Balance halten

[oberallgeier]

Hallo Zweiradfans,

MiniD0 kann balancieren.

Das kennen sicher viele von Euch: irgendwo mitten in einem laufenden Projekt ist "die Luft raus". Bei meinem MiniD0 (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=434250#434250) war das vor einer Weile: was bringt es schon, eine rollende Colabüchs, Dottie, in eine kleinere zu zwängen - wenn die Funktionen im Wesentlichen gleich bleiben. ABER da könnte man doch den Sharp-over-ADC hernehmen, um das Büchschen balancieren zu lassen! Also wird ein kleiner Projektabzweig genommen und versucht, dem Erlkönig das Balancieren beizubringen. Versteh ich das? Machen das die kleinen Motoren mit?

Hier nun ein erstes Video :

......
https://www.youtube.com/watch?v=ZEsdntHpG7A

Zum Ablauf des Filmchens: die anfängliche Verneigung ist dazu da, um die beiden Endlagen zu messen - weitester und kürzester Abstand des Sharp zum Boden als Durchschnitt aus 20 Messungen - und einen Mittelwert zu bilden. Danach wird ganz simpel der Abstand zum Mittelwert gemessen bzw. errechnet und mit einem kleinen Offset an die Motorregelung gemeldet. Ich hätte gerne ein 30-sec-Video gezeigt, aber die Übung läuft (noch kein PID, Bezug ist Abstand nicht Winkelgeschwindigkeit) nicht immer stabil.

Warum nicht gleich die Motoren direkt regeln? (Pst - das ist noch nicht spruchreif: vielleicht könnte ich dieses Balancieren auch während verschiedener Fahrmanöver machen. Wenn ichs kann. Wenn MiniD0 das kann. Wenn die Regelung das kann. Wenn die Motoren das können . . . Wär doch schön, wenn man die Gleitpads garnicht benötigt *ggg*).

So, wie es derzeit geht, bin ich erstmal zufrieden mit mir, mit den Motörchen und dem kleinen Teilprojekt.

[pinsel120866]

Hi Nachbar,

sieht gut aus!

Wenn du den Bodenabstand noch etwas vergrösserst, schwingt sich dein Balancer möglicherweise schneller ein, was meinst du?

[oberallgeier]

... sieht gut aus ... Bodenabstand noch etwas vergrösserst ...Danke für das Lob.

Das mit dem Bodenabstand ist ein Problem, da ich ja als Antriebe meine Hackeservos-spezial verwende. Raddurchmesser 24 mm, Servo"breite" 12,8 mm - bleibt als Abstand von der Antriebswandung zur Fahrbahn noch 5,6 mm. 1,5 mm frisst die Bodenplatte, die ehemaligen "Gleitpads" sind M3-Muttern, h = 2,4 mm. Das ergibt 1,7 mm nutzbare Bodenfreiheit. Aus Gründen der Montierbarkeit der Bodengruppe brauche ich die bodenseitigen Muttern :(.

WENN das Spielchen weiter geht, dann muss ich was machen - obwohl für eine schnellere und bessere Regelung ein "richtigen" Regler mehr bringen wird. Als Fehlfunktion habe ich aber schon einige Schreibtisch-Halblängen gesehen, die in der Art des Segway durchfahren werden . . . . hier klemmt es dann aber in der Beschleunigung.

[Thomas$]

sieht toll aus ich hab so was ähnliches an der hochschule mittweida mal gesehen aber bissel anders fahrzeug auf schienen mit pendel und das ziel war das der pendel schwingt und am ende senkrech nach oben steht. ist aber was tolles zum thema reglungstechnik. man kann ja mal probieren wie kurz man die "arme" machen kann.

[PCF8574P]

Hallo oberallgeier,

freut mich zu hören das es voran geht. (Meine fange ich grad wieder an)

Warum machst du das Ganze nicht mit Gyros? Oder einen Pendel der Starr an einem Poti hängt? Damit wäre das ganze in der Dose.



MFG max

[oberallgeier]

Hi max,

lang nichts mehr von Dir gehört - und nun lese ich die fängst gerade wieder an??? Was ist schief gegangen??


... Warum machst du das Ganze nicht mit Gyros? Ich mag eben lieber Döner als Gyros. Spass beiseite - das wär ne Möglichkeit, auch das Poti-Pendel wäre eine, allerdings schlechte, Möglichkeit. Und es gibt noch ne Menge anderer Lösungsmöglichkeiten. Aber ich habs eben so gemacht.


... Damit wäre das ganze in der Dose ...Nun, das geht wohl schlecht. Die Dose ist schon sehr voll, siehe dieses Posting, (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=432909#432909) da ist ein ziemlich hoch aufgelöstes Bild vom MiniD0, bzw. seiner Einbauten, also Platine, Fahrwerk und Akkuhalterung verlinkt. Das MiniD0/R3D01 hat ja nur noch weniger als die Hälfte Volumen einer 0,33-Liter-Dose. Die Schaltung habe ich mittlerweile gegenüber dem Stand auf dem genannten Bild planmässig erweitert um zwei grössere Elkos, den Anschluss für den Sharp und seinen ADC, einen Transistor sowie Anschlüsse für drei LEDs und drei IR-Empfänger. Es ist daher kaum noch Luft in der Dose. Ausserdem habe ich keine Erfahrung mit Gyroskopen.

[Willa]

Hi!
Sieht schon gut aus! Eine schöne Möglichkeit mit der Regelung zu spielen.

Ausserdem habe ich keine Erfahrung mit Gyroskopen
Das ist doch genau DER Grund warum du es machen wollen müsstest...?
p.s.: Könntest du die Sensoren nicht schräg (ca. 45° Winkel zur vertikalen) direkt oben an der Dose befestigen? Dadurch wäre dein Signalhub ähnlich verstärkt wie bei deiner jetzigen Lösung.

[oberallgeier]

Hallo Willa,

danke für das Lob! Du hast recht - das wäre für mich DER Einstieg in die Gyroskopiererei. ABER - ich war an einem toten Punkt mit meinem MiniD0 - und dann fiel mir dieser Balanceakt ein und ich hatte ja nur den Sharp vom Dottie, (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=389986#389986) der ja dort schon an so ner Art Ausleger geschwenkt wurde und ich wollte gleich anfangen und nicht auf die nächste Lieferung warten und ich wollte nicht gleich wieder Geld ausgeben und ich hatte ausserdem ein bisschen Stress mit den ADC´s gehabt der gerade behoben war . . . . Ausserdem ist, siehe Antwort an PCF8574P das Döschen schon total ausgefüllt (auch wenn vorerst immer nur die Einbauten zu sehen sind).

Zum PS:
Da bin ich nun an einem kleinen Problemchen. Aktuell, mit dem laaangen Ausleger, habe ich einen Sharp-Nullabstand zum Boden von 75 mm. Der Sensor ist auf dem Ausleger 190 mm von der Mitte des MiniD0 entfernt. Bodenfreiheit +/- 1,7 mm, siehe Posting oben an Pinsel vom 15.06.2009, 16:01. Das ergibt einen Schwenkwinkel von rund +/- 4,2 ° bzw. für den Sharp eine Messspanne von etwa +/- 14 mm. Gehe ich auf meine Blindenstock-Position, wie Du es vorgeschlagen hattest (das ist ja meine Sensorphilosophie am Dottie (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=363793#363793) um Hindernisse UND Abgründe zu erkennen), dann habe ich einen Nullpunkt-Abstand von 134 mm und eine Schwankungsbreite von -10 und +12 mm. Schau Dir doch bitte diese (alte) Eichkurve (Anmerkung: Eichkurve bei Sharp hinter Spannungsregler => 5,0 V!) von mir an aus dem Thread von mausi_mick: (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=384168#384168)

......Bild (https://dl.dropbox.com/s/6bnofayrbr8ubaj/GP2D120-ADC.jpg?dl=0)

Hier ist deutlich zu sehen, dass im ersten (von mir aktuell realisierten Fall mit 75 mm Messabstand) der Sharp etwa doppelt so empfindlich ist, wie bei einem Messabstand von 135 mm. Ich hätte also eine geringere Auflösung bei einer geringeren Schwankungsbreite. Ob das reicht, weiß ich nicht. Zu diesen Auslegungsfragen gibts auch noch hier die Diskussion mit Sternthaler. (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=447007#447007) Aber ich will ja irgendwann an die von Dir vorgeschlagene Position - wegen der rührigen Strohhalm-Montage für den Sharp. Das wird brauchen - erst kommt die nächsten Tage ein kleiner Segeltörn Elba-Korsika . . . . und zurück natürlich.

Auf alle Fälle danke ich Euch allen für die Vorschläge.

[PCF8574P]

Hallo,

ich fange wieder an weil ich erstmal alles auf Eis gelegt hatte, und keine Möglichkeit zum Programmieren gehabt. Jetzt ist aber nen USB-Prog da.

Zum Döschen:

Also ein Gyroskop unterbringen ist nicht schwer. Genau DU müsstest das mit links hinbekommen. Ein Murate ENC-J03R (oder wie das Ding auch immer heisst, einfach mal Googlen) in SMD Bauform ist sehr klein. Den kann man locker auf der Rückseite der Platine montieren, oder Vorne.

Viel beschaltung braucht der Gyro ja nicht. Man könnte ihn sogar direkt ohne irgendwas hinschalten.

Wie sieht es eigentlich aktuell mit deinen Batterien aus?


MFG Max

[oberallgeier]

Hallo Max!


... weil ich erstmal alles auf Eis gelegt hatte, und keine Möglichkeit zum Programmieren ...Schade. Aber schön, dass Du wieder anfängst ! !


... Also ein Gyroskop unterbringen ist nicht schwer ...Ja ja, das glaube ich ja auch. Wie oben schon an Willa gesagt - ich hatte (aktuell) nur den Sharp. Jedenfalls danke für den Hinweis auf einen geeigneten Typ.


... Wie sieht es eigentlich aktuell mit deinen Batterien aus? ...Mit einem Wort: schlecht. Ich habe vier AAA-Akkus, texcus, 1100 mAh, sehr geringer Innenwiderstand, aber ich habe keine Spannungsstabilisierung wegen Platzmangel. Das ist bei frischen Akkus hart am Limit, knapp außerhalb+oberhalb der Spezifikation, bereingt sich aber nach ner Stunde Laufzeit oder so. Damit der controller nicht ins Koma fällt, habe ich vor der controller-Versorgung einen etwas fülligeren Elko und einen auch vor der Motorspannungs-Zuleitung des L293D. Das läuft derzeit recht anständig - wie die zwar spastische, aber funktionierende Balanciererei zeigt. Na ja, eigentlich ist das vier bis fünf. Genaugenommen *gggg*. Wie es beim Vollausbau mit drei IR-LED´s und drei IR-Empfängern zusätzlich aussehen wird, weiß ich noch nicht. Besserung in der Balanciererei ist angesagt, da plane ich eine aufwendigere Regelung. (Vorher warten noch 30 knts N - Vorhersage für nächsten Do - auf mich).

[PCF8574P]

. Jedenfalls danke für den Hinweis auf einen geeigneten Typ.



Hallo,

hier ist nochmal ein Link zum Sensor: https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=74&products_id=304&zenid=454251541b6295ebc1d7d8c616ea797e


Warum kein Lipo + Lowdrop regler?

ich habe einen 2 Zellen LiPo mit 8,4 Volt in meiner Dose.
Die gibt es schon recht billig bei Conrad. Wenn du interesse hast, könnte ich dir ja mal die Abmessungen schicken.


MFG Max

[Willa]

Mit den von Max genannten Gyro's habe ich meinen Tricopter ausgestattet. Die gehen ganz gut, brauchen aber eigentlich einen Operationsverstärker aufgrund des sehr geringen Signalhubs. Es geht angeblich aber auch ohne OP, wenn man das ADC-Verstärkungsfeature von ATmegas nutzt. Ganz was feines sind die ADXRS610 Gyroskope. Bei denen gibt es keine Platzprobleme (BGA), wohl aber Lötprobleme wenn man nicht wie ich ein Breakoutboard nutzt. Da kommt ein 0-5V Singal raus. Und driftfrei sind die auch noch. Davon habe ich grad 2 Stück bekommen, die werden wohl noch dieses WE den Weg in meinen Tricopter finden. Trotz der driftfreiheit wird man Gyro's nicht ohne absolute Referenz (sprich: Beschleunigungsmesser) betreiben können. Aber Joe will ja eh erstmal bei den IR Sensoren bleiben... Aber vielleicht ist das dennoch ein Anreiz für das nächste Projekt.....