 »

Und ein paar weitere Bilder...
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Re: Basteleien von JeanLuc7

#126

Beitrag von JeanLuc7 »

Und dann wäre da noch die Steuerung. Die basiert auf einem von mir in ganz anderem Rahmen entwickelten Mikrocontroller-Touch-Display, das ein bisschen ausschaut wie Windows in den 90ern. Dort zeichnet man, was der Plotter ausgeben soll, oder man tippt die Texte, die gedruckt werden sollen. Die einzelnen Daten werden dann an einen zentralen Mikrocontroller übermittelt, der die Motoren ansteuert über weitere Mikrocontroller. Überheblich gesprochen handelt es sich also um einen Multi-Core-Computer :)

An jeder der einzelnen Steuerplatinen hängt ein Motor (bei x-y sind es zwei) und dazu die Kollektoren, die pro Umdrehung vier Impulse abgeben. Damit ist man recht genau bei der Positionierung.

Ein bisschen Sorgen bereitet mir noch der Stiftwechsel. Es können vier Farben eingesetzt werden, aber der gewählte Stift muss am Ende bombenfest sitzen, damit er nicht wackelt während der Zeichnung. Ich behelfe mir da mit Neodym-Magneten, aber der Weisheit letzter Schluss ist das noch nicht.
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