Pfaff 130 mit BLDC Rucksackmotor

[Flickflak]

Ja, ich habe auch ein bisschen mit einem Arduino Nano und der älteren Version mit 328-Prozessor herumgespielt. Ich habe ihn auch zur aktiven Regelung eines Gleichstrommotors verwendet und musste daher etwas vorsichtig sein, um nicht zu viel Rechenzeit anderweitig zu verbrauchen.

Deshalb habe ich Teile einer Parabel anstelle einer Gammafunktion verwendet, um eine Übertragungsfunktion zu bilden. Dadurch erreichte ich eine Rechenzeit von 7 Mikrosekunden. Außerdem habe ich den Pedaldruck alle 10 ms gemessen. Wenn man den Prozessor aber nicht für zeitkritische Zwecke nutzt, ist eine Gammafunktion durchaus geeignet.

Bei einer Parabel habe ich eine Regelkonstante, nämlich das Verhältnis zwischen der Steigung am Ende und am Anfang des verwendeten Parabelteils. Ich habe sie konstant auf 20 gewählt. Sie wird im Programm, wie andere Details auch, konstant gewählt.

Vor etwa zwei Jahren habe ich mir verschiedene Zahnriementypen, ihre Preise und die Verfügbarkeit von Riemenscheiben angesehen. Und ich habe mich letztendlich für GT2 oder HTD-3M und nicht für XL entschieden. Ich habe GT2 und HTD-3M ausprobiert und bevorzuge jetzt HTD-3M. SPD/SI hatte damals eine recht gute PDF-Konstruktionsanleitung für Riemenantriebe erstellt, die ich aber leider nicht mehr auf ihrer Website finden kann. Ich kann sie gerne hochladen, falls Interesse besteht. Ich glaube aber trotzdem, dass man mit HTD-3M für eine Pfaff 130 nichts falsch machen kann.

Ich habe es für eine Pfaff 230 verwendet, wo es hier ein Video gibt: https://www.youtube.com/watch?v=w9AfNjH3q4Y

Um einen so großen Geschwindigkeitsbereich wie hier (1:600) zu erreichen, müssen sowohl das Pedal als auch die Steuerung optimiert werden. Mein Ziel war es, einen sehr großen Geschwindigkeitsbereich zu erreichen. Die meisten Nähmaschinennutzer werden das wahrscheinlich nicht für nötig halten und mit weniger auskommen. Ich finde es jedoch ein bisschen Luxus.

Grüß, Viggo

[Clemens_L]

Vielen Dank euch nochmal für den Input! ich warte noch auf die Lieferung der Teile und dann mache ich mich ans Werk. Ich bin gespannt, wie weit ich dann komme.

Sehr fein und Danke fürs zeigen!

Die Fotos oben sind gar nicht von mir. Das ist das Projekt von Anselm. Aber du hast Recht, das Netzteil würde ich eventuell noch ein bisschen abschirmen, bevor da irgendetwas reinfällt

Viele Grüße, Clemens

[Clemens_L]

So, nach einiger Bastelei hab ich jetzt auch eine funktionierende 130 mit Nadelpositionierung. Hier mal ein paar Bilder vom fertigen Teil. Vielen Dank ans Forum für die Inspiration und das viele Know-How!
Viele Grüße, Clemens

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[Eicher]

Gefällt

[Tom Buzzard]

Hallo,

wie in meiner Vorstellung angekündigt, möchte ich über die Motorisierung einer Pfaff 130 berichten. Das ist kein neues Thema, die Informationen finden sich alle schon hier im Forum. Aber für mich war es die erste Arbeit an einer Nähmaschine und der erste Kontakt mit einem modernen BLDC Motor.

Ausgangspunkt war der Wunsch meiner erwachsenen Tochter nach einer stabilen Nähmaschine, die auch für leichte Lederarbeiten taugen sollte. Ihre in die Jahre gekommene "Kindernähmaschine" ist dafür nicht stabil genug.
Ich habe etwas im Internet - besonders in diesem Forum - gelesen und mich dann entschieden, es mit einer Pfaff 130-6 zu versuchen. Ich konnte 2 Stück mit Tisch und Zubehör für je 30 € kaufen. Die ältere Maschine hat die Seriennummer 3745510 und dürfte damit aus dem Jahr 1942 stammen. Sie war bis vor 5 Jahren bei einer sehr alten Dame in Benutzung, wirkt gut gepflegt und völlig leichtgängig. Die andere Maschine mit Seriennummer 5213569 (Baujahr vermutlich 1954) wurde nach Angaben des Verkäufers schon vor Jahrzehnten durch eine modernere Maschine ersetzt und seither nicht mehr verwendet. Sie ist gleichmäßig schwergängig, vermutlich ist nur das Öl verharzt. Auf dem Maschinentisch sind Wasserflecke, vermutlich von Topfpflanzen. ich habe mich dann entschieden, zunächst die ältere Maschine zu verwenden und die andere als möglichen Ersatzteilspender ins Regal zu stellen. Falls die ältere Maschine Probleme macht, dann kann man die Rollen natürlich tauschen.

Hier im Forum gibt es mehrere Threads über die Vorzüge von BLDC-Motoren, etwa 10817, 11286 oder 11685. Deren Autoren gebührt mein herzlicher Dank. Aufgrund der dort geschilderten Erfahrungen habe ich mich für folgende Komponenten entschieden:

1. Motor: ACT Motor 42BLF 03, gekauft bei https://www.ebay.de/usr/actmotorgmbh. Das ist ein 24V BLDC-Motor mit Hall-Sensoren, Baugröße NEMA-17 und 78W Wellenleistung bei 4000 RPM.
2. Keilriemen: DIN 2215 Y/6 x 335 mm Li in gezahnter Ausführung. Die Breite ergibt sich aus der Rille an der Pfaff für den Lederriemen. Die Länge geht gerade so über das Handrad.
3. Keilriemenscheibe am Motor: Stahl, selbst gefertigt, Zeichnung anliegend. Ich habe geschaut, wie eng ich den Keilriemen biegen kann. Das waren ungefähr 18mm Außendurchmesser. Dementsprechend hab ich die Scheibe konstruiert. Das ist deutlich kleiner als der von der Norm empfohlene Mindestdurchmesser von 28mm. Probleme erwarte ich nicht, da die Maschine ja nur selten läuft und da der Riemen innen gezahnt und damit biegsamer ist, als es die Norm erwartet. Natürlich hab ich versucht, eine vergleichbar kleine Riemenscheibe zu kaufen, aber ich habe nichts passendes gefunden.
4. Motorhalter: 3D-Druck aus PLA, Step-File anliegend. Zur mechanischen Befestigung ist nicht viel zu sagen. Ist eine einfache Platte mit den passenden Bohrungen, einem Langloch und einer Führungsnut.
5. Schraube zum Anschrauben an die Pfaff 130: Sonderschraube auf der Drehmaschine hergestellt, Außendurchmesser 6,0mm, 20 Gänge je Zoll, Flankenwinkel 60°. Ich weiß nicht sicher, ob 60° richtig ist, ich hatte den 60° Drehmeißel gerade zur Hand. Es könnten auch 56° sein. Wenn man keine Drehmaschine mit Leitspindel zur Hand hat, dann besorge man sich einen UNC 1/4" 20TPI Gewindebohrer, schneide das Gewinde nach und verwende eine entsprechende Schraube.
6. Kontroller für Motor: 400W DC9V-60V BLDC 3 Phase DC Brushless Motor Controller PWM Hall Motor Control von https://www.ebay.de/usr/efrzhao6 . Es gibt diese Kontroller von ganz vielen Anbietern. Wichtig ist der 5V Ausgang.
7. Netzteil: 300W 24V LED Netzteil von https://www.ebay.de/usr/zf304160642-1 Solche Netzteile gibt es massenhaft. Man achte auf das CE-Kennzeichen.
8. Anlasserpedal: Fussanlasser Art.N. LVGU von https://www.ebay.de/usr/naehshop. Ich habe das Pedal heftig umgebaut. Auswahlkriterien für das Pedal waren der Preis und, dass es erkennbar ein Poti enthielt. Sehr wahrscheinlich wäre eine mechanisch bessere Ausführung sinnvoller gewesen.
9. Gehäuse: Schweißkonstruktion aus Altteilen: die Bodenplatte war mal der Träger für die Rollen eines Rollcontainers, das Lochblech stammt von einem durchgebrannten Elektroradiator und dann noch ein paar Blechreste.
10. Stecker: Motor D-SUB 9 polig, Anforderungsstufe 2 gemäß CECC 75 301-802, Pedal DIN-3 mit Verschraubung, Netzstecker mit Schalter und Kontrolleuchte.

Zum Anlasserpedal. Das elektronische Innenleben des Pedals habe ich bis auf das Schiebepoti und 2 Kondensatoren (C1 und C2) entfernt. Das Schiebepoti hat einen Widerstand von etwa 500k. Die Eingangsimpedanz des Motorkontrollers beträgt nach meiner Messung aber nur 10k. Das passt nicht gut zusammen, es braucht eine Anpassung. Außerdem wollte ich gerne die Kennlinie des Pedals einstellbar nichtlinear machen. Die Schaltung sieht so aus:Anlasserpedal.png
Das Trimmpoti R1 sorgt dafür, dass die Eingangsspannung des Operationsverstärkers nicht linear von der Stellung Pedals abhängt. Am Anfang steigt die Spannung langsamer an, dann schneller. Hat etwa R1 25% vom Widerstand des Schiebepotis, so ergibt sich folgende Kennlinie:
Kennlienie 25%.png
Das schaut ganz sinnvoll aus.

Die Qualität des Motorkontrollers ist fragwürdig, jedenfalls erzeugt er ganz heftige Rückwirkungen in den analogen Eingang. Schließt man dort direkt ein Poti an, macht das natürlich nichts aus. Der Operationsverstärker - ein Rail-2-Rail Typ - mag sowas nicht gerne. Und die Kapazität des geschirmten Kabels mag er auch nicht. Schwingungen sind die Folge, wenn man sie nicht durch eine entsprechende Beschaltung (R2 - R4, C3, C4) unterdrückt. Woher ich das weiß? Ich hab die Schaltung 4mal aufgebaut. Fertig sieht das so aus:20250520_223432-zugeschnitten.jpg
Von der originalen Schaltung sind nur noch die beiden gelben Kondensatoren C1 und C2 sowie das Schiebepoti übrig. Die originale Schaltung enthielt bereits ein Trimmpoti aber mit einem anderen Wert. die übrigen neuen Bauelemente sitzen auf einer kleinen Lochrasterplatine.

Zum Gehäuse: es soll alles möglichst unauffällig an die Rückseite des Nähmaschinentischchens. Daher heißt die Devise "lang und dünn". Ich hab in meiner Altmetallsammlung noch ein passendes Blech für die Grundplatte gefunden und eine Schweißkonstruktion gemacht.
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Von links nach rechts sieht man die Stecker für Motor und Anlasser, den Motorkontroller, das Netzteil und die Zugentlastung für das Netzkabel. Das Lochblech für den Deckel stammt von einem alten Elektroradiator.

Fertig montiert sieht es dann so aus.


(Das Lampenkabel bleibt natürlich nicht da. Ich hab das Foto unmittelbar nach der Befestigung des Netzteils gemacht und da ging mir das Kabel im Weg um.)

Inzwischen hab ich auch ein paar Nähversuche gemacht. Der Motor ist gut kontrollierbar und die Kraft reicht auch bei dickem Material.

Ein Problem gibt es: die Maschine lässt bei dickem Material Stiche aus. Das kann natürlich gut daran liegen, dass die Nadel alt ist oder nicht zum Faden passt. Es ist immer noch die selbe Nadel, die in der Maschine steckte, als ich sie gekauft hab.

Viele Grüße
Anselm

Schon klasse,... schier unbezahlbar,.. so einen hilfsbereiten Begabten zu haben,... nicht nur in der Familie... auch Nachbarn, Vereinskollegen Arbeitgeber und Kollegen.... .. .. Allerdings gewöhnt sich jeder gerne an solchen sensationellen Komfort..

In dem Sinne.... "Holla die Waldfee"

Gruß vom Tom