Eigenbau-Servomotor PLUS

[laberpaul]

Hallo in die Runde,

 

ich war mir nicht ganz sicher, wo ich diesen Beitrag platzieren sollte.
Zwar geht es nicht direkt um ein Nähprojekt, sonder um eine Nähmaschine,
allerdings soll das hier ein Thread werden in dem ich versuche meine Basteleien über die gesamte Zeit zu dokumentieren.

 

Wenns hier nicht hin passt, darf es gerne verschoben werden.

Zum Hintergrund:
 

Ich habe letztes Jahr nach laaaanger Abstinenz(zu Schulzeiten hin und wieder ein wenig genäht) wieder mit dem Nähen angefangen, und hatte mir zu diesem Zweck eine W6 1235 zugelegt, die mich bei meinen ersten Projekten treu begleitet hat.

 

Nun kam es allerdings dazu, dass ich mich in den letzten Monaten verstärkt der Näherei,speziell von Outdoor-Equipment(Rucksäcke, Angelbekleidung ,eine Wathose) zugewandt habe, wobei mir auffiel, dass die Maschine bei den "robusteren" Stoffen  und größeren Stapeln bei weitem nicht mehr so souverän war wie ich es mir gewünscht hätte.
Dazu kam, dass sie  recht schnell anfing zu rattern bzw zu Schwingen.

 

Bis mir einfiel, dass ich ja noch eine ältere  Nähmaschine, die seit vielen Jahren im Familienbesitz ist herumstehen hatte, mit der ich ein wenig auf Kriegsfuß stand,
da sie oft unsauber nähte, den Faden verlor oder sich verklemmte.

Aber nach einigen Stunden Einstellarbeit(muss man auch erstmal durchsteigen :-) )und ein bisschen Öl, Schnurrte die Maschine wie ein Kätzchen! Ich war begeistert!

Eine Sache störte mich aber von anfang an:
In den niedrigen Drehzahlen fehlt der Maschine einfach die Kraft, so dass sie bei dickeren Stapeln Stecken blieb....

Und hier fing dann die ganze Geschichte an.

 

Zuerst stand die Überlegung im Raum einfach eine bessere Steuerung für den vorhandenen Motor zu bauen/kaufen/wasauchimmer... wurde ganz schnell wieder verworfen, da das Steuern eines Wechselstrommotors im allgemeinen wenig Punkte bringt.

Also Drehstrom oder Gleichstrom? Drehstrom scheidet aufgrund von einem nicht vorhandenen Anschluss aus und den Spaß mit dem Frequenzumrichter hatte ich damals bei meiner Drehbank schon zu genüge.

Also DC , das macht auch die Steuerung einfacher.

Apropos Steuerung;

Als nächstes stellte sich die Frage, wie dieser Motor gesteuert werden soll.

Warum nicht mit einem PWM-treiber und einem Arduino?
Und wenn man schon mal einen Mikrokontroller verbaut,kann man auch noch einen Schritt weiter gehen.
Eine Servoregelung sollte her !
Gut, dass ich bei meinen ersten Überlegungen schon aus fernost einen Optischen Drehencoder bestellt hatte.

 

Nach einigem überlegen sieht der finale Plan So aus:

 

 

Ein zentrales Netzteil soll alles versorgen.
Herzstück des Ganzen ist ein Arduino Mega 2560, den ich noch rum zu liegen hatte.
Hierauf läuft eine PID-Regler Software, die (hoffentlich) dafür sorgt, dass der Motor sich auf ein halbes Grad genau positionieren lässt.

Das Feedback hierfür kommt von dem oben erwähnten Drehencoder, der mir 720 Pulse pro Umdrehung liefert.
Der Motor wird hierbei über einen PWM-Treiber gesteuert.

 

Als Referenz (um z.B. den "Nullpunkt" zu finden) wird eine Lichtschranke so verbaut, dass sie vom Fadenhebel(heißt der so?) an seiner höchsten Position ausgelöst wird.

Für den Input wird ein Nähmaschinenpedal ein bisschen modifiziert, so dass das verbaute Potentiometer vom Controller ausgelesen werden kann.

 

Außerdem ist ein evtl. LCD display mit Touchfunktion vorgesehen, um die Empfindlichkeit des Pedals einzustellen (und evtl. noch ein paar andere Spielereien).

 

Weiterhin muss noch die Glühbirne getauscht werden, da ja mit dem alten Motor auch die Versorgung für diese ausgebaut wird.

 

Zu guter letzt besteht die Überlegung noch ein bis zwei zusätzliche Servos(RC-Servos) anschließen zu können.
Einer für den Rückwärtsgang(Automatisches verriegeln?)

Und einer um den Nähfuß anzuheben(muss nicht, wäre aber ganz witzig).

 

Wichtig bei Allem, ist, dass ich die Maschine auch immer wieder zurückbauen können muss, falls das ganze nicht gelingt.

 

Also habe ich mich auf die suche nach passenden Teilen gemacht.

 

Als Netzteil Nutze ich ein PC-Netzteil, welches mir bis 22A bei 12V liefern kann und damit vollkommen ausreichen sollte.

Beim Motor wurde ich in der Bucht fündig, wo ich einen Bühler 1.13.044.257  für 7€ geschossen habe.

Laut hersteller hat der 164w und passt damit gut zu meinen Erwartungen.
Außerdem hat die Welle den gleichen durchmesser wie die des alten Motors, also kann ich die Riemenscheibe direkt übernehmen.

Allerdings hat der einen etwas eigensinnigen Formfaktor und musste irgendwie befestigt werden.

Aber wohl dem, der da einen 3D-Drucker hat:

 

Der Erste Test(noch nicht mit der richtigen Treiberplatine/Arduino) war erfolgreich.

Den Drehencoder habe ich auch schon mal angeschlossen und konnte ihn Problemlos auslesen.


Jetzt heißt es erstmal warten, bis die übrigen Teile kommen.
Danach geht es dann mit der Halterung für den Encoder und die Programmierung des Reglers weiter.

Also bis die Tage.

Gruß,

Paul

 

[det]

Hallo Paul,

sehr cooles Projekt.

Der neue Motor hat - wenn ich es richtig sehe - eine Abgabeleistung von über 100 W. Das ist mal locker Faktor zwei bis drei mehr als bei den original verbauten Rucksackmotoren, deren Abgabeleistung meist bei ca. 30 bis 45 Watt lag. Und der bisher verbaute Elte-Motor ist ja schon einer der besseren gewesen, nur die gebrochenen Motorbolzen sind nervig und teuer.

Da musst du immer auf gut geölte Mechanik achten, da ein beginnender Schwergang, der bei einem o.g. schwachen Motor zu spürbarer Drehzahlabsenkung  (oder auch nur Rauchentwicklung) führt bzw. bei Tretantrieb zu erhöhtem Kraftaufwand in den Beinen, von deinem neuen Motor einfach weggearbeitet wird und vielleicht erst dann bemerkt wird, wenn schon Einlaufspuren und erhöhtes Spiel zu verzeichnen sind.

 

Ohne aufgelegten Antriebsriemen sollte die Mechanik sich gleichmäßig leicht durchdrehen lassen und ein kräftiger Dreh am Handrad für ca. 2 oder mehr Stiche ausreichen. Wenn das nicht der Fall ist, erstmal die Mechanik gut durchölen (alle Stellen nach Handbuch!)

 

Halte uns auf dem Laufenden!

Detlef

[KiraMG]

Hallo Paul, 

Cooles Projekt, bitte weiter teilen. 

Ich habe einen elektronikaffinen Göga. Wenn der Umbau bei Dir klappt, klappt es hoffentlich mit dem Taschen nähen demnächst bei mir auch besser, ohne ein Vermögen in eine neue Maschine stecken zu müssen. Du hast also mindestens einen Follower 👍

LG

Kirsten

[laberpaul]

Hey Leute,

Freut mich, dass  ihr den Thema was abgewinnen könnt.

 

@Detlef

Das Thema Öl hatte ich so tatsächlich gar nicht so sehr auf dem Schirm, ergibt aber Sinn...bis jetzt habe ich immer geölt, wenn's schwergängige wurde.

 

Gibt es ein eine Anzahl an Betriebsstunden, wo du sagen würdest, dass es Sinn ergibt nachzuölen?

Mir ist gerade eingefallen , dass man das Intervall dann einfach in der Software vermerken kann, so dass diese einen daran erinnert.

 

 

@Kirsten

So wars gedacht.

Ich werde dann auch versuchen den entsprechenden Quellcode für den Mikrocontroller und die verschaltung hier zu Posten.

 

Hier schon Mal der Link zu meiner Motorhalterung:

https://cad.onshape.com/documents/e13518cb84d0c7e8a52ef08f/w/faa849b068e257e5debcfce8/e/1db8938ad7400f90d7681c4c

 

Das CAD-Tool ist für private Nutzer kostenlos, so dass jeder das Teil kopieren und für sich anpassen kann.

 

Grüße,

Paul

 

[Berninafan]

Schade, ist wohl irgendwie stecken geblieben. Immer, wenn's am schönsten ist ...

[Technikus]

@Berninafan lies Motorumbau Singer 6xx auf BDLC-Motor

Golden Panoramic hat es unter den erschwerten Bedingungen dieser Maschine komplett durchgezogen und alles zur Verfügung gestellt!