Innovative Antriebsregelung für BLDC Motoren
Einfach losfahren und gewinnen: Die Systemtechnik LEBER GmbH ( www.leber-ingenieure.de), ein führender Anbieter von Lösungen im Bereich Elektronik und Stromversorgungen, hat für die Endor AG unter anderem die Antriebsregelung für den Direct Drive Motor ihrer neuen Force Feedback Produktreihe „Podium Wheel Base“ entwickelt. Diese hebt nach Angaben Endors den Realismus bei der Nutzung von Gaming-Lenkrädern auf ein neues Level – denn der Spieler erhält durch die neue Direct Drive Technologie, bei der das Lenkrad direkt auf der Achse des Motors sitzt, bei Rennspielen zukünftig ein intensiveres Fahrerlebnis. Die besondere Herausforderung des Projekts stellte die Softwareentwicklung da, die in enger Absprache mit FANATEC Plattform-Partnern wie Sony oder Microsoft erfolgte. Auf diese Weise sollte sichergestellt werden, dass die Podium Produktreihe mit sämtlichen PC, PS4 und Xbox One Endgeräten kompatibel ist und einfach per Plug & Play anschließbar ist.
Dabei übernahmen die LEBER Ingenieure sowohl die Entwicklung der kompletten Elektronik als auch die der benötigten Software, denn als Brainfactory liegt der Fokus der Endor AG im Kreativbereich. Dazu Endor Projektmanager Peter Zollner: „Unsere eigene Entwicklungsabteilung ist noch sehr klein. Deshalb arbeiten wir im Bereich Entwicklung und Prototypenbau mit spezialisierten Technologiepartnern zusammen – vorzugsweise aus Deutschland. LEBER hat ein junges und hungriges Entwicklerteam, das uns immer wieder neue Impulse gibt. Das ist wichtig für künftige Konzepte“. Und weiter: „Dank des zielgenauen LEBER Systems Engineerings können wir heute unseren Kunden eine absolut revolutionäre Produktreihe anbieten – und das im geplanten zeitlichen und budgetären Rahmen.“
Komplexer Algorithmus regelt zahlreiche Parameter
Kernstück des Entwicklungsprojekts ist der Outrunner- bzw. Direct Drive Motor – ein speziell für SimRacing entwickelter Motor, auf dem das Gaming-Lenkrad direkt aufgesetzt wird. Er simuliert die Gegenkräfte beim Fahren und ist damit für das sogenannte haptische Force Feedback zuständig bzw. für die Rückmeldung von Kraft, die im Computerspiel durch bestimmte Ereignisse ausgelöst wird.
Die hierfür benötigte Motoransteuerung entwickelte Systemtechnik LEBER ( www.leber-ingenieure.de) in intensiver und direkter Zusammenarbeit mit den Projektverantwortlichen bei Endor und nach deren Vorgaben. Ebenso wie die dazugehörige Firmware: eine feldorientierte Regelung (FOC), die in der Lage ist, eine Vielzahl der vom Spiel ausgegebenen Parameter – wie beispielsweise Reibung oder Feder- und Dämpfereffekte – in realistische Bewegungen am Lenkrad umzusetzen.
Erzeugt wird das Force Feedback durch Einsatz eines Permanentmagnet-Synchronmotors (PMSM), der von Endor speziell für diesen Anwendungsfall konzipiert und entwickelt worden war. Die wichtigsten Anforderungen an das mechatronische System waren das Erreichen eines relativ hohen Drehmoments von bis zu 25 Nm, eine hohe Drehwinkelauflösung und der sehr geringe Drehmoment-Ripple. LEBER entwickelte auch hierfür einen speziellen Algorithmus: Das sogenannte Cogging, das den Drehmomentverlauf während der Rotation glättet.
Kontaktlose Energie- und Datenübertragung
Zusätzlich setzte das fränkische Ingenieursteam eine kontaktlose Technologie zur Energie- und Datenübertragung auf – unter anderem zur Energieversorgung des Lenkrads mit bis zu 15 kW. Die Datenübertragung erfolgt über infrarotes Licht: allein über diese Schnittstelle werden alle Informationen zwischen Basis und Lenkrad ausgetauscht.
Ergebnis der Zusammenarbeit: Da Hardware- und Firmware-Infrastruktur modular aufgebaut wurden, ist der neue Direct Drive Motor nicht nur mit den bestehenden und künftigen Spielekonsolen der Lizenzpartner kompatibel, sondern auch mit dem kompletten FANATEC Ecosystem. Dazu Endor Projektmanager Peter Zollner: „Deshalb und vor allem wegen der unschlagbar guten Rückmeldeeigenschaften wird unser Lenkrad unter Gamern schon jetzt als das Beste auf dem Markt gehandelt“.
Die Systemtechnik LEBER ist ein führender Anbieter von Lösungen im Bereich Antriebstechnik, Digitalelektronik, Feldbus- und Kommunikationstechnik, Leistungselektronik und individueller Stromversorgungen sowie Leistungsstellern. Für namhafte Hersteller aus Medizintechnik, Luftfahrt und industrieller Automatisierung sowie der Automotive und Consumer Electronics Branche entwickelt das fränkische Unternehmen Konzepte sowie Elektronik, Hard- und Software mit einem festen und erfahrenen Ingenieurstamm inhouse und leistet Unterstützung in allen Phasen der Produktentwicklung – vom Prototypenbau bis hin zur Serieneinführung. Zu den bekanntesten Kunden der Leber zählen VW, Siemens und Airbus. Systemtechnik LEBER GmbH & Co. KG ist ein Unternehmen der BURGER GROUP.
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