Vorüberlegungen zu einem 'Sisyphus table'

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    • Vorüberlegungen zu einem 'Sisyphus table'

      Ich hab' neulich in einem anderen Forum einen Beitrag gefunden, der mich sehr interessiert. Da geht es um den Nachbau eines 'Sisyphus table'

      Ich hab' mir gedacht, das kann ich auch und hab' das als Folgeprojekt geplant. Über die Mechanik hab' ich mir auch schon Gedanken gemacht und auch dort im thread schon bisschen beschrieben
      mikrocontroller.net/topic/430074#5121197
      Da ich das aber mit bascom programmieren will, wird es hier genauer weiter gehen.
      Ich hab' also 2 stepper, die ich mit Takt und Richtung ansteuere. Diese stepper treiben über Zahnriemen 2 aufeinander liegende Scheiben an. Die untere Scheibe erhält mittig das Sonnenrad (Zahnrad), das durch die obere Scheibe durch ragt. Diese obere Scheibe ist der Planetenring für das Planetenrad. Auf dem Planetenrad(Zahnrad) sitzt eine weitere Scheibe, die den Magneten trägt. Dieser Magnet zerrt die Kugel durch den Sand.
      Werden beide Scheiben mit gleicher Drehzahl gedreht, läuft der Magnet mit dieser Drehzahl kreisförmig um den Mittelpunkt der Scheiben. Verdrehen sich die Scheiben untereinander, dann verdreht sich auch das Planetenrad und der Magnet nimmt eine neue Umlaufbahn ein.
      Würde man die obere Scheibe fest halten und die untere Scheibe drehen, würde der Magnet einen Kreis beschreiben, der an einem Punkt durch den Mittelpunkt der beiden Scheiben geht. Wenn man nach jeder Umdrehung des Magneten die obere Scheibe einen Tuck weiter dreht, entsteht eine Spirale, die um den Mittelpunkt gewickelt ist.
      Mit einfachen Ansteuerungen kann man schon Muster erzeugen.
      Jetzt kommt meine Frage: ich habe ja sozusagen einen Skalarplotter. Mit Angabe des Winkels und der Entfernung vom Drehpunkt kann ich jeden Punkt in der Zeichenfläche beschreiben. Allerdings wird durch durch die kreisförmige Bewegung des Magneten durch das Planetenrad ein linearer Zusammenhang von Anzahl der steps zur Entfernung und Anzahl der steps zum Drehwinkel verhindert. Ist jetzt für komplexe Muster das Anfahren von bestimmten Punkten wichtig, sodass ich diesen unlinearen Zusammenhang erfassen muss, oder wäre das egal.
      Jetzt wird's wieder spannend, werden wir weiße Weihnachten haben?
    • Sonnenrad? Planetenräder?
      Da ist doch nur ein drehbarer Balken drin, der einen Schlitten trägt:



      Ich denke, die Muster entstehen (eher zufällig) durch Drehzahl änderungen bzw. Offsetverschiebungen.
      Die Schrift und Grafik ist dann berechnet ähnlich Bresenham, wobei die Spur noch beachtet werden muss, weil man nicht absetzen kann.

      P.S. Video ist etwas dröge, vorspulen auf 26:10
    • Es gibt sicherlich verschiedene Mechaniken. Meine ist Schleifringlos. So ein Drehbalken hat einen beweglichen stepper, also braucht man 4 Schleifringe. Wenn man noch wissen will, wo der Magnet auf dem Balken steht und nicht sekundenlang gegen einen Anschlag fahren will, noch einen Schleifring.
      Bei meiner Konstruktion dreht sich keine Elektrik.
      Jetzt wird's wieder spannend, werden wir weiße Weihnachten haben?
    • Ich bin grad' ohne Zeichenbrett unterwegs :rolleyes:
      Es wird wie ein (Teil eines) Planetengetriebe sein. Zahnrad in der Mitte (Sonnenrad). Um das Sonnenrad läuft ein Planetenrad im Eingriff. Die Achse des Planetenrades steckt im Randbereich einer Scheibe (Planetenring), deren Mittelpunkt mit dem Sonnenrad zusammenfällt. Das Sonnenrad kann mit einem stepper gedreht werden, der Planetenring kann mit einem 2. stepper gedreht werden. Auf dem Planetenrad sitzt eine weitere Scheibe, an deren Rand der Magnet. Die Größe dieser Scheibe ist so bemessen, dass der Magnet über dem Mittelpunkt des Sonnenrads gedreht werden kann.
      lehrerfreund.de/medien/tecXinh…/Planetengetriebe_440.jpg zeigt ein Planetengetriebe, das Hohlrad habe ich nicht.
      Wird der Planetenträger (Planetenring) mit gleicher Drehzahl wie das Sonnenrad gedreht, rollt das Planetenrad nicht am Sonnenrad ab. Das heißt, der Magnet hat eine Umlaufbahn um das Sonnenrad mit konstantem Radius. Verdreht sich das Sonnenrad bezüglich des Planetenträger, rollt das Planetenrad an dem Sonnenrad ab und der Radius der Magnetbahn verändert sich.
      Jetzt wird's wieder spannend, werden wir weiße Weihnachten haben?
    • tschoeatsch schrieb:

      Es gibt sicherlich verschiedene Mechaniken. Meine ist Schleifringlos. So ein Drehbalken hat einen beweglichen stepper, also braucht man 4 Schleifringe. Wenn man noch wissen will, wo der Magnet auf dem Balken steht und nicht sekundenlang gegen einen Anschlag fahren will, noch einen Schleifring.
      Bei meiner Konstruktion dreht sich keine Elektrik.
      Du könntest auch die komplette Elektrik am/um den Drehbalken befestigen.
      Dann nur noch Spannungsversorgung via Schleifringe.
      Hat schon jemand simple Kugellager als Schleifring "missbraucht"?

      LG
      Mathias
      Heisenberg bei einer Radarkontrolle:
      Polizist: "Wissen Sie, wie schnell Sie waren?"
      Heisenberg: "Nein. Aber ich weiß genau, wo ich jetzt bin!"

    • Mike,

      mach' doch bitte mal eine Konzeptzeichnung.
      Mich würde auch immer noch interessieren, ob jemand schon einmal simple Kugellager als Schleifring "missbraucht" hat.

      LG
      Mathias
      Heisenberg bei einer Radarkontrolle:
      Polizist: "Wissen Sie, wie schnell Sie waren?"
      Heisenberg: "Nein. Aber ich weiß genau, wo ich jetzt bin!"

    • Ich denke, Ts meint es etwa so wi in den Bildern, die ich mal schnell skizziert habe.
      Das grüne Zahnrad ist mit seiner Achse in der blauen Scheibe gelagert.
      Wird die blaue Scheibe angetrieben, dann dreht such das grüne mit.
      Das rote Zahnrad steckt mit seiner Achse durch die blaue Scheibe und wird dort auch angetrieben.
      Damit kann das rote Rad das grüne drehen (um die grüne Achse)
      Das grüne Zahnrad trägt einen Balken, an dessem Ende ein Magnet eingefasst ist.
      Die Länge des Balkens entspricht dem Abstand der Drehachsen der beiden Zahnräder.
      Damit wird der komplette Bereich überstrichen.

      Gear1.png

      Gear2.png
    • Genau, und wenn du an dem roten Achsstummel, der unten rausspitzt noch eine Scheibe anflanschst, genauso groß wie die blaue, dann sind das die Riemenscheiben, die von den 2 steppern angetrieben werden.
      Jetzt kann man auch meine Überlegung nachvollziehen: wenn ich den Magnet/Kugel auf einer Geraden bewegen will, zB. vom Mittelpunkt nach außen, dann muss ich beide Scheiben drehen, damit die halkreisförmige Bewegung des Magneten um seinen Drehpunkt des Planetenrades (grünes Zahnrad) mit einer gegenläufigen Drehung des Planetenrings (blaue Scheibe) zu einer geradlinigen Bewegung wird. Da wird es sinnvoll sein, eine Funktion zu programmieren, die 2 Punkte geradlinig verbinden kann. Dann kann man schon mal leicht verdrehte Dreiecke als Muster erzeugen. Da ich aber noch keinen Plan habe, wie ich einen 'Bewegungsplan' mit runden Mustern erzeugen oder abspeichern/abspielen kann, bleibt es für mich weiter spannend. Habt ihr Ideen?
      Jetzt wird's wieder spannend, werden wir weiße Weihnachten haben?
    • Ich bin ehrlich gesagt etwas skeptisch, was Berechnung der Bahn angeht, auch weil die Zahnräder prinzipbedingt überdrehen können und mehrere Stellungen für den gleichen Punkt möglich sind.
      Ich würde daher die Mechanik mit einem Balken vorziehen, dann beschränkt sich die Rechnung auf ein (normales) Polarsystem.
      Im Bild hab ich das mal skizziert.
      Die große blaue Scheibe bewegt den Balken, welcher wiederum den Magneten trägt.
      Die Führungen habe ich nicht eingezeichnet, das graue Teil ist der Schlitten, der den Magneten trägt (Loch)
      Das gelbe ist ein umlaufender Zahnriemen, der im Mittelpunkt der Scheibe angetrieben wird.
      Die pinkenen Dinger sind die Umlenkrollen.

      Gear3.png

      Freecad ist schon ein geiles Programm ;)
    • Gut, diese Konstruktion wäre auch schleifringfrei (ist für mich verpflichtend). Das Riemenrädchen in der Mitte könnte mit einer weniger großen Riemenscheibe weniger stark untersetzt werden, sodass das Verfahren des Schlittens im Vergleich mit dem Verdrehen ähnlich schnell geht. Die Führungen des Magneten könnten aus seitlichen Leisten bestehen, wäre auch einfach zu gestalten.
      Ingesamt eine einfache Mechanik, die gefällt. Aber auch hier kann jeder Punkt mit 2 Stellungen angesteuert werden.
      Was stört dich eigentlich daran? Das Programm sollte doch sowieso immer wissen, wie die Mechanik steht.
      Jetzt wird's wieder spannend, werden wir weiße Weihnachten haben?
    • Danke Michael & Mike,

      Das wird superspannend!

      Michaels Konstruktion ist sicherlich einfacher handzuhaben;
      Ich würde aber gerne die Zahnräder realisiert sehen.
      Einfach, weil's so abgefahren ist.

      LG
      Mathias
      Heisenberg bei einer Radarkontrolle:
      Polizist: "Wissen Sie, wie schnell Sie waren?"
      Heisenberg: "Nein. Aber ich weiß genau, wo ich jetzt bin!"

    • Nach langem Überlegen, ich werde es mit den Zahnrädern machen. Und zwar weil die 'Durchdrehen' können. Fehlende Anschläge sind für meine ersten Programmüberlegungen von Vorteil. Ok, dabei weiß das Programm dann wirklich nicht, wie die Mechanik steht, aber um einen Eindruck von den erreichbaren Malgeschwindigkeiten und Kräften zu bekommen, sollte es reichen. Ich werde die stepper mit Takt und Richtungssignalen ansteuern. Plan ist, eine isr zu schreiben, in der mit unterschiedlicher Geschwindigkeit herunter gezählt wird. Eine data-Tabelle enthält dann Anweisungen, mit welcher Geschwindigkeit welcher stepper in welcher Richtung wie lange laufen soll. Dadurch kann ich Überlagerungen erzeugen, die dann eben die Muster ergeben (sollen).
      Wenn das klappt und ich weiß, wie ich Muster berechnen kann, dann brauch ich halt noch Sensoren, um die Stellung der Mechanik zu erkennen.
      Ja, ist schon spannend...
      Jetzt wird's wieder spannend, werden wir weiße Weihnachten haben?
    • Ich finde die Zahnräder zwar reizvoll, aber es ist sicher schwierig, diese mit gescheitem Rundlauf und spielarmer Zahnung herzustellen (3D Druck?)
      Deshalb würde ich eher zu einem Riemen tendieren. (Bild)

      tschoeatsch schrieb:

      Ich werde die stepper mit Takt und Richtungssignalen ansteuern. Plan ist, eine isr zu schreiben, in der mit unterschiedlicher Geschwindigkeit herunter gezählt wird.
      Ich empfehle dir einen Mikroschritttreiber verwenden, der unterteilt die 4 elektrischen Vollschritte nochmal bis zu 32 Schritt (bezahlbar)
      Die gibt es beim freundlichen Chinesen für DIY CNC Fräsen.
      Großer Vorteil ist der sanfte Lauf, kaum hakelnde Schritte.

      tschoeatsch schrieb:

      Eine data-Tabelle enthält dann Anweisungen, mit welcher Geschwindigkeit welcher stepper in welcher Richtung wie lange laufen soll. Dadurch kann ich Überlagerungen erzeugen, die dann eben die Muster ergeben (sollen).
      Ich würde ganz profan ein paar mathematische Sachen machen, eine Tabelle nur für Schrift oder Logos.


      Gear4.png
    • Dein neuester Plan hat aus meiner Sicht den Nachteil (oder auch kein Nachteil, kann ich jetzt noch nicht beurteilen, also eine reine Vermutung) dass hier das Planetenrad stark untersetzt ist. Ein gleichmäßiger Orbit erfordert sehr unterschiedliche Steppergeschwindigkeiten.
      Die Zahnräder werde ich fräsen (ich beobachte aber interessiert den 3D-Drucker thread). Die Zahnradpassung sehe ich nicht sehr kritisch, mit kleinen Drehzahlen eine Kugel im Sand rumbollern, die auch noch per Magnet schlabberig angekoppelt ist.
      Mathematische Sachen sind mir jetzt noch zu kompliziert, bei den data-Einträgen brauch ich gar nix denken, weiß aber auch nicht, was raus kommt a_30_7dc14a07
      Jetzt wird's wieder spannend, werden wir weiße Weihnachten haben?