präzisionsarbeit nur mit schrittmotor?

[crusader]

Hi,
ich möchte nen Roboter bauen, der sich mal im Raum orientieren soll.
Hierzu ist eine genaue Positionierung und eine möglichst geringe Abweichung beim fahren, sowohl geradeaus, wie auch 90 grad kurven erforderlich.
Sehe ich das richtig, das ich sowas nur/am besten mit Schrittmotoren realisiere??

Thx for response

[Frank]

Es ist auf jeden Fall mit Schrittmotor etwas einfacher

[crusader]

Das Problem ist, das das Ding mit Schrittmotoren nicht wirklich schnell ist.
Zum einen kann ich nicht auf höchster Geschwindigkeit anfahren, da die Massenträgheit des Roboters wohl zu groß ist, also beschleunige ich in 3 Stufen... und dann ist der immer noch nicht wirklich schnell...

[nux]

wie währe es einfach eine Achse mit einem Differenzial einzubauen.
Dann ganz normal mit 2 Motoren antreiben. Dann am Zahnrad des Differentials die Umdrehungen messen. So kannste sagen, in welche Richtung sich der ganze Kasten bewegt.
Ist zwar eine Tüftelarbeit, funktioniert aber.

grüße
nux

[Manf]

wie währe es einfach eine Achse mit einem Differenzial einzubauen. Dann ganz normal mit 2 Motoren antreiben. Wie ist das gemeint?
Grundsätzlich kann man von jedem Rad die Bewegung mechanisch abnehmen und in einem Differenzial zusammenführen. Am Differenzial kann man die Geschwindigkeit messen, die die Differenz der Radgeschwindigkeiten entspricht.
Die Operation bedeutet aber einen mechanischen Subtrahierer aufzubauen. Das müßte doch elektronisch einfacher gehen wenn man die Drehwinkel der Räder ohnehin im Controller verarbeitet.
Manfred

[crusader]

Wie bitte schön soll ich denn die Umdrehung wirklich Präzise messen?
Mit ner Gabellichtschranke???
Der Roboter ist nur nen bisschen Größer als ne 50er CD Spindel... also viel mechanisches Gedöns Möchte ich da nicht noch einbauen müssen.
Und außerdem sollte er wirklich exakt gerade aus fahren und drehungen machen... Abweichungen von mehreren Grad, und das Projekt ist zum Scheitern verurteilt...
Hier mal nen pic ...

cya

[Manf]

Solange man davon ausgehen kann, daß die Räder nicht an Teppichkanten oder auf einem Teppich rutschen ist die Lösung mit Schrittmotoren einigermaßen übersichtlich.
Kannst Du noch angeben was für Schrittmotoren eingesetzt werden (sollen?) und wieviel der Roboter wiegt, damit man Erfahrungswerte vergleichen kann, wie schnell der Roboter fahren sollte.
Manfred

[crusader]

Kann ich gerne machen... Bin aber erst morgen wieder an der FH, weil ich das Ding als Diplomarbeit baue... der bekommt noch Abstandssensoren, und sobald er Hindernissen ausweichen kann, soll er sich im Raum orientieren können... vielleicht mit Ultraschallbojen... bin mir noch net sicher...

[crusader]

Und die vorgabe ist so, das er sich nur auf Glatten Böden bewegt...
wenn Ihr da noch ne Idee bezüglich der Räder habt...

[Frank]

Hi,

wie schwer ist er denn eigentlich und wie stark sind deine Schrittmotoren?
Wenn du oben dünneres Brett ode rKunststoff nimmst kannst du schon wieder einiges an Gramm einsparen.
Aber stimmt natürlich, bei Schrittmotoren die die Geschwindigkeit nach oben begrenzt. Sinnvoll ist da auf jeden Fall ein etwas stärkerer Schrittmotor mit Stromregelung (L297), sonst kommt nicht viel an Leistung rum.

Ein Vorteil von Schrittmotoren, der oft garnicht genannt wird, ist der das diese Motoren in de rRegel eine viel geringere Einbautiefe haben als Getriebemotoren. Beim Direktantrieb würde ein Bot mit Getriebemotoren deutlich breiter! Sollte man auch bedenken

[Manf]

Die Räder sehen ganz gut aus. Die Reifen sind recht schmal, ganz gut für sauberen Kontakt auf glattem festen Boden, man könnte sie vielleicht beim Parken entlasten, damit sie keine flachen Stellen bekommen.

Hast Du die Motoren schon, sonst kann man ja noch mal den verfügbaren Platz betrachten.

(Einen IR Empfänger TSOP17xx habe ich sonst noch gesehen, keine Sensoren aber ein paar Montage-Bohrungen oben in der Holzplatte, 36mm Abstand für Sharp GP2D12?, vielleicht ein bischen hoch für Abstandssensoren?.)
Manfred

[crusader]

Ich habe das Ding so übernommen, mit den Motoren und der Holzplatte..
Muss mal schauen, was da für Scrittmotoren dran sind, die Gruppe vor mir hat sich nicht viele Gedanken gemacht, was man alleine schon daran erkennt, 2 Abstandssensoren im Winkel von 45 Grad zu befestigen... ist schon geschickt, nen Signal auf den Weg zu schicken, ohne es wieder einfangen zu können... ;)

[crusader]

Schrittmotor: Schrittwinkel 1.8deg, 2.5W, 40mm,5V,0.5A 70mNm
RS Best.-Nr.: 440-420

Der gesamte Roboter wiegt z.Z. 1250g, wobei noch mind 50g hinzukommen (Sensoren...).
Die 6 Batterien wiegen 370g, ein Motor mit Rad 200g, die Bodenplatte aus Stahl 195g (Hier sind sicher noch 100g zu holen ;) ), die obere Holzplatte 93g.

[crusader]

So, wie siehts jetzt aus... irgendwelche vorschläge? Habe leider echt keine Ahnung, in wie weit der Motor geeignet ist. Treibe den auch nur ganz normal über ne Treiberstufe an, ohne Stromregelung... Habe auch nur 7,2V zur verfügung... Neue Batterien?

[Frank]

Hi,
ganz schlecht ist der Motor nicht, aber vielleicht doch etwas knapp bemessen. Übrigens die Wattzahl kann eigentlich nicht ganz stimmen. Wenn doch Strangstom bei 0,5A liegt, dann benötigt er ja 2,5W pro Strang. Also insgesamt dann 5W. Oder sehe ich das falsch?
Stromregelung bringt hier in der Tat nichts mehr, wenn du nur 7,2V zur Verfügung hast.
Du solltest dir mal die 1,9V Motoren hier anschaun http://www.robotikhardware.de/schrittmotoren.html , die hab ich mir zugelegt weil die guten Eindruck machen. In Verbindung mit einer Stromreglung (z.B. L297/298) sollten die deutlich mehr Power bieten.
Leider hat die L297/L298 Schaltung den Nachteil, das der Ruhestrom etwas hoch ist, daher kann das RNBFRA Board die Endstufe auch komplett abschalten. Ich bastle noch an einer alternativen Ansteuerung die einfach, günstig und vielseitig ist, aber das kann noch etwas dauern da ich derzeit ein wenig viel zu tun hab.

Gruß Frank

[crusader]

Hmm, müssten eigentlich bie 5V und 0,5A auch 5Watt sein... Hab halt nur aufgeführt, was bei RS im Datenblatt steht. Woran macht man bei Schrittmotoren eigentlich die Kraft fest?? an der Leistung? Was anderes hat man ja meist kaum, außer dem Haltedrehmoment... weder U/min, noch Drehmoment wie bei "normalen" Motoren... deswegen finde ich es auch was schwer die Räder zu dimensionieren... würde gerne mal die von Conrad ausprobieren, die Ihr hier im Forum auch vorgeschlagen habt ->
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=1595

[Frank]

Die Haltekraft ist schon das entscheidente. Das Drehmoment entspricht fast der Haltekraft, ist etwas geringer.
Wenn man Glück hat, dann findet man eine Kennlinie zum Motor. Aus der kann man sehen wie hoch das Drehmoment bei welcher Drehzahl und Spannung ist. Aber bei diesen günstigen Motoren unter 15 Euro findet man selten diese Kennlinien.

[crusader]

naja, die müssen ja net günstig sein... hab ein gar nicht sooo kleines budget dafür... also auch 50 euros und mehr sind nicht unbedingt das problem... wenn das preis/leistungs verhältnis stimmt. hab nur nicht lust, jeden monat neue motoren zu kaufen, weil die alten zu schwach waren.
kaum zu glauben, das nen 1,9v motor stärker sein soll als ein 5v motor.
bei rs kosten die, die ich habe auch um die 40 euros

[Frank]

Doch die sind stärker! Vergleiche doch mal das Haltemoment, ist doch angegeben.
Zudem wirkt hier die Stromregelung besonders gut. Denn je höher die Drehzahl, desto höher wird der Induktive Widerstand. Also schon bei geringer Drehzahl wird bei deinem 5V Motor nicht mehr der genannte Nennstrom fließen sondern nur noch ein Bruchteil.
Wenn man z.B. einen 1,9V Motor mit Stromregelung (bei L297 mit PWM) nutzt, dann hat man noch einiges an Reserve um den Strom zu erhöhen. Das bedeutet bei geringer Drehzahl wird die Steuerung den Motor nur mit 2 bis 3V ansteuern. Wenn sich die Schrittzahl (also Geschwindigkeit) erhöht, dann wird automatisch die Spannung erhöht (bis zu deiner Batteriespannung) um den Strom und die Kraft konstant zu halten.
Diese Ansteuerung darfst du nicht unterschätzen. Solche 1,9V Motoren werden ja sogar in Fräsmaschinen benutzt, allerdings da nimmt man dann oft 20V und mehr zur Ansteuerung um noch mehr Reserve für die Stromregelung zu haben.
Also es ist schon wichtig das du Motoren mit niedriger Nennspannung nutzt.

[crusader]

danke für die prompte antwort...
werde nächste woche wohl mal 2 besorgen und dann schauen was geht.
werden uns sicher noch in dem ein oder anderen forum wiedersehen ;)