Erster Roboter als Lernobjekt

[waldwichtel]

Nachdem ich mir schon die ersten Hilfestellungen hier im Forum abgeholt habe will ich Euch nun mein Projekt genauer vorstellen. Im Anhang ha ich eine grobe Zeichnung wie der Bot aufgebaut sein soll.
Als Grundplatte dient eine Cd, an der die Seiten abgeflacht sind. an diese Stellen kommen die Räder. Gestrichelt dargestellt sind die beiden kleinen Motoren. Vorne die Gelben kästen sollen 3 Abstandssensoren darstellen die Objekte erkennen die sich im Weg befinden. Diesen soll der Bot später automatisch ausweichen.
Das Borad selber soll mit ein Paar Abstandshalter etwas höher montiert werden.

Jetzt zu meinen Problemen und noch offenen Fragen:

1. Das ist der erste Schaltplan den ich in der Form erstellt habe. Ich denk mal er wird deshalb nicht gerade perfekt sein. Bitte könnt ihr ihn mal anschaun und mir sagen was noch zu verbessern wäre.

2. Ich hab die Motorsteuerung jetzt mal auf eine Extraplatine gebaut. Der Grund dafür ist das ich das Board zum Anfang erst mal einfach und übersichtlich, und auch klein halten will. Macht das Sinn?

3. Der Bot wird nicht sehr schwer. Wo bekomm ich kleine Motoren her, die nicht zu teuer sind. Die Grösse sollte nicht gösser als 30mmx20mm sein.
Also irgend was in die Richtung.

4. Lohnt es sich eine Platine anzufertigen /lasen, oder soll ich auf Lochrasterplatten bauen? Ich hab mit Platinen noch keine Erfahrung. Löten kann ich ganz gut.

5. Die Sensoren hab ich jetzt noch nicht im Schaltplan dabei. Das kommt daher das ich mir nicht sicher bin was für Sensoren hier gut sind. Sharpsensoren sind fertig so teuer. ICh hab gesehen man kann die IR-Diode und den empfänger auch selber bauen. Hab ihr mir hier einen Schaltplan dafür? Daraus ergibt sich dann auch die Ansteuerung.

Das ist erst mal der Anfang. Ich freu mich über jede Anregung zu evtl. Erweiterungen, Verbesserungen...

Gruss Wichtel

[HannoHupmann]

zu Punkt 4: Ich denke nicht das sich das anfertigen lassen lohnt. Meistens kostet eine Platine dann mit Versand und drum herum um die 20€ Sprich das lohnt sich nicht so richtig da man es auch fix mit Lochraster aufbauen kann.

zu Punkt 5: Sharps sind doch mit 12 € verhältnismässig günstig und du brauchst nur einen oder 2. Natürlich kann man sich sowas auch selber bauen, das ist aber bischen knifflig dann.

Für die Motoren nimm am besten billige Getriebemotoren bei Robotikhardware gibt es ein Modul mit 2 Motoren welches sich für kleine Roboter prima eignet.

[coCo]

Du kannst ja statt den Sharp Sensoren die hier nehmen: http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=71&products_id=115

Hab mich auch für die entschieden weil die so schön billig sind :D

EDIT: du müsstest noch ein Stützrad einplanen, weil dein Bot sonst nur 2 Räder hat und umkippen würde. ( http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=82&products_id=49 )

[mirage]

Einfache Abstandssensoren kann man auch selber bauen: http://www.thinkcool.ch/index.php?content=cgen;id=14;team=technik

[m.a.r.v.i.n]

Hi,

zu 1:

Die Motorsteuerung kann man noch optimieren:
* Die Motoren mit der geregelten Spannung zu versorgen ist nicht sehr sinnvoll. Besser direkt aus der ungeregelten Batteriespannung versorgen (Pin8 vom L293D). Die geregelte Spannung kommt zudem an Pin 16 vom L293D.
* Ein Inverterchip spendieren und schon hat man 2 Ports gespart. Außerdem schützt das den Motortreiber vor ungewollten Kurzschlüssen durch Programmierfehler.
* Nicht die A/D Ports für den Motortreiber verwenden. Die A/D Ports braucht man für Sensoren.
* Außerdem wirst du das PWM Signal ja nicht von Hand erzeugen wollen, sondern die PWM Funktion des Controllers nutzen (also Port PD4, PD5).

Motorcontroller Bild (http://wiki.ctbot.de/images/L293d_schem2.png)

Bei der Controllerschaltung beachten:
* 5V als Eingangsspannung für den Linearregler ist zu wenig. Besser 6V (d.h. mind. 4 Mignon Batterien, oder 5 Mignon Akkus).
* Abblockkondensatoren 100nF am Mikrocontroller und MAX232 fehlen.
* Kondensatoren am Linearregler sollten ebenfalls 100nF betragen, nicht 22pF.

zu 2:
ja, kann man so machen. Genausogut kann der Motorregler auch auf der Controllerplatine sitzen. Man spart 2 Steckverbinder.

zu 3:

Günstige Motoren gibt es in der Größe genug. Allzu schwer (>500g) sollte der Bot dann aber nicht werden.


Das wird schon. Nur weiter so. :wink:

Gruß m.a.r.v.i.n

[waldwichtel]

Ok, ich bedank mich schonmal. Werde den Schaltplan jetzt überarbeiten und erneut hochladen.
Die Sache mit den Sensoren muus ich mir dann noch überlegen ob ich die selber bau oder kauf.

Noch ne Frage, wo muss am MAx232 der Kondensator den hin?

[waldwichtel]

Für die Sensoren hab ich jetzt ne Lösung:
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Sensorarten#Distanzsensor_IS471F

Nur noch eine Frage. Da reichen meine Elektronikkentnisse nicht ganz, was bedeutet dieses Gezackte im SChaltbild zwischen Vo und GLout?

[michaelb]

Hi,
das gezackte ist ein Widerstand. Ist ein anderes Zeichen für einen Widerstand statt dem Rechteck normalerweise. Außerdem ist der Widerstand zwischen Vcc und GLout wenn man die Pin Beschriftung anguckt.
Gruß Michi

[waldwichtel]

Danke ;)

Den Plan vom Controller hab ich jetzt überarbeitet. Die Motorsteuerung ist jetzt auch mit auf dem Controllerboard. Die Inverter sind möglichst einfach aufgebaut. Hatte keine Lust auf einen weiteren IC, braucht alles Platz. Ich hoffe die Wiederstände an den Invertern sind so ok. Hab die Werte aus einer Schaltung genommen die ich hier im Forum gefunden hab.
Der Controlelr hat am Versorgungsspannungspin jetzt auch einen Ausgleichskondensator. Wo Dieser beim Max232 hin muss is mir noch schleierhaft.

Die Sensoren (Nur noch 2 Stück) kommen auf jeweils eine eigene Platine. Seh ich das Rcihtig das der VOut Port des IS471F ein Digitales Signal liefert und ich deshalb den Analogport nich verwenden muss?

[m.a.r.v.i.n]

Wo Dieser beim Max232 hin muss is mir noch schleierhaft.
Zwischen Pin 16 (VCC) u. 15 (GND)

Seh ich das Rcihtig das der VOut Port des IS471F ein Digitales Signal liefert und ich deshalb den Analogport nich verwenden muss?
ja, der IS471F funktioniert als optischer Schalter (an oder aus).

Sieht doch schon ganz gut aus. Beim Inverter bin ich mir nicht ganz sicher wg. der Widerstandswerte.

Gruß m.a.r.v.i.n

[coCo]

Hi,
also ich glaub dein Schaltplan beim Max232 stimmt so. Sieht so aus wie hier: https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Bild:Avrtutorial_grundschaltung_max232.gif
Edit: Ach stimmt zw. Port 15 und 16 kommt ein Kondensator (hab marvins post net gesehn, weil ich das Browserfenster noch offen hatte und die Seite nicht aktualisiert hab)

Die Is471 liefern ein Digitales Signal, also 1 oder 0. Du brauchst die Pullupwiderstände nicht einschalten! Ich würde dir diesen Schaltplan für die IS471 empfehlen:
http://www.kreatives-chaos.com/bilder/schaltungen/is471_schaltplan.gif
Durch den Poti kannst du dann die Leuchtkraft der IR Led einstellen und somit den Bereich der "gescannt" wird.


EDIT 2: Grad gesehn dass bei dir die 2 Ports (GND und VCC) beim Max232 fehlen. Bei Eagle kannst du sie so anzeigen lassen: Auf den Button (Invoke) über den Textbutton klicken und im nächsten Fenster dann VCC und GND auswählen und platzieren.

MfG

[waldwichtel]

Also,
soweit bin ich jetzt klar wie der Bot werden soll. Ein Freund von mir kann mir die Räder für den Bot im Geschäft drehen und mir die Teile für das Fahrgestell zuschneiden. Ich wed jetzt mal ne genaue Zeichnung anfertigen und euch davor noch Zeigen.

Jetzt die Frage zu den Motoren. das Fahrgestell wird fast komplett aus Alu, d.h schön leicht. Ich rechne mal mit ca. 500g, mit Motoren und allem. Vielleicht ein bischen mehr.
Den Grundaufbau hab ich geändert. Es soll jetzt nur noch eine Wanne aus einem U-Profil sein, in dem die Mototen liegen und die 2 Achsen mit den Rädern antreiben. Ich will die Motorwelle mit Zahnrädern mit der Radachse verbinden. Also eine Art Getriebe konstruieren.
Und da kommt die Frage, was für einen Motot brauch ich? Er soll nicht zu gross sein, genug Drehmoment liefern um den Bot zu bewegen und möglicht günstig sein. Ich weis, das sind schon anforderungen, aber so wie ich euch kenn fällt euch was ein ;)

Die Zeichnung dazu werd ich gleich anfertigen und euch dann vorstellen. Ihr könnt aber trotzdem schon mal kräftig posten. Danke!

[coCo]

Du kannst dir RB35 Getriebemotoren kaufen. Da is das Getriebe schon integriert und du kannst die Räder direkt auf die Welle des Motors befestigen (eventuell mit einer kleinen Verlängerung). Dann brauchst du das U Profil auch nicht.
RB35 gibts bei Conrad mit verschiedenen Untersetzungen. Gib einfach mal "RB 35" bei der Suche ein.
Was für Akkus verwendest du denn? Weil 500g is ja schon wenig, mein Akku allein wiegt schon 300g.


MfG

[waldwichtel]

ich hatte an ne 9v blockbatterie gedacht

[waldwichtel]

Der Rb 35 sieht ja schon intressant aus. Die Grösse sagt mir aber nicht so zu. Gibts solche Motoren auch kleiner, und auch wens kleinlich is, etwas billiger?

[coCo]

Naja du könntest dir nen Schrittmotor kaufen. Zum Beispiel:
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=69&products_id=124
Der is glaub ich kleiner wie der RB35 aber viel billiger ist der auch nicht.

Hast du das schon gesehn?
https://www.roboternetz.de/phpBB2/motordrehmoment.php

[m.a.r.v.i.n]

Gehackte Servos wären bei der Größe vielleicht besser geeignet. Am besten die komplette Elektronik entfernen und nur Motor und Getriebe verwenden. Zur Zeit im Angebot bei Conrad für 2.50€

Mit einem 9V Block Batterie wird der Bot nicht lange durchhalten. 9V Batterien bringen es auf 600mAh, 9V Akkus gerade mal auf 200mAh. Ein Mignon Akku hat zum Vergleich bis zu 2700mAh.

Die Höhe der Batteriespannung sollte zur Nennspannung des Motors passen.

Gruß m.a.r.v.i.n

[HannoHupmann]

@waldwichtel, 500g soll leicht sein? Sorry aber das ist für nen einfachen Roboter schon verdammt schwer. Ich mein du hast bisher nur Gestell und Motoren drauf, da müssen noch Akkus und Elektronik und jede Menge Kleinteile dazu.
Für die Grösse deines Roboters, nach der Zeichnung, würde ich nicht mehr als 300g-400g rechnen, aber bitte dann mit Akkus, Elektronik etc.
Du musst dann nur lauter zusätzliche Dinge beachten, wenn der Roboter so schwer ist siehe auch weiter unten.

Ich bin ehrlich gesagt nur bedingt ein Freund von Aluminium Chassis, das ist für die meisten Anwendungen einfach immernoch zu schwer. Lexan, Plexiglas und Epoxyd wiegen die Hälfte und halten genauso viel.
Aluminum lohnt sich wirklich nur dann, wenn du einen sehr schweren Roboter hast oder sehr starke mechanische Kräfte wirken.

Nächster Punkt bei 500g. Ab diesem Gewicht würde ich keine der Antriebswellen einfach so durch ein Loch stecken. Da wirst du ganz schnell probleme bzw, höllisches Quitschen bekommen. Also müsste man die dann Kugellagern, was wieder mehr kostet und mehr Aufwand ist.

Mit Lexan kannst leichter und genauso stabiel bauen, hast bei ein Metallwelle keine Reibung Metall auf Metall sondern Plastik auf Metall. Was wieder effizienter ist.

Ich empfehl immer noch das 2 Getriebemotoren Modul von Roboterhardware. Die RB35 Motoren sind zwar gut aber auch ziemlich gross und im Prinzip vollkommen über dimensioniert für einen 100mm langen Bot. Die sind ja selber schon 75 mm breit. zwei neben einander macht also im günstigesten Fall 150mm bei versetzter Anordnung. Bekommst du also nicht in deine geforderten 60mm. Zudem sind die mit 15€ nicht gerade die billigsten auf dem Markt.
Selbst wenn du die gegeneinander versetzt machst, werden die noch locker 8mm brauchen.

Gehackte Servos sind durchaus eine Option wenn man keine reinen Getriebemotoren verwenden will (verwend ich bei meinem Roboter EXOCOMP). Billiger und wenn man doch bessere nimmt mindestens genauso effizient.

Zu den Akkus empfehle ich wirklich Modellbau Akkus zu nehmen. Wenn du ein bischen was investieren willst, kannst du dir gleich LiPos und entsprechendes Ladegerät kaufen. Für weitere Roboter ist das Ladegerät dann auch zu verwenden und du bekommst sehr leichte und gute Akkus. Sind aber nicht ganz billig.


Ich würde die Räder nicht in die Mitte machen. Diese Konstruktion sich nur nachteilig. Du kannst zwar leichter drehen (links und rechts) aber du wirst hinten und vorn ein Stützrad einbauen müssen. Was wiederum dazu führt, dass du im worst case mit genau diesen aufliegst und die Antriebsräder gerade sich gerade in einer Mulde befinden und daher keinen Bodenkontakt mehr haben. Dann ist der Roboter faktisch unbeweglich. Also entweder vor oder hinter dem Schwerpunkt anordnen und mit einem Stützrad gerade halten.


Nicht falsch verstehen, das sind nur gut gemeinte Tipps und du kannst es auch anders machen, nur sind es halt viele Sachen die schon andere Bastler falsch gemacht haben und dann ihren Roboter neu bauen durften. Sowas kostet immer mehr als ein gute längere Planung.

[waldwichtel]

Nicht falsch verstehen, das sind nur gut gemeinte Tipps und du kannst es auch anders machen, nur sind es halt viele Sachen die schon andere Bastler falsch gemacht haben und dann ihren Roboter neu bauen durften. Sowas kostet immer mehr als ein gute längere Planung.

Ganz sicher nicht! Ich freu mich das du dir die Zeit nimmst das zu schreiben. Die Henne is klüger als das Ei ;)

Die Motorenfrage hat sich evtl. geklärt. Ein Freund von hat noch ein paar kleine Motoren die ursrünglich in ein Modellauto sollten. Weis nur noch nicht was die mir bringen, mal schaun.
Ansonnsten haben mich das das 2 Getriebemotoren Modul von Roboterhardware überzeuegt.

Servos zu vergewaltigen trau ich mir noch nicht ganz zu, das kommt vielleicht später mal.

Die Bauform werd ich dann auch so ändern dass ich nur noch die Räder aus Alu drehen lass (sieht einfach cool aus \:D/ ).
Auserdem werd ich die Räder etwas nach hinten versetzten und dann mit dem Akku die nötige Gewichtsverteilung auf den Gleiter zu erreichen und das der Bot nicht nach hinten wegkippt.
Muss ich jetzt eh nochmal neu zeichnen.

[waldwichtel]

Kann mir jemand bitte den durchmesser der Achsen am Tamiya Doppelmotorset sagen? Ich brauch den für die Räder, damit die auf die Achsen passen.

[waldwichtel]

Es gibt neues :)

Die Räder sind fertig und sehn mörderisch gut aus. Werd ein Foto davon machen und hochstellen. Vorerst gibts nur die Zeichnung.

Jetzt aber das wichtige. Da sich die Motorfrage immer noch nicht richtig geklärt hat, ich aber jetzt endlich mal was machen will, hab ich eine Stückliste für den Controller angefangen.

Anz. Teil
5 Kondensator 100nF
3 Kondensator 22pF
1 Elko 100uF
4 Elko 4,7uF
1 Wiederstand 10K
2 Wiederstand 4,7K
2 Wiederstand 1K
2 Transistor NPN
1 Max232
1 ATMega16
1 L293D
1 78S05
1 ISP Buchse 10-polig
1 Anschlussbuchse 3-polig Max232
1 Anschlussbuchse 4-polig Motoren
1 Anschlussbuchse 6-polig Sensoren

1 Schalter (Hauptschalter)
1 IC-Sockel 32-polig
2 IC-Sockel 16-polig
1 ISP Dongle
1 9V Blockbatterie
1 Blockbatterieanschluss

Fehlt mir hier noch etwas?

Außerdem hab ich den Schaltplan noch verbessert. Die Sensoranschlüsse sind jetzt auch eingezeichnet und der Max232 hat seine zusätzlichen Pins.

Wenn jetzt noch was nicht stimmt bitte sagen. Ich will nämlich erst bestellen wenn ich hier so quasi das ok dafür bekomm ;)

Und dann hab ich noch den Schaltplan für einen Abstandsensor gemacht, wobei ich mir hier noch nicht ganz sicher bin wie ich die Sensoren mache. Der IC is klar, aber ob ich beides auf ein Board oder jeweils einzeln bau muss ich noch schaun.

[coCo]

Hi,
was mir so auf den ersten Blick aufgefallen ist:
"1 IC-Sockel 32-polig"
Ich nehme mal an der ist für deinen Mega16. Der Atmega 16 hat aber 40 Pins.

Beim Schaltplan ist, glaub ich, C13 falsch, der muss zwischen die beiden Ports, also zwischen VCC und GND.

Zu dem Durchmesser der Motorenachsen:
Da gabs doch vor kurzem nen Thread drüber oder irre ich mich? Kannst den ja mal suchen...

Verbessert mich wenn was falsch ist, bin (noch) nicht so der Experte ;)

MfG

EDIT: Ich würde nicht die genaue Stückzahl die du brauchst kaufen. Kauf ein bisschen mehr, weil wenn mal was kaputt geht kannste wieder zum Elektronikhändler laufen. (War bei mir auch so, seit dem Bestell ich eigentlich immer mindestens 5 stück von jedem Bauteil (natürlich keine teuren ICs, wie die AVRs oder ISP Dongels, sondern IC Fassungen, Taster, etc.))

[waldwichtel]

ok, ok, die 40 Pins hab ich übersehen, wer lesen kann is klar im Vorteil ;)

Bei dem c13 bin ich mir ned ganz sicher, aberda gibts hier ja genügend Experten

[m.a.r.v.i.n]

Hi,

auch C1 vom Sensor Board gehört zwischen VCC und GND.

Falls du den TwinMotor Satz von Tamiya verwenden willst. Die Motoren sind nur für 4,5V Nennspannung ausgelegt, kurzzeitig 6V. Man könnte die Motoren wohl auch mit 9V betreiben. Dazu muß aber die Software gewährleisten, das die Motoren max. mit halber Kraft (50% PWM) angesteuert werden.
Deshalb empfiehlt es sich auch die beiden PWM Ports mit Pulldown Widerständen (jeweils 10kOhm an GND) zu versehen. Sonst passiert es dir, dass beim Flashen die Motoren mit voller Kraft (9V) laufen. Weil bei Reset alle Ports des Atmegas auf Input und hochohmig sind.

Gruß m.a.r.v.i.n

[Tobiaur]

@ zeichnung
ich würde 2 L-Profile je nach aussen setzen um die Achsen zu halten. Wenn Du die in die Mitte sitzt hast du einen RIEEEEEEEEEEEESEN Hebel.

[coCo]

Naja wenn er den Twinmotor Satz von Tamiya verwendet, braucht er das sowieso net.

[waldwichtel]

Das mit den Motoren hab ich mir auch schon gedacht, aber das lässt sich ja durch Wiederstände leicht beheben.

Die Kondensatoren setz ich noch um.
Muss ich c12 am IC4 auch noch verändern?

[m.a.r.v.i.n]

Ja, das betrifft C11, C12 u C13. Einfach wie C4 und C5 zwischen VCC und GND hängen.
Beim Platzieren dieser Kondensatoren beachten, diese so nach wie möglich an den entsprechenden ICs anzubringen. Siehe hierzu auch im RN-Wissen (https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Abblockkondensator)

Gruß m.a.r.v.i.n