[DIY] 3KW Motion-Sim-Rig - Coming Soon

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User 15867

Public Release Ready

Wir haben für euch die Informationen in einem Wiki zusammengestellt.

https://github.com/SimFeedback/SimFeedback-AC-Servo/wiki

Dort findet ihr alle Informationen rund um das ganze Projekt: Bestell-Listen, Bauanleitungen, 3D-Druckdaten, ... und vieles Mehr.


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Auf dem Video ist der aktuelle Status (Ende April) zu sehen.
Ich denke das Projekt ist auf einem guten Weg, hat aber noch einen langen Weg vor sich.
Ab Minute 01:04 drehe ich den ingame Sound runter und spreche ein paar Worte um euch einen Lautstärkevergleich zu geben.

Viel Spaß damit und hinterlasst einen Kommentar oder Like/Dislike.


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Ich möchte euch hier mein neues Projekt vorstellen.
Es handelt sich dabei um einen Motion-Simulator, basierend auf vier DIY Aktuatoren, die mit 750 Watt Servo-Motoren angetrieben werden.

Das Projekt ist noch relativ Jung (ca. drei Monate Stand Ende April '18), daher kann ich euch noch kein fertiges Projekt präsentieren. Dafür kann ich euch an der Entstehungsgeschichte teilhaben lassen.

Angefangen hat alles mit der Idee einen eigenen Linearantrieb/Aktuator zu bauen. Motiviert durch die populären HyperAxis, die für mich aufgrund der Geräuschkulisse (Stepper typisch) und es Preises nicht in Frage kamen , habe ich angefangen zu recherchieren.

Einen guten Start habe ich in der DIY-CNC-Szene gefunden. Dort kommen viele unterschiedliche Linearsysteme zum Einsatz, die mir einen guten Überblick über die Unterschiedlichen Antriebsarten verschafft haben.
Die Szene hat auch in Sachen Motoren bereits eine längere Evolution durchlaufen. Angefangen von einfachen Stepper Motoren über Closed Loop Stepper (Stepper mit einem zusätzlichen Encoder für die Positionsbestimmung) bis hin zu Closed Loop Servo Systemen.

Durch einen Forumsbeitrag motiviert habe ich mir einen Closed Loop Servo (JMC iHSV57-30-18-36, 180W) gekauft und angefangen die Steuerung zu programmieren.

http://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?f=5&t=806&sid=271ecc06aecda4f6f0ad86bbf11a063a


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Zum Einsatz kam ein Arduino, als Controller. Die Ansteuerung erfolgte dann manuell über einen Joystick und anschließend über ein selbst geschriebenes Programm, was bereits bei den vorherigen Projekten im Einsatz war.
Bei der Steuerung konnte ich leider nicht auf bestehende Libraries zurückgreifen, da diese vor allen Dingen für die Stepper Steuerung gedacht und für den Servo schlicht zu langsam waren. Der Servo wird per PWM Impulsen mit 200kHz angesteuert. Dadurch war ich gezwungen mich noch tiefer in die Hardware nahe Programmierung einzuarbeiten als mir lieb war.

Hier ein paar Videos von den Anfängen. Da ich nur einen Motor hatte, musste ein Holzgestell als Ersatz herhalten.

Vorprogrammierte Bewegung über den kompletten Bereich:

Bewegungen aus einer Aufzeichnung einer Simulation

Leider waren diese Motoren nicht stark genug. Aus meinen Berechnungen wusste ich, dass die Motoren von der Kraft evtl. nicht ausreichen würden (1,5 Nm). Da die Servos aber kurzfristig sich um 300% überlasten lassen, war es mir einen Versuch Wert.
Ich denke dass die Kraft von drei dieser Motoren ausreichen würde um einen Seatmover zu bewegen, mein Ziel ist aber eine Plattform und so ging die Suche weiter.

To be continued ...


* 4x750W DIY Aktuator
* DIY Motion Controller


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Stay Tuned!
 
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User 15867

Aktuator Design

Dieses Thema interessiert die meisten bestimmt besonders.
Ich bin schon lange auf der Suche nach Alternativen zu kommerziell Aktuatoren.
Hauptsächlich aufgrund der Stepper-Technologie (Sound) und natürlich auch wegen den Preisen die dort aufgerufen werden.
Mein Design beruht auf Komponenten, die im freien Handel erhältlich sind.

Dank der DIY CNC- und 3D-Drucker-Szene sind diese Komponenten mittlerweile sehr günstig erhältlich.
Mast made in China, was aber sehr wahrscheinlich auch auf viele kommerziellen Produkte zutreffen wird.
Also auch hier design in Germany, made in China.

Es kommt ein Festlager zum Einsatz an dem eine Kugelumlaufspindel befestigt ist (1605).
Der Aktuator hat damit einen netto Weg von 110 mm, was in meinem Fall voll ausreichend ist.
Die Kugelumlaufmutter bewegt eine 30mm Hohlachse.

Das ganze Läuft in einem 100 mm Alu-Konstruktions-Profil, wobei die Kugelumlaufmutter von einer 3-D Druck-Konstruktion verdreh gesichert wird und als obere Abstützung und Führung dient.
Unten wird die Konstruktion über ein Kugelgleitlager geführt.

Motor- , Festlager- und Gleitlager-Halter sind alle 3-D gedruckt.
Die Druckzeit für vier Aktuatoren lag bei 170 Stunden, das sind über 7 Tage.

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3dprint03.jpg

Das ganze Design wurde komplett von mir mittels Fusion 360 entworfen.
Lediglich bei der Abstützung auf dem Boden habe ich mich an dem Design von D-Box orientiert.

Als Motor kommt ein Closed Loop AC-Servo mit 750Watt zum Einsatz.
Damit ist eine Theoretische Geschwindigkeit von 230 mm/sec möglich.
Mir reichen aktuell ca. 85 mm/sec, wie im aktuellen Video zu sehen ist.

Hier noch ein Bild zum besseren Verständnis.

aktuator einzelteile.jpg


Kosten

Die Materialkosten belaufen sich auf ca. 400,- Euro pro Aktuator.
Das ist natürlich nur die halbe Wahrheit, denn wie immer bei solchen Projekten steckt die Arbeit in den Entwicklungskosten, wie der Recherche und dem Design. Wenn man das hinzuzieht, dann liegt man weit über dem, was kommerzielle Aktuatoren kosten würden.
Hochwertigere Komponenten können den Preis stark ansteigen lassen (Kugelumlaufspindel, Gleitlager, Festlager, …).

Auf der anderen Seite: Orientiert man sich an dem was ich bisher bei den weit verbreiteten kommerziellen Aktuatoren gesehen habe, dann dürfte der Preis jedoch noch einmal deutlich sinken (kein Festlager, Trapezgewindespindel, Stepper-Motoren).

aktuator.jpg

rig01.jpg
 
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User 12473

Respekt Michael !



Du bist auch einer, der immer weiter macht !



Dein Pioniergeist gepaart mit Innovationwille und der sehr sauberen Umsetzung find ich aller Ehren wert !!!


experimentieren mal mit

Durch deine 750 Watt Motoren, solltest Du genügend Kraft zur Verfügung haben, um mit dem Schwerpunkt ein wenig
experimentieren zu können, ohne die Aktuatoren zu überfordern.
Durch verschieben der vorderen Aktuatoren, erreichst Du ein deutlich änderbares Gefühl des Vorderbaues
( Analogie zum Radstand )
Ich habe hier sehr viel experimentiert, bis ich hier eine gutes Gefühl für Formel sowie GT3 Fahrzeuge erreicht habe.



für den nächsten Ausbau kann und möchte ich Dir TL und e-Gurtstraffung empfehlen


viel Erfolg
 
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User 5295

Sieht Geil aus.

Wenn das einmal gepackt hat, ist es schwer loszukommen. Ist wie ein zweites Hobby neben dem Racen.
Zum Glück hat meine Regierung noch andere Bauprojekte für mich. Ich kann auch schlecht sagen kann ich nicht hab nur 2 linke Hände. :)

P.S.: Wann treffen wir uns mal in Köln?
 
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User 12216

Bin sehr gespannt auf die aktuatoren :D

Gesendet von meinem MI MAX 2 mit Tapatalk
 
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User 15867

Ich habe den ersten Post mit einer kurzen Entstehungsgeschichte und zwei Videos aktualisiert.

In den Videos ist zu hören, welche Geräusche entstehen.
Bei langsamen Bewegungen, wie im ersten Video sind sie fast geräuschlos.
Im zweiten Video hört man scharende Geräusche. Diese sind vor allen Dingen dem Kugel-Gleitlager geschuldet und dem Spindelantrieb, da eine Kugelumlaufspindel mit zunehmender Geschwindigkeit lauter wird.

Die Charakteristik hat sich auch mit den großen Servo-Motoren nicht geändert, da die Motoren praktisch geräuschlos arbeiten und ich den Antrieb vom Prinzip beibehalten habe.
 
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User 4652

Ich sage nur WOW ! Danke das du uns daran teil haben lässt 8o

Das sieht echt schon sehr gut aus finde ich.
 
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User 12216

Richtig stark. Vielen Dank fürs teilen.

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User 15867



Leider hat das Aufnehmen per GeForce capture nicht funktioniert (nur schwarzes Bild).
Vermutlich hängt das mit der Rift Nutzung zusammen. Ich habe den Sound darunter gelegt, passt glaube ich ganz gut.

Auf dem Video ist der aktuelle Status (Ende April) zu sehen.
Ich denke das Projekt ist auf einem guten Weg, hat aber noch einen langen Weg vor sich.
Ab Minute 01:04 drehe ich den ingame Sound runter und spreche ein paar Worte, um euch einen Lautstärkevergleich zu geben.

Die Pitch und Roll Effekte habe ich auf die tatsächlichen Gradzahlen eingestellt, das passt somit schon mal.
Somit sind z. B. 6% Steigung auch 6% im Simulator.
Der Rest ist erst mal nach Gefühl eingestellt.


Viel Spaß damit und hinterlasst einen Kommentar oder Like/Dislike.
 
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User 9849

Klasse Projekt!
Kannst du was zu den Kosten sagen, wenn man das ganze selbst baut?
 
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User 13610

Oha! Da bekommen man wider richtig Lust etwas zu machen...oder zu fahren! :) Ich hätte ja prinzipiell auch sehr grosses Interesse an einem motion Rig...

So eine Hausnummer in welche Richtung die Kosten gehen würde ich auch interessieren.
 
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User 12216

Ein Wahnsinnsprojekt, wirklich Klasse.
Ansteuern lassen sich die Motoren dann nur mit deiner selbst geschriebenen Software die J.R. auch benutzt, richtig?
Hast du den mechanischen Teil der aktuatoren selbst ausgetüftelt oder nach einer Anleitung gebaut?

Entschuldige wenn ich zu viel Frage, aber auch wenn ich momentan überhaupt keine Zeit zum Bauen habe, hast du mich total angefixt und heiß gemacht

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User 961

Ich durfte ja schon einmal probefahren und muss sagen das diese Teile einfach super sind. Die Motoren haben Leistung ohne Ende, die Lautstärke hält sich in Grenzen und kann je mehr man (Lagertechnisch) ausgibt auch noch weiter reduziert werden und sie sind nicht am Limit . Fahrgefühl war top, kenne ja auch Florentins Quattro Motion ... hier natürlich ohne Schlitten und TL.. aber super .
Preis Leistung: Ist top .. Hier sieht man mal wieder was jemand der programmieren kann in der Lage ist zu realisieren mit günstigen Teilen. Brutal.
Mit Teilen aus dem freien verkauf plus 3d Drucker ...
Aber hier wird Saxxon denk ich noch selbst schreiben wie was wo ....

Danke du jeck :)
 
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User 15116

Respekt, großes Kino. Sehr beeindruckend was im Hobbykeller möglich ist. Sollte man das nachbauen können wäre ich sofort dabei.
 
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User 15867

Hier ein Video mit Onboard Grafik und eingeblendetem Rig.
Bin mir nicht sicher, wie man es am besten darstellen kann, ist ein Versuch.

Wenn einer Tipps für eine Video-Einstellung hat, immer gerne.

 
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