Das Wettringer Modellbauforum

Herzlich willkommen zur nächsten Runde,

noch immer wurschtele ich an der Software, was auch noch ein gutes Weilchen dauern wird.
Es stand ja schon die PWM-Ansteuerung für die 4 Motoren. Dies ist eine in sich geschlossene Funktionseinheit, die autark abläuft. Bislang war das alles Kindergarten. Nun jedoch wird es ein bisschen anspruchsvoller....

Vielleicht als erstes mal zum grundsätzlichen Vorgehen:
Man kann die Erstellung einer solchen Echtzeitapplikation gedanklich in mehrere Abstraktionsebenen unterteilen:

Ganz unten finden wir die Deklarationen. Das ist nichts anderes als eine Vergabe von sinnvollen Namen für Elemente des Microcontrollers, die sonst beinahe kryptisch daherkommen. Beispiel: "LED-5" statt "PORTD,3".
Dadrüber füge ich kleine Makros ein. Dies sind praktisch kurze Phrasen häufiger wiederkehrender Befehle. Dieses Vorgehen erhöht die Lesbarkeit des Maschinenprogramms und verhindert Irritationen, beispielsweise wenn es gilt einen Ausgang auf "0" zu schalten um ihn zu aktivieren. Ein Beispiel für ein solches Makro ist "Motor_F_A_on", was einen Befehl zum Anschalten des ersten Brückenendstufenzweigs für den Frontmotor beinhaltet.
Soweit die Beschreibung aller Ein- und Ausgänge unseres Systems. Über diesen Beschreibungen folgt praktisch der erste tatsächliche Programm-Code. Hierbei handelt es sich um einfache Routinen, die die einzelnen Hardware-Elemente des Microcontrollers ans Laufen bringen. Man spricht typischerweise von I/O-Routinen bzw. Ein-/Ausgaberoutinen.
Die bislang genannten Ebenen kann man zusammengefasst als BIOS verstehen ("Basic Input/Output System") - vom Namer her sicherlich manchen PC-Nutzern bekannt.
Alles, was wir bsilang anschauen, befindet sich noch in diesem erläuterten Umfang.

Ganz oben, an der Spitze der Abstraktionspyramide, sitzt die eigentliche Funktionalität. Das muss man sich in etwa so vorstellen:
Von unten kommt die Information, dass Kanal 4 der Fernsteuerung auf 75% steht. Oben wird dann feste rumgerechnet und irgendwann nach unten mitgeteilt, dass der Backbord-Motor auf Rückwärtsfahrt / halbe Kraft zu stellen ist.
Diese globalen Zusammenhänge oder auch Transferfunktionen kommen ganz am Ende dran.

Zeitfunktionen:
Im Rahmen unserer gewünschten Fnktionalität haben wir noch eine ganze Reihe asynchroner zeitlicher Abläufe zu bewältigen. Asynchron bedeutet: sie stehen in keinem direkten zeitlichen Zusammenhang zu einander.

• Erfassung RC-Summensignal
  
• Erfassung von bis zu 8 RC-Kanalimpulsen
  
• Behandlung eines Timeout-Fensters zur Erkennung der Kanallücke
  
• Erkennen eines fehlenden RC-Signals nach einer bestimmten Verzögerungszeit
  
• Fading-(Verzögerungs-)Funktion für den Bugstrahlruder-Motor in Beschleunigungen

Dummerweise bietet der Micorcontroller nur noch einen verfügbaren Timer. Es wird also ein wenig kniffelig die Vielzahl der gewünschtenFunktionen abzubilden. Den Timer 1 quetschen wir dafür ziemlich aus.

Als erstes wird Timer 1 so konfiguriert, dass er kontinuierlich mit 1 µs getaktet wird (also 1 Millionen mal pro Sekunde!):

Diese 1 Mikrosekunde ist die Grundlage für alles Folgende. Timer 1 beinhaltet einen 16-Bit-Zähler. Dieser Zähler beginnt also bei 0 und zählt dann bis auf 65535 hoch. Noch ein Takt und er fängt automatisch wieder bei Null an.

5 ms Zeitbasis:

Jetzt basteln wir uns eine langsamere Zeitbasis mit einer Peridodendauer von 5 ms. Diese benötigen wir später für die Beschleunigungsrampe des Bugstrahlrudermotors. Zudem wird sie zur Erkennung eines fehlenden RC-Signals genutzt. Wie das geht, das kommt später.
Zu einem beliebigen Zeitpunkt sagen wir "Start". In diesem Augenblick schauen wir uns den Zählerstand von Timer 1 an. Zu diesem Zählerstand addieren wir 5000, das ist der Wert für 5000 µs, also 5 ms. Den Zielwert schreiben wir in einen Vergleichsspeicher.
Der Microcontroller ist nun so klever laut Alarm zu schlagen, wenn Timer 1 diesen Zielwert erreicht hat.
An diesem Augenblick machen wir das gleiche Spiel erneut. Und immer weiter so.

Servo-Signalerzeugung:

Das Ruder-Servo benötigt einen variablen Impuls mit einer Länge von [1,0 .. 2,0 ms] bei einer Periodendauer von 20 ms. Also gehen wir hin und sagen wieder zu einem beliebigen Zeitpunkt "Los".
An diesem Punkt merken wir uns den Zählerstand von Timer 1 (Schritt 1). Wir schalten die Servo-Signalleitung aktiv und addieren die gewünschte Pulsdauer zum Zählerstand. Den resultierenden Wert schreiben wir erneut in ein Vergleichsregister (Schritt 2).
Ist nun der Timer 1 an dem Zielwert angekommen, prüfen wir den Zustand von der Servo-Signalleitung. Ist diese aktiv, so müssen wir nun mit einer Pausenzeit beginnen. Wir schalten also das Servo-Signal aus (Schritt 3). Statt die Pausenzeit auszurechnen, gehen wir einfach hin und addieren zum ehemaligen Startwert die Zykluszeit von 20 ms, entsprechend 20000 µs. Auch dieser Wert wird wieder in das Vergleichsregister geschrieben (Schritt 4).
Irgendwann kommt der Zählerstand dort an und das Spielchen geht von vorne los. Kontinuierlich - alle 20 ms (Schritt 5).

Beim nächsten Mal wird es dann richtig fies, dann geht es um die Erfassung und Auswertung des Empfänger-Summensignals.
Derweil schreibe ich fleißig an der Software. Es geht ganz gut voran.

Gruß,
Johannes

@ Martin:
Glaub mir - ich hab alles probiert... Cammabis, Mohn, als Kind die Gips-Pfeife vom Weckmann vollgestopft mit Eichenblättern, getrocknete Meerschweinchenköttel. Nichts turnt derart an, wie der aktuell beschriebene Schmarrn.

@ Garsvik:
Da haben wir was gemein. Auch ich mag mit so was nicht mein Leben fristen. Aber ich hab irre Spaß an Abwechslung. Einen Tag ein bisschen mauern, am nächsten in Holz arbeiten, dritten Tag Plastikmodellbau, vierten Elektronik...
Die Abwechslung machts. Der Reiz liegt wie immer darin, etwas Extremes hinzubekommen, was es in dieser Form noch nicht gibt.

Gruß,
Jo.

Hallo zusammen - und willkommen zur nächsten Runde:

Trotz kurzer Funkstille - im Hintergrund ging es feste weiter. Mittlerweile läuft auch richtig was. Allerdings - zugegebenermaßen - ist die ganze Geschichte schon ein klein wenig anspruchsvoll...

Kommen wir heute mal zum Kernpunkt: dem Anschluss des Empfängers und der Auswertung des Empfänger-Summensignals.
Ich verwende ja einen 8-Kanal Synthesizer-Empfänger ohne Quarz. Dieser liefert ein Summensignal, in dem alle benötigten Informationen enthalten sind.
Neben diesem Anschluss braucht es dann noch zwei Verbindungen für die Versorgungsspannung.
Zudem zapfen wir eine stabilisierte kleine Spannung ab für die Speisung eines speziellen Bausteins:

Empfangssignal-Erkennung:

Der Witz ist nämlich der:
Aus dem Empfänger kommt direkt aus dem Hochfrequenzteil eine analog gewonnene Spannung. Diese bricht sofort zusammen, wenn man sie belastet. Also braucht es zunächst einen Verstärker, der zudem aus dem krummen Signal ein schönes Rechtecksignal zaubert, welches dann vom Mikrocontroller verarbeitet werden kann.
Diesen Job übernimmt ein grauselig kleiner Schmitt Trigger Chip.

In der Oscilloskop-Aufnahme ist oben das Ausgangssignal des Empfängers zu sehen, darunter das vom Schmitt Trigger aufbereitete Signal.
Auch ersichtlich sind die Einzelimpulse der 8 Kanäle.

Empfangssignal-Auswertung:

Die Auswertung des Empfängersignals ist nicht ganz trivial - sie geschieht wiederum unter Verwendung des 1 µs Timer-Bausteins.
Ich erkenne getrennt positive und negative Flanken. Bei den positiven Flanken messe ich jeweils den aktuellen Zählerstand. Die Differenz zwischen neuer und vorangegangener Flanke ist die resultierende Impulsdauer. Diese Berechnungen geschehen zum Zeitpunkt der fallenden Flanken - damit habe ich den geringstmöglichen Messfehler für die Impulse.
Damit das funktioniert, muss man natürlich einen Zähler für die Kanalnumer mitführen.
Als nächstes kommt die Erkennung der Kanallücke durch Überprüfung eines Grenzwertes. Bei Überschreitung beginnt alles wieder mit Kanal 1.
All dies wäre ja nicht so schrecklich schwierig - wenn da nicht Unmengen von Fehlerbetrachtungen mit ins Spiel kämen.
Als ein Beispiel: Ist der Impuls eines Kanals korrupt, so muss die ganze Mimik warten, bis wieder eine Kanallücke detektiert wurde.

Aktueller Stand:

Da wir ja dummerweise im Moment von Software im Modellbau reden, hab ich mal den aktuellen Baufortschritt anhand eines Blockbildes visualisiert:

Alle grün gezeichneten Blöcke sind komplett implementiert und ausgiebig getestet. Alleine für diese Tests waren wieder zahllose kleine Hilfsprogrämmchen notwendig.
Ich kann also mittlerweile einwandfrei das Empfängersignal erfassen und auswerten. Eine ausgefeilte Fehlerüberwachung erkennt zu kurze und zu lange Impulse, inkorrekte Kanalanzahl und das Ausbleiben des Empfängersignals.
Diese Fehler werden in bestimmten Grenzen ausgewertet. Bei Überschreitung wechselt das Modul in einen sogenannten Failsafe-Zustand, bei dem alle Ausgänge deaktiviert werden und das Ruderservo in Mittellage bewegt wird.
Weiterhin funktionieren sämtliche Motor-Brückenendstufen mit PWM-Ansteuerung, die beiden Lampenausgänge und der Servo-Anschluss.

Der verbleibende rote Block ist in Arbeit. Hier stecken praktisch die Verknüpfungen zwischen den aktuellen gemessenen Kanalinformationen und den ausgegebenen Aktionen.

Soweit mal die News zum Fortschritt. Ich hoffe es ist trotz der Abstraktion ein bisschen interessant.
Das Feine für mich ist, dass ich die ganze investierte Arbeit wunderbar in anderen und zukünftigen Modellen verwenden kann. Die ganze Geschichte ist sowohl in Hardware, als auch in Software absichtlich modular gehalten. Eine Übernahme in andere Modelle bedeutet somit maximal 20% des jetzigen Aufwands.

Gruß,
Johannes

Guten Morgen und ein herzliches Dankeschön für Euer Mitlesen / Mitdenken / Mitfiebern!

Zunächst einmal zum Einsatzbereich:
Das Modul (Empfänger plus Interface) arbeitet in Normalfall an den üblichen 5 Volt im RC-Bereich. Es funktioniert aber auch einwandfrei mit 3,7 Volt, gespeist aus einer LiPo-Zelle.
Im Empfänger sitzt ein Spannungswandler, der eh auf ca. 3,3 Volt reduziert. Die Schaltung und insbesondere der Micorcontroller im Interface sind für Spannungen bis hinab zu 2,7 Volt ausgelegt.
Ein Anschluss an höheren Spannungen, z. B. 6 / 7,4 oder 12 Volt ist ohne weiteres machbar. In diesem Fall würde ich einen SMD-Spannungsregler mit Abblockkondensatoren ergänzen. All dies braucht kaum Platz. Ich hab mir dafür übrigens den LD1117 von SGS Thomson bersorgt.
Ursprünglich wollte ich die Marwede ja mit 7,4 Volt, also mit einem zweizelligen LiPo betreiben. Doch dann merkte ich beim Ausmessen diverser Servos, dass nahezu alle dieser kleinen Gleichstrim-Glockenankermotoren mt maximal 3 Volt betrieben werden. Auch Servos, die an höheren Spannungen operieren, schalten über begrenzte PWM-Tastverhältnisse keine höheren Spannungen zu den Motoren.
Von der Logik her ist der Betrieb mit nur einer LiPo-Zelle die effizienteste Lösung. Man spart sich Gewicht für zusätzliche Akku-Gehäuse-Schichten und Balancer-Kabel.
Und dann ist es auch noch so, dass die Versorgungsspannung zu 100% genutzt wird. Bei 7,4 V beispielsweise habe ich selbst bei Verwendung von Schaltreglern (DC/DC-Wandlern) immer Minimum 20% Verluste - also Gewicht, welches statt in Vortrieb in Wärme umgewandelt wird.

Motoren-Anwendungen:
Dieses Modul, vielmehr diese generelle Lösung, kann pro Motor einen sagenhaften Dauerstrom von nahezu 2 Ampere regeln (Peak-Strom 8 Ampere). Damit ist es selbst für richtig fette Speed-Motoren geeignet. Die Grenze wird also wohl eher durch wegrauchende Leitunge, als durch abbrennende Halbleiter erreicht werden.
Für Boote mit Brushlessantrieben werkele ich parallel an einer Regler-Software, die ich in Low-Cost-China-Flugregler brenne. Diese Hardware(n) sind irre günstig, klein und leicht - das wäre bekloppt so etwas selber aufzubauen.

Zeitaufwand und Philosophie:
Hierzu schreibe ich bei Gelegenheit mal ein bisschen mehr.
Bei mir ist es so, dass ganz grob 100 bis 200 Stunden in ein Mikromodell fließen. Davon sind maximal 30 bis 40% klassischer Plastikmodellbau - der Rest steckt in den technischen Lösungen.
An den meist über 100 Stunden für Technik nervt mich, dass ich jedesmal das Gleiche umsetze. Hier sind es wirklich maximal 20% für den Bau, der Rest ist Entwicklung eines Einzelmusters.
Konkret: Mit dem gesammelten Erfahrungsschatz traue ich mir den Bau eines ungefähr ähnlichen Moduls für ein anderes Schiff seitens Hardware in unter 10 Stunden zu.
Eine Anpassung der Software wird dann, je nach gewünschter Funktion, in zwei bis drei Tagen klappen. Das ist tatsächlich ein Fünftel des Aufwands von der jetzigen Runde.

Gruß,
Johannes

@ Frank:
Der werte Herr Lesch ist übrigens in meinen Augen ein Voll-Depp. Pure Polemik und rein subjektive Stimmungsmache unter einem pseudo-wissenschaftlichen Deckmantel. Absolute Volksverdummung. Faktisch in diversen Belangen Bullshit.

Ein begeistertes Hallo Euch allen - wir können feiern:

Eine lautstarke Salve an Jubelschreien schallte durch unseren Ort - und dies, obwohl ich durchaus Sympathie für die Niederlande hege.
Nein! Ich habe nicht Fußball geschaut. Vielmehr zeigt nach 2 Wochen Nachtschichten und 1200 Zeilen Programmcode mein Steuerungsmodul für die kleine Marwede überzeugenden Arbeitswillen.

Zugegeben - es war ne Ochsentour. Obwohl ich in diesem Metier nicht ganz unbedarft bin, musste ich mich doch schon arg strecken.
Von 4-fach Pulsweitenmodulation, über State Machine, komplexe Interruptmimik, 16-Bit Binärarithmetik, zahllosen Timern, Countern und Skalierungen ist in dem winzigen Burschen so ziemlich alles drin, wo einem leicht mal speiübel wird.

Noch schaut der Testplatz so aus:

Die einzelnen Funktionen habe ich ja sequenziell implementiert. Somit sind mittlerweile zahllose Stunden Erprobung vergangen. Der gegenwärtige Stand ist schon auf einem ziemlich hohen Zuverlässigkeitsniveau.
Das Modul zeigt allerdings noch diverse Relikte aus der Entwicklungsphase, die nun alle sukzessive entfernt werden:

Die ganzen Leuchtdioden dienen einzig zur Visualisierung der Schalt- und Regelausgänge und werden natürlich entsorgt. Ebenso fliegen die Stiftleisten raus. Sie dienten zum Anstecken des Programmier-Interfaces sowie von Akku und Servo. Im Modell wird das alles zur Gewichts- und Platzeinsparung fest verdrahtet.

Dann erzähl ich Euch jetzt mal was zur Funktion. Zugegebenermaßen bin ich schon arg happy, was da alles in dem Winzling Platz gefunden hat. Mir ist eigentlich kein anderes Mikromodell mit einer solchen Integrationsdichte bekannt.

Ruderservo:

Bewegt man den rechten Kreuzknüppel nach links bzw. rechts, so dreht sich das Ruderservo und lenkt mechanisch die 3 Ruder nach Backbord / Steuerbord. Hierfür filtert die Elektronik den erforderlichen Kanalimpuls aus dem Summensignal des Empfängers.
Optional gestattet die Software die Invertierung der Servo-Drehrichtung, so dass ich darauf bei der Installation keine Rücksicht nehmen muss.

Mittelmotor:

Die vorwärts / rückwärts Bewegung des rechten Steuerknüppels steuert den mittleren Antriebsmotor. Dieser wird per PWM in 40 Stufen geregelt. Die Software beinhaltet eine einstellbare Nullpunkthysterese ("dead band"), die gegenwärtig bei etwa 5% liegt.

Bugstrahlruder:

Bewegt man den linken Kreuzknüppel nach links bzw. nach recht, so wird der Motor des Bugstrahlruders aktiviert. Auch dieser ist in 40 Stufen per PWM regelbar.
Die erste Besonderheit liegt in einer einstellbaren Ansprechverzögerung von aktuell 0,6 Sekunden, da der Knüppel auch zur Lichtsteuerung benutzt wird.
Als zweites ist eine ebenfalls konfigurierbare Beschleunigungsverzögerung (Fading) implementiert. Dies habe ich vorgesehen, damit der per Neodym-Magneten realisierte Bugstrahlruderantrieb nicht durch zu großen Schlupf "durchrutscht". Im Moment dauert eine Beschleunigung von Null auf Vollgas etwa 1,2 Sekunden.

Außenmotoren:

Jetzt wirds bereits kniffelig: Die Außenmotoren werden zunächst einmal über die vorwärts / rückwärts Stellung des linken Kreuzknüppels bedient. Ist das Ruderservo in Mittelstellung, so folgen die Außenmotoren komplett der Steuerknüppelstellung.
Sonderfall 1 gilt für den Mittelmotor im Stillstand (rechter Knüppel in Zentrallage). Bewegt man nun das Ruder, so drehen die Außenmotoren gegenläufig mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem Ausschlag des rechten Steuerknüppels.
Sonderfall 2 tritt ein, wenn bei den Außenmotoren über den linken Knüppel Gas gegeben wird. Nun bewirkt eine seitliche Bewegung am rechten Knüppel (Ruder) eine Verlangsamung des kurveninneren Außenmotors.
Klingt alles schrecklich kompliziert, ist auch noch wesentlich schwieriger zu implementieren - aber super einfach zu steuern. Das Ganze ist nämlich pure intuitive Ergonomie.

Aktivlenkung:

Während die rechts / links Bewegung des rechten Kreuzknüppels als Passivlenkung verstanden werden kann, bezeichne ich die Funktion der Außenmotoren als Aktivlenkung.
Die Intensität dieser Aktivlenkung kann ich über den linken Schieberegler einstellen. Ganz gezogen ist der Effekt null, die Außenmotoren laufen stets gleich.
Schiebt man den Regler ganz nach vorne, dann ergibt sich maximale Aktivlenkung. Heißt: Bei vollem Ruderausschlag steht der kurveninnere Motor.

Power limitter:

Da das Böötchen ja zumeist im kleinen Pool fahren wird und von unseren Kids pilotiert wird, gibt es einen Power Limitter. Auf gut Deutsch eine Drosselung.
Hierfür ist der rechte Schieberegler zuständig. Ganz nach vorne geschoben ergibt sich maximale Power. Die Motoren laufen dann bei Vollgas an 3,7 Volt.
Zieht man den Schieberegler komplett, so wird die Maximalleistung auf 50% begrenzt. Dazwischen entsprechend Zwischenwerte.
Diese Leistungsbegrenzung betrifft alle 4 Motorregler.

Lichtsteuerung:

Das Modul verfügt über 2 Schaltausgänge für 2 Lampengruppen. Die erste wird vermutlich für Aufbaubeleuchtung und Positionslaternen benutzt, die zweite für die zahlreichen Suchscheinwerfer.
Die Steuerung erfolgt durch eine seitliche Bewegung des linken Kreuzknüppels, der ja eigentlich das Bugstrahlruder bedient.
Wischt ("flitscht") man den Knüppel einmalig nach links, dann schaltet Lampengruppe A an. Wischt man einmalig nach rechts, so wird Lampengruppe A ausgeschaltet.
Der gleiche Vorgang zweimalig direkt hintereinander durchgeführt aktiviert / deaktiviert Lampengruppe B. Kinderleicht zu bedienen.
Dieser "Flitsch-Vorgang" ist auf ca. 0,5 Sekunden begrenzt, was selbst Lethargikern eine sichere Bedienung erlaubt.
Damit in dieser Zeit nicht ungewollt das Bugstrahlruder anspricht, gibt es die zuvor erläuterte Einschaltverzögerung.

Sicherheit:

Die Software ist vollgepappt mit Sicherheitsalgorithmen. Dies beginnt mit der peniblen Überprüfung zahlloser Grenzwerte für alle relevanten Parameter.
Dann gibt es eine Mimik, die die Anzahl der zuletzt erfassten fehlerhaften / korrekten Empfängerimpulse überwacht.
Das Dritte ist eine Zeitstufe, die bei längerem Ausbleiben des Empfängersignals Alarm schlägt.
Ende vom Lied: Bei Murks werden Motoren und Lampen ausgeschaltet und das Ruderservo in Mittelposition gefahren. Weiter geht es automatisch dann wieder, wenn ein vernünftiges Empfangssignal vorliegt.

Nächste Schritte:

Nun heißt es für mich noch ordentlich testen und dann das Modul mit der realen Hardware zu verdrahten. In diesem Stadium werde ich mir noch die Möglichkeit zur Umprogrammierung offenhalten.
Dann gilt es verschiedene gewählte Einstellungen auszutesten. Beispielsweise bin ich mir noch nicht sicher, mit welcher PWM-Frequenz sich die kleinen Motoren am besten regeln lassen. Dies ist immer ein Kompromiss aus Wirkungsgrad und Regelverhalten.

Und dann fehlt eigentlich nicht mehr viel zum Einbau des Moduls im Boot, damit ich mich endlich mal wieder um reinen Modellbau in seiner Urform kümmern kann...

Ach genau - noch ein Gag: Für jeden von Euch, dem die Festplatte seines PC's zu platzen scheint... Die gesamte beschriebene Software mit allen Funktionen kommt auf lächerliche 1344 Bytes Code, also ca. 1,3 kB. Zum Vergleich: eine völlig leere Seite in WORD benötigt 17,3 kB. Dieses Posting hier liegt ohne die Bilder bei 8,6 kB, also dem fast Siebenfachen der Software.

Ich hoffe es ist für Euch nicht zu abstrakt, geschweige denn zu öde. Vielleicht gibt es ja die eine oder andere Anregung für Eure Projekte.

Gruß,
Johannes

Hallo mal wieder - wir nähern uns in kleinen Schritten echten Modellbauaktivitäten...

heute gings zwar weiter, ich hab allerdings nicht allzu viel zu zeigen.
Im Wesentlichen wanderte das Steuerungsmodul in den Rumpf. Hierzu wurde der Kunststoffrahmen seitlich und am vorderen Ende leicht beigeschliffen, so dass er über die Längskanten sauber der Rumpfwölbung folgt.
Das Modul ist mit vier kleinen Klebertropfen in den Ecken fixiert. Sollte es doch noch mal rausmüssen, so wird halt gröbere Gewalt angewendet.

Doch bevor es soweit war, musste ich doch noch ein bisschen am Modul arbeiten.
Beim Testen zeigte sich ein minimales Servo-Zittern. Nach Einbau einer konfigurierbaren Hysterese in der Software und Ermittlung des optimalen Wertes ist dieses behoben.
Dann gab es da noch einen Bug, der es in sich hatte. Ich setze in verschiedenen Programmzeilen die Information für die Drehrichtung der 4 Motoren und den Wert für die Motorleistung. Wenn es der Zufall will, dann springt das Programm genau dazwischen in die PWM-Regelung und nutzt den für einen ganz kurzen Augenblick falschen Wert zur Ansteuerung der Motoren. Ließ sich aber recht einfach beheben, indem ich in diesem kurzen Abschnitt den Übeltäter (Interrupt) handlungsunfähig mache.
Als Letztes habe ich dann noch eine kleine Steckbrücke eingelötet, mit der ich die Versorgungsspannung für die Endstufen unterbrechen kann. Dies ist erforderlich, da beim Programmieren des Chips eine Brückenendstufe beidseitiig angesteuert wird und somit kurzschließt. Im "Serienbetrieb" gibts dies Problem nicht, da man dann einen fertig programmierten Chip einlöten würde.

Die Motoren sind im ersten Schritt noch provisorisch verdrahtet. Später wird das alles fein säuberlich verlegt:

Hier mal ein Überblick zu der Aufteilung. Das Hauptgewicht kommt vom Akku, der absichtlich so weit hinten sitzt. Anders lässt sich die benötigte Gewichtsverteilung nicht erzielen:

Jetzt erst einmal die gute Nachricht:
Alle Motoren laufen und lassen sich genial gut regeln. Ich hab übrigens jetzt 100 Hz PWM Frequenz im Einsatz.

Die schlechte Nachricht betrifft die Antriebsmechanik. Hier muss ich nochmal ran.
Die sehr scharfkantigen Schiffsschrauben schleifen zuweilen ganz leicht am Kunststoffende der Stevenrohreinfassungen achtern. Also gilt es diese minimal kegelförmig zu schleifen.

Das zweite Ärgernis kommt vom Mittelantrieb. Hier rutscht - mir unerklärlich - das Antriebszahnrad gegenüber dem Abtriebszahnrad. Da geht es um wenige Zehntel Toleranz - ist aber durch Justage (Anwinkelung des Motors) hinzubekommen.

Die letzte Erkenntnis ist eine mittlerweile Gewohnte: Bloody hell ist das alles eng da drinne! Man muss derart höllisch aufpassen nicht mit dem Lötkolben Relingteile oder gar den Rumpf zu berühren, dass nach 10 Minuten Konzentration immer erst einmal ne Pause ansteht.
Ich hoffe, dass es bald weitergeht. Die nächsten geplanten Schritte gelten der Antriebsverfeinerung, der Motorverdrahtung, dem Akku-Einbau und dem Anschluss von Ladebuchse / Hauptschalter.
Danach geht es an den Antrieb des Bugstrahlruders, der ja mal beinahe fertig war...

Gruß,
Johannes

Wünsche werden sofort erledigt - Wunder dauern etwas länger. Und das in der Service-Wüste Deutschland! Und damit ein herzliches Willkommen zu einer Runde beinahe reinrassigem Modellbau. Bedankt Euch bei Lars, der mich mit seiner dezenten Aufforderung so schamlos bloß stellte...

Heute gings an den Einbau des Bugstrahlruders. Das gute Stück liegt ja fix und fertig seit nahezu 3 Monaten rum. Erstaunlich, dass es in meinem Chaos noch auffindbar war.
Erst einmal - da kommt das Riesenteil rein:

Noch ein letzter Blick auf den jungfräulichen Rumpf. Das vordere Bugstrahlruder bleibt unberührt. Vielleicht aber werde ich es später doch noch öffnen und mit einer Dummy-Schiffsschraube versehen:

Meinem besten Freund, der Dremel, sei Dank - ein wenig mit verschiedenen Diamantfräsern geschrubbt und schon haben wir zwei Löcher im Rumpf. Doch wie soll dieses Monstrum da nur rein?

Von außen durchstecken klappt jedenfalls schon mal nicht:

Hier sieht man gut, wie extrem knapp das alles werden wird. Das Rotorgehäuse ist im Vergleich zum Kiel schon übel breit:

Um mal irgendwie voranzukommen, hab ich die größte Breite im Rumpf gemessen und an den Bugstralruderrohrenden angerissen. Im Akkuschrauber konnte ich wunderbar beide überstehenden Enden abtrennen:

Solche Spielchen kosten schon ein wenig Überwindung. Immerhin stecken im Bugstrahlruder etliche Stunden Arbeit. Da lagen nun die Trümmer vor mir:

Im Rumpf schaut es somit schon machbarer aus - allerdings ist der Körper noch immer deutlich zu groß:

Also hieß es endlos schleifen, dranhalten, schauen, schleifen, dranhalten, schauen, ...
Im Bereich am Kiel musste ich ordentlich Material wegnehmen, konnte aber die letzte Kante des Kiels stehenlassen, was das spätere Verspachteln deutlich vereinfacht:

Irgendwann war es dann soweit - das Bugstrahlruder ließ sich tief genug in die richtige Position bringen. Nun noch einen Hauch Kleber und erst einmal das Ding irgendwie fixieren:

Von innen sieht es so aus - die verbleibenden Schlitze halten sich in angenehmen Grenzen:

Als nächstes noch ein wenig mehr Klebstoff - warten - und dann in dünnen Schichten Spachtel drauf. Damit der Spachtel besser verläuft und eine glattere Oberfläche erhält, hab ich ihn mit Universalverdünnung zähflüssig angemischt. Dadurch konnte ich ihn mit einem feinen Pinsel aufbringen:

Auch auf der Rumpfaußenseite kamen ein paar Spachtelschichten drauf. Das Lästigste in dieser Phase ist das ständige Warten aufs Aushärten.
Mein kleiner Wegbegleiter darf natürlich nicht fehlen. Der Cent und das Bugstrahlruder verstehen sich derart gut, dass sie sich ständig anziehen. Ist nicht so einfach Bilder zu schießen. Und ich dachte immer das wäre reines Kupfer... :

Mittlerweile konnte ich zumindest schon mal grob schleifen. Morgen gehts dann mehr ans Feine. Man sieht aber prima an der weißen Stelle, dass da nicht mehr arg viel Platz ist. Das Rotorgehäuse des Bugstrahlruders tritt bereits wie geplant an der Rumpfoberfläche hervor:

Auf der Steuerbordseite schauts genauso aus. Übrigens - der Propeller dreht sich nach wie vor einwandfrei. Bin ich ständig per Durchpusten am Testen:

Soweit die Neuigkeiten von der heutigen abendlichen Modellbaurunde. Ätzend - sieht wie so oft nach kaum was aus, wieso dauert das nur immer so lange???
Ich hoffe, dass nun auch wieder die "reinen" Modellbauer etwas mehr Freude am Bericht haben. Wer weiß - womöglich wird demnächst hier ja sogar mal wieder Plastik geklebt und lackiert...

Macht's gut,
Johannes

Hallo zusammen zu einer Runde Frickelei - nichts Aufregendes heute zu vermelden. Doch immerhin wieder ein kleines Stückchen vorangekommen.

Zunächst einmal hab ich mich entschieden das vordere Bugstrahlruder auch realistischer zu gestalten. Wenn man ne Weile auf das in den Runpfschalen eingespritze Gebilde geschaut hat, dann reichts einem irgendwann. Also flott den Durchgang aufgefräst und sauber zylindrisch verschliffen. Nun noch eine vierblättrige Fotoätzteil-Schiffsschraube auf die richtige Größe reduziert, zwei 0,3er Scheiben aufgeklebt, die Flügel gebogen und das Ganze eingeklebt:

Als nächstes habe ich mit angerührter Polystyrolpampe alle Nähte und Fugen, sowie das Bugstrahlruder eingepinselt. Dieses erhöht die Stabilität und stellt sicher, dass alles perfekt dicht ist:

Nun stand mal wieder fleißiges Spachteln und Schleifen an. So etwas mache ich immer mal nebenbei, wenn mal wieder Fotos kleine verbliebene Macken zeigen:

Die erste provisorische Lage Grundierung ist beinahe völlig runter geschliffen. Man sieht aber ganz gut, wofür die Grundierung dient. Sie erlaubt einem selbst die feinsten Unebenheiten zu erkennen, die sonst gar nicht sichtbar sind:

Nach einigen Spachtelrunden ist auch der Bug mittlerweile in akzeptablem Zustand. Schaut man von vorne am Kiel entlang, o sieht man nichts von dem Bugstrahlruder-Gehäuse:

Und damit kommen wir zum nächsten geplanten Wahn: ich hab mich doch entschieden eine komplette Ruderanlage einzubauen, in konventioneller Bauform. Ursprünglich dachte ich ja lediglich über die Schrauben zu steuern. Somit heißt es im ersten Schritt die Ruder-Schlitze zu schließen und den Rumpf achtern plan zu schleifen:

Nach längerer Zeit dann mal wieder Bestandsaufnahme auf der Waage. Inklusive Akku und allen bis dato verfügbaren Bauteilen liege ich bei schlanken 78,4 Gramm. Hinzu kommen noch das Ruderservo, Ruderanlage, Verdrahtung, Beleuchtung und Lack. Mit etwas Glück läuft das auf 85 Gramm hinaus - was genial gut wäre.

Das wars bereits wieder. Mühsam ernährt sich das Eichhorn... Demnächst gehts weiter.

Macht's gut,
Johannes

Dankeschön, Stef, ist ein klasse Vergleich!

Dies ist ja einer meiner nächtlich Albträume, dass die kleine Marwede auf dem Weiher kurzerhand ins Fahrwasser einer S-100 gerät...
Auf der anderen Seite: Wenn Du mir im Winter Deinen Rumpf leihen würdest, dann könnte ich ausgiebige Fahrtests anstellen. Platz ist da drin ja reichlich
Der SPEED-Motor passt übrigens perfekt - ich werd mal überlegen, ob ich nicht umrüste.

Gruß,
Johannes

Seid gegrüßt - wieder ein kleines Stückchen weiter gekommen.
"Die ätzendsten Jobs sind immer die wichtigsten" lernt man auf jedem Management-Seminar und zahlt für diese banale Erkenntnis ne Schweinekohle. Was sie einem freilich aber nicht sagen: man hat gewaltig schlechte Laune bei Ätz-Jobs.
Doch für den Anfang erstmal zur Motivation klassischer Ost-Berliner Plattenbau:

Aus diesem Plättchen entstand ein Böxchen. Na - wofür das wohl gut ist?

Richtig! In Anlehnung an Sepp Herberger: das Eckige muss ins Eckige. Ich trau dem Braten nämlich noch nicht so recht, sprich: Wenn die Stromaufnahme zu groß und damit die Akkustandzeit zu klein ist, dann will ich den kleinen LiPo-Block rasch wechseln können. Dafür dient die kleine Badewanne:

Jetzt hieß es auf minimalem Raum die Anschlussleitungen der Motoren zu verlegen und an das Steuerungsmodul anzulöten. Dabei wie immer höllisch Panik ja nicht mit dem Lötkolben den Kunststoff zu berühren. Zum Dank für ne Stunde Frickelei schauts aber auch gescheit aus:

Jetzt noch rasch die Akkubox mit 4 kleinen Klebertropfen fixiert. Der Boden hat zuvor noch Ausschnitte erhalten, von wegen der eingesparten Mikrogramm...:

Die 3 Motoren laufen einwandfrei mit den Fahrtreglern und der Elektronik. Einziger Knackpunkt: ist das Boot nicht im Wasser, so hat man mit der dünnen Rumpfschale halt schon einen prächtigen Resonanzkörper. Da die Motoren über ihre Befestigung an den Stevenrohren die Schwingungen direkt in den Rumpf einleiten, wirds halt schon lästig laut. Im Wasser ist es aber aufgrund der Dämpfung angenehmer.

Hier noch ein Eindruck zur Platzaufteilung bislang. Zwischendurch hab ich den Kahn extra nochmal gewassert um die richtige Lage zu checken. Liegt perfekt. Die Masse, insbedondere der Akku, muss halt schon arg weit nach achtern:

Soweit die neuesten Fortschritte. Ich glaub das Hobby nennt sich Mikromodellbau, weil die einzelnen Bauergenisse so mikroskopisch klein ausfallen.
Als nächstes kommt vermutlich der neue Antrieb fürs Bugstrahlruder dran.

Euch allen einen schönen Sonntag und Gruß,
Johannes

Nochmals ein herzliches Hallo, es ging doch noch ein Stückchen weiter.
Auf dem Programm stand der zweite Versuch in Sachen Bugstrahlruderantrieb. Zur Erinnerung die erste Lösung:

So nett das Teil auch ausschaut, so vermurkst ist es doch. Das Hauptproblem: der Neodym-Magnet ist so stark, dass er sich sozusagen magnetisch am Motorgehäuse festhält. Der kleine Glockenankermotor schaffte einfach nicht diese magnetische Kraft zu überwinden. Zudem eierte der Magnet auf der Achse, da die Stäbe nicht ausreichend sauber zentriert waren.

Zwischenzeitlich hatte ich mir ja kleinere Diametral-Magneten mit 4 statt zuvor 7 mm Durchmesser besorgt. Zudem auch noch minimal kürzer.
Aus 3 verschiedenen Größen Evergreen-Rohren hab ich mir dann ein Päckchen zusammengeklebt, in dem mittig der Magnet eingeklebt ist. Auf dem Bild sieht man noch Reststücke der Rohre, einen weiteren Magneten und den Antriebsmotor mit Ritzel:

Das verleimte-Rohrpaket hab ich gut durchtrocknen lassen. Dann kamen an beiden Enden 1 mm Messingstifte rein und 1 mm Messing-Unterlegscheiben als Anlaufpunkte zur Reibungsreduktion. Das ganze Päckchen wurde noch etwas beigeschliffen und gefast. Das Abtriebsritzel sitzt diesmal nicht mehr auf der Achse, sondern direkt auf dem Magnetkörper:

Aus 0,5 mm Polystyrol entstanden die beiden Lagerböcke für den Magnetanker. Zur Erhöhung der Lebensdauer und wiederum zur Verminderung der Reibung ist die Achse in 1 mm Beilagscheiben geführt, die in Zapfenbohrungen eingeklebt wurden:

Nun noch die Trägerplatte gefertigt und die Motorhalter angebracht. So schaut es in der Version 2 aus:

Jetzt noch ein Blick in die zukünftige Einbaulage im Rumpf, bislang nur lose reingelegt:

Die gute Nachricht: Der Antrieb läuft. Einmal in Schwung, scheint er auch nicht sonderlich reibungsbehaftet zu sein, sprich: er dreht schön hoch.
Die dumme Nachricht: Noch hakt es an einer Stelle. Das Abtriebsritzel eiert minimal und hat zudem leicht gefranste Zähne. Hier muss ich morgen nochmal in Ruhe justieren und gegebenenfalls die Zähne nachschleifen.
Wichtigste Erkenntnis vom heutigen Tage: Mit ner Drehbank wäre das alles zehnmal leichter und besser gegangen. So langsam komme ich wirklich an die Grenzen dessen, was noch mit einfachen Mitteln (Dremel, Bohrständer etc.) zu machen ist.
Gruß an Martin - demnächst kommen dann diverse Auftragsarbeiten auf Dich zu.

Bis zur nächsten Runde ne schöne Jrooß,
Johannes

Diesmal ein leicht grummeliges, übel gelauntes Hallo,

zunächst stand ein Stündchen kratzen, schleifen und frickeln auf dem Programm. Ich hab mit 800er Schleifpapier und verschiedenen feinsten Skalpellklingen so lange am Abtriebszahnrad rum-seziert, bis das Ruckeln entfernt war. Anschließend lief der Antrieb immer sauber an. Allerdings bereits als loses Modul äußerst ruppig.
Dennoch folgte der Einbau in den Rumpf mit provisorscher Verdrahtung:

Na gut - es gibt auch was Positives: Die Elektronik, insbesondere der Fahrtregler, klappt einwandfrei.
Der Rest ist Oberkäse.
Auch wenn diese zweite Version gegenüber der ersten um ein Vielfaches besser ist - es reicht einfach nicht.
Weder das Antriebsritzel, noch das Abtriebsritzel sitzen sauber genug zentrisch auf ihren Achsen. Alles "eiert" irgendwie vor sich hin. Die Trommel mit dem Neodym-Magneten im Inneren läuft zwar schon halbwegs rund, ist aber auch noch von einer wirklich guten Lagerung weit entfernt.
Die ernüchternde Erkenntnis: mit meinen Mitteln / Fähigkeiten reichts offenbar nicht, um die erforderliche Präzision hinzubekommen.
Der Antrieb läuft zwar - erzeugt aber reichlich Mikro-Vibrationen. Demzufolge hört sich das Schiff mit der fantatsischen Lautsprechermembran namens Rumpfschale fürchterlich an.
Ich bin mir auch sicher, dass ein Großteil der möglichen Motordrehzahl durch Reibung verloren geht.
Ende vom Lied: im Tupperwaredosensee dreht sich die kleine Marwede gaaaaaanz sachte entsprechend Drehrichtung des Bugstrahlruders. Aber kein Vergleich zu den damaligen Versuchen mit losem Rotor im Wasserbad. Grob geschätzt bräuchte ich etwa eine Stunde für eine volle Rumpfdrehung bei absoluter Windstille. So wird das alles nichts.

Ihr merkt schon - da dominiert ein wenig der Frust in meinem heutigen Bericht. Aber so schnell geb ich nicht auf. Es gibt bereits eine neue Idee - noch einfacher, ganz ohne Untersetzungen etc. Dies gibt den ersten Bettelauftrag an Martin als Großmeister allen sich Drehendens...

Jetz gebe ich mir erstmal die Kanne,
Gruß,
Johannes

@ Lars:
Dank Dir für Dein Mitdenken und Deinen Vorschlag. Ich hatte damals nach dem ersten Flop auch an einen 90° Antrieb mit zwei Kegelrädern oder Schnecke gedacht.
Das Dumme ist nur: Zum einen liegen die kleinsten käuflichen Kegelräder noch immer bei 4 mm und zum anderen haben diese Mikromotoren derart wenig Drehmoment, dass der Kegeltrieb noch schlechter dasteht als eine Zahnraduntersetzung. Und die Einflüsse ungenauer Passungen / Zentrierungen sind die gleichen wie zuvor.