Show controle 'centrum'

[Upke dupke]

Hallo,

Een tijdje geleden hebben jullie mij goed geholpen met het oplossen van een probleem dat ik had met mijn relaiskaart. Waarvoor nogmaals dank. De kaart heeft zijn werk zeer goed gedaan zonder enkele storing.

Ik zit nu met het volgende 'probleem'. De relais gebruik ik samen met wat DMX apparatuur en een servo controller om een animatronic show te bedienen. Dit heeft goed gewerkt. Nu wil ik echter gaan uitbreiden en volstaat 1 relais niet meer, laat staan 6 servo's (max. aantal mijn huidige controller aan kan). Ik wil alles nu dus gaan uitbreiden. Hierin loop ik tegen een aantal dingen aan.

Eerst leek het me echter verstandig om een mooi geordende kast op wieltjes te maken waarin alle elektronica zit die nodig is om de show te besturen. Dit is veiliger, netter en gewoon veel makkelijker om op te ruimen. Hieronder een plaatje vanuit SketchUp met wat ik in gedachte heb.



Een kast met verschillende lades. Iedere lade heeft een plank als voorkant waar diverse uitgangen op gemonteerd zijn. In het geval van de relais 8 stopcontacten. De servo's wil ik verbinden met cat5 kabel. Waarbij ik max. 4 servo's bundel. Dat past precies, 2 kabels twisten voor + en 2 voor -. Vervolgens vervoeren de 4 overgebleven kabels het aansturingssignaal.

Er komen 4 lades plus een vaste bodemplaat. Schematisch ziet dat er als volgt uit:



Ik hoop dat deze diagram enigszins duidelijk is en laat zien wat ik wil bereiken.

Het eerste 'probleem' waar ik tegenaan loop is de keuze voor een powersupply die 230V om kan zetten in 12V. De servo's werken immers op 12V. Op dit moment gebruik ik een adapter die ik nog had liggen. Die kan iets van 3,5 ampère leveren. Dat is voldoende voor die 4 servo's die ik op dit moment aanstuur. Echter als ik uitga van een gemiddelde van 1 ampère per servo dan is dat eigenlijk al niet genoeg. Nu wil ik er 30 aansturen. Een grotere voeding is dus een noodzaak. Zelf kijk ik naar deze 2:

40 ampere @ Display electronics
25 ampere @ Display electronics

Het liefste ga ik voor die van 25 ampere, dat scheelt aanzienlijk in de kosten. Maar aan de andere kant, ik wil ook geen gezeik. Die 12 volt loopt immers ook naar m'n 2 relaiskaarten.

Dus; Welke PSU zouden jullie aanraden? En wellicht nog belangrijker, welke kabel moet ik gebruiken om al deze 12V apparatuur aan te sluiten? Voor de 230V kant ga ik denk ik rubberkabel met aders van 2,5 dik gebruiken. Maar aan de 12V kant is het onduidelijk. De PSU heeft meerdere 12V uitgangen dus indien nodig kan ik ook meerdere kabels leggen. In principe worden de kabels niet erg lang, het kastje wordt maar 75cm hoog maar de kabels zelf zullen zo lang wel niet worden.

Daarnaast welke andere ideeën hebben jullie verder nog?


(Disclaimer: Ik ben geen elektricien. Met iedere stap die ik zet probeer ik wat nieuws te leren. Van 230V probeer ik zoveel mogelijk weg te blijven, soms is het echter noodzakelijk. Wees niet bang me direct te corrigeren als ik domme dingen zeg, ik wil geen gezeik...en geen ontploft huis )

[Corpse2]

je zou ook kunnen overwegen om 2 keer (of meer) die van 25 ampere in te bouwen zodat je de load kan spreiden of ervoor zorgen dat er een deel blijft werken als 1 voeding het zou begeven.
Op die manier kan je ook rekening houden met eventuele upgrades/uitbreidingen nadien.

Dit houdt echter niet echt rekening met het prijs aspect, maar in mijn ogen is het geen slecht idee om wat marge te hebben en niet in de buurt van de limieten van de voeding te gaan werken.

[hipy]

Zou je fotos willen posten als je het aan het bouwen bent? ben erg benieuwd hoe dit wordt

[Upke dupke]

@Corpse2 Dat zou inderdaad een mogelijkheid kunnen zijn maar nu ik wakker ben is me het e.e.a. te binnen geschoten. De servo's werken op 4 tot 6 volt. Deze hebben dus een geheel andere adapter nodig. De relais werken op 12 volt.

Nu heb ik al 1 adapter die 12 volt afgeeft en geschikt is tot 1 ampère. Dat moet volgens mij voldoende zijn voor 2 relaiskaarten. Ik check het dadelijk even. Voor de servo's heb ik dus een andere voeding nodig. Even zoeken of er iets voor 6 volt is, of mogelijk 5 volt.

(oh en natuurlijk zal ik foto's maken als dat de mensen behaagt )

[SA007]

Ik denk al, meeste standaard servo's doen hun werk op 4,5-6V.

Paar punten om rekening mee te houden:
Cat5 kabel is erg slecht in het transporteren van vermogen, 2 draadjes bij elkaar geknoopt kan maar een fractie van de ampere's aan als een standaard 230v stroomkabel.
Dit is iets om sterk rekening mee te houden met aanleggen.
Niet alleen moet de stroom sterk in de gaten gehouden worden, ook de spanningval is erg belangrijk.

Paar rekenvoorbeeldjes:
4 servo's die allemaal 1A trekken, totaal heb je dan 4A door je kabel lopen.
Cat5E is AWG24, dat kan per draadje maximaal 3.5A piek hebben en 0.5A continue.
Totaal heb je dus genoeg voor 1A continue en 7A piek, hier moet je dus al opletten dat je het niet gaan overbelasten. Bij overbelasting zal je isolatie smelten en heb je kans op kortsluiting etc.

Daarnaast heb je ook het puntje spanningval. Stel je hebt 20m kabel liggen tussen je controller en je servo's
AWG24 heeft een weerstand van 84Ohm/km.
De totale vervangingsweerstand van je kabel heen en terug wordt dan:
20m = 0.02 * 84 = 1.68Ohm
Doordat je dubbele kabels neemt en heen en terug gaat (die precies langs elkaar wegstrepen) heb je dus 1,68Ohm weerstand over je kabel.
Bij 4A voor 4 servo's is dat (U = I * R) maar liefst 6.72V en zal je dus 11,72V op je kabel moeten zetten om 5V bij de servo's te krijgen.
Alleen als ze uitstaan en dus geen stroom trekken zakt de spanningval in tot bijna 0 en zet je dus veel teveel spanning op je servo's en branden ze door.

Denk dat beide reden genoeg zijn om naar een van de volgende opties te kijken:
- Andere kabel, er is genoeg kabel te vinden die het prima aankan.
- Een veel hogere spanning gebruiken en het met een geschakelde voeding omlaag transformeren bij de servo's.

Ik denk dat een andere kabel gebruiken het makkelijkste en goedkoopste is.

Referentie: http://www.powerstream.com/Wire_Size.htm

[Upke dupke]

@SA007 Bedankt, dit is iets waar ik mee kan!

Hoewel ik geen elektricien ben heb ik wel wat gelezen over de weerstand van kabels en de spanningsval die je aangeeft. Met die gedachte ben ik bij Conrad dus ook opzoek gegaan naar een ander type connector en een bijpassende kabel. Conrad biedt echter zoveel connectoren dat ik door de bomen het bos niet meer zie.

Het is de bedoeling dat ik straks een viertal animatronics aan ga sturen. (overigens moet je bij het woord animatronic ook niet al te veel verwachten, het zijn maar enkele bewegingen, maar goed je moet ergens beginnen)

Animatronic 1: 4 servo's in het hoofd, 1 in de arm en 1 in de hand, samen dus 6. In principe zullen deze niet zoveel torque nodig hebben. De arm en de hand natuurlijk wel wat meer maar door de mechanische constructie zal dat wel mee vallen. Hier kom ik wellicht later nog op terug.

Animatronic 2: Wederom 4 servo's in het hoofd, voor iedere arm 1. Dit wordt een zeer hoge torque servo omdat hij de hele arm zal moeten kunnen bewegen. (Voor geïnteresseerde waarschijnlijk wordt dat deze. Verder nog twee om deze armen te roteren. 2 bij iedere elleboog, 1 om de bij gebrek aan een betere benaming de 'knip' beweging te doen en een voor rotatie. Totaal dus 12 servo's.

Animatronic 3: Wederom 4 servo's in het hoofd. Vervolgens komen er op andere plekken ook nog 4 servo's. Totaal dus 8 servo's.

Animatronic 4: Dit zijn eigenlijk 4 losse bewegende delen. Totaal weer 4 servo's.

Op die manier zou ik de kabels kunnen binden. Maar zoek maar eens een connector die 12 pinnetjes heeft. Conrad heeft ze wel, maar wat voor een kabel moet daar dan in...of wordt het kabels bundelen. Overigens zal de afstand nooit 20 meter zijn, het is maximaal 10 meter maar zelfs dat is nog erg ruim genomen.