Der Encoder ist das Sinnesorgan des Servoantriebs: Ohne ihn weiß der Antrieb nicht, wo sein Rotor steht. Dieser Beitrag zeigt, welche Größen der Encoder zurückmeldet, worin sich Inkremental- und Absolutgeber für den Antrieb unterscheiden, warum ein Servo den Kommutierungswinkel braucht und wie die Rückführung den Regelkreis schließt. Mit Rechenbeispielen und Praxisbezug aus der Antriebstechnik.
Ein Servoantrieb regelt nicht eine, sondern drei verschachtelte Größen: Strom, Drehzahl und Lage. Dieser Beitrag zeigt Schritt für Schritt, wie die Kaskade aufgebaut ist, warum der innere Kreis schnell und der äußere langsam geregelt wird und welche Aufgabe jeder Kreis übernimmt. Außerdem klärt er, was Schleppfehler, Kv-Faktor und Vorsteuerung bedeuten — die Begriffe, an denen bei der Inbetriebnahme einer Servoachse justiert wird.
Ein Schrittmotor dreht in festen Winkelschritten und positioniert dadurch genau, ganz ohne Lagesensor. Dieser Beitrag zeigt, wie die schrittweise Drehung im Stator entsteht, worin sich Permanentmagnet-, Reluktanz- und Hybridmotor unterscheiden und wie man sie über Voll-, Halb- und Mikroschritt ansteuert. Dazu kommen die Schrittwinkel-Berechnung, das Drehmomentverhalten bei steigender Drehzahl und praktische Tipps, wie man Schrittverluste in 3D-Druckern und CNC-Maschinen vermeidet.
Wie wird aus einer Drehbewegung eine kontrollierte gerade Bewegung? Dieser Beitrag erklärt die drei Grundprinzipien Spindel, Zahnriemen und Linearmotor – von der Funktionsweise über die Berechnung von Vorschubgeschwindigkeit, Verfahrzeit und Kraft bis hin zur Auswahl des passenden Antriebs. Inklusive interaktiver Rechner und einer übersichtlichen Vergleichstabelle für die richtige Entscheidung im konkreten Anwendungsfall.
Signale sind die elektrische Sprache von Sensoren und Steuerungen. Analoge Signale verlaufen kontinuierlich, digitale arbeiten in klaren Stufen — beide haben eigene Stärken. Dieser Beitrag zeigt den Unterschied, erklärt Abtastung, Quantisierung und das Abtasttheorem und ordnet die Industrie-Normsignale 24 V, 0–10 V sowie die 4–20-mA-Stromschleife mit ihrem Trick zur Drahtbrucherkennung in den praktischen Alltag der Mechatronik ein.
Computer und SPS kennen intern nur Nullen und Einsen. Damit daraus Adressen, Messwerte und ganze Programme werden, braucht es passende Zahlensysteme. Dieser Beitrag erklärt Binär, Hexadezimal und BCD von Grund auf, zeigt die Umrechnungen zwischen ihnen, führt die binäre Addition vor und das Zweierkomplement für negative Zahlen — mit Praxisbezug zu SPS und Anzeigen.
Die Boolesche Algebra ist die mathematische Grundlage hinter jeder digitalen Schaltung und jeder SPS-Verknüpfung. Dieser Beitrag erklärt die Grundverknüpfungen UND, ODER und NICHT, die wichtigsten Rechenregeln, die De-Morgan-Gesetze sowie das algebraische Vereinfachen von Ausdrücken. Außerdem werden die Disjunktive und Konjunktive Normalform aus der Wahrheitstabelle abgeleitet. Praxisbeispiele aus der Schaltalgebra und SPS-Verknüpfungen runden den Beitrag ab.
Logikgatter sind die elektronischen Bausteine jeder digitalen Schaltung. In diesem Beitrag lernst du die sechs Grundgatter AND, OR, NOT, NAND, NOR und XOR mit ihren Schaltsymbolen nach IEC 60617 und Wahrheitstabellen kennen. Praxisbeispiele aus der Industrie zeigen typische Anwendungen, und das Konzept der Universalgatter verdeutlicht, warum NAND und NOR in der Chipfertigung dominieren.
Wahrheitstabellen beschreiben logische Funktionen vollständig. Das KV-Diagramm macht daraus mit ein paar Regeln die kürzestmögliche Schaltung – weniger Gatter, übersichtlicherer Code, weniger Fehlerquellen. Du lernst, wie du Wahrheitstabellen aufstellst, die disjunktive Normalform ableitest und mit dem KV-Diagramm minimierst, einschließlich Gray-Code, Blockbildung, Randwicklung und Don’t-Care-Belegungen. Mit konkreten Beispielen und Übungsaufgaben aus der Praxis.
