Balancierender 2Rad Roboter - Bauteilcheck

[Ewok]

Hallo zusammen,

ein Kommilitone und ich wollen einen 2rädrigen balancierenden Roboter bauen.

Dazu haben wir uns ein paar Ideen gemacht und sind auf folgende Bauteile gekommen, die wir verbauen wollen:

- Arduino Nano oder Duemilanove (können ja das gleiche, ist nur ne Platzfrage)
- 3Achs Accelerometer MMA7260QT (Link (http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=71&products_id=204))
- Servoräder (Link (http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=72&products_id=205))
- Motorservos (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewitem.asp?idproduct=10977)
- 1300mAh LiPo (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewitem.asp?idproduct=10187)

Sind die ausgewählten Komponenten in der Lage, das Problem anzugehen? Sprich, sind die Servos stark und schnell genug, der Acc-Sensor schnell und präzise genug, usw. Braucht man eventuell noch Gyros oder reicht ein Acc?

Falls ihr da irgendwelche Probleme seht, bitte melden. Ansonsten halten wir euch über den Status auf dem Laufenden.

[DeVlinder]

Ich glaube in der Beschreibung wurde der Link zu den Servos automatisch durch einen zum RN-Wissen ersetzt. ^^

Wollt Ihr das wirklich mit Servos statt mit nem endlos drehenden Motor machen? Die Servos fahren ja irgendwann an den Anschlag, dh ihr müßtest zusätzlich zur Beschleunigung auch noch den Servowinkel auf mittig regeln. Dazu kommt, dass ihr bei der Radgröße und einem 180°-Servo nur +- 5cm vom Nullpunkt an "Ausweichstrecke" habt. Und der Roboter wird sich auch nicht so erweitern lassen, dass er balancierend durch die Gegend fahren kann.

[Ewok]

Naja, nen Servo auf endlos umzubauen, sollte machbar sein und wird ja auch immer wieder gerne getan.
Es geht mehr darum, dass man die präzise und viel viel Kraft ansteuern kann, weshalb wir sie normalen Motoren vorziehen.

[Willa]

Hi,
ihr braucht auf jeden Fall noch ein Gyroskop, ansonsten wird die Regelung extrem schwer bis extrem unmöglich, je nach euren Fähigkeiten. Die Servos gehen bestimmt, beim ACC würde ich eher einen adxl (z.B. 322) aus dem Sortiment von Watterott.com nehmen.
Wenn ihr bei Hobbyking bestellt, bestellt nach Möglichkeit Artikel aus dem "DE Warehouse". Alle anderen Sendunge von Hobbyking werden mittlerweile vom Zoll abgefangen, dadurch müsst ihr eh mehr bezahlen und es dauert eeeeeeeewig bis der Zoll mal zu Potte kommt.

[Ewok]

Danke für deine Antwort.
Kannst du kurz erklären, warum es nur mit Acc schwer wird? Zu träge? Zu unpräzise?
Ich flieg selber auch einen Quadrocopter, da sind ja auch Gyros drauf, einen Sinn müssen die ja haben ;)

Zu Hobbyking: Interessanter Hinweis, hab erst einmal da bestellt, das kam schnell an. Mein 2. Paket soll laut Tracking heute zum Zoll gekommen und auch sofort wieder rausgekommen sein, mal sehen, wann das ankommt.

[Willa]

Kannst du kurz erklären, warum es nur mit Acc schwer wird? Zu träge? Zu unpräzise?
Ich habe jetzt noch nicht wirklich viel Zeit damit verbracht darüber nachzudenken wie man einen Balancierroboter regelt... Aber, was ihr regeln wollt ist das "weg kippen". Und dieses "weg kippen" wird durch eine Winkelgeschwindigkeit ungleich null verursacht. Und das ist genau das was ein Gyroskop misst. Also ist ein Gyroskop dafür sehr gut geeignet. Wenn ihr nur mit ACCs eure Regelabweichung erfasst, wird es schwierig werden zwischen Linearbeschleunigungen (Roboter fährt vorwarts) und einem Kippwinkel (Roboter steht schief) zu unterscheiden. Ich würde also einen Gyro nehmen für eine PID Regelung, das integrierte Signal aus dem Gyroskop würde ich mit dem tiefpassgefilterten Wert aus dem ACC stützen (das nennt man wohl Komplementärfilter wenn man Eindruck schinden will).

[Ewok]

Ich danke dir für deine Antwort.
Da scheint ja doch noch so einiges auf uns zuzukommen.
Die Teile sind jetzt bestellt, mal sehen, wie wir zurecht kommen werden, ich denke, wir melden uns noch das ein oder andere mal, bis das Ding fährt ;)

[amieX]

Wie wärs mit zwei optischen Sensoren die zu jeder Seite die Strecke zum Boden messen. Würde einen teuren Gyro ersparen.

[TobiKa]

Genau, es gibt doch den Asuro der auf seien Rädern balancieren kann, der hat sogar nur auf einer Seite einen optischen Sensor!
Außerdem denke ich das gehakte Servos zu langsam sind.

[malthy]

Hallo ihr!

Ja, gehackte Servos sind möglicherweise zu langsam für Eure Anwendung. Ich habe mal eine simpel Version eines Balancieres gebaut, da hatte ich zumindest genau dieses Problem. Denn der Punkt ist ja, dass das Fahrzeug bei einer plötzlichen Störung möglichst schnell wieder unter seinen Schwerpunkt kommt. Da Servos in der Regel genügend Drehmoment haben, habe ich mir damit geholfen, die Räder größer zu machen. Mein Balancierer misst übrigens - wie oben angedeutet - optisch den Abstand zum Boden. Wenn ihr mal draufgucken wollt: http://www.mtahlers.de/index.php?option=com_content&view=article&id=23&Itemid=39 Ist aber nur eine "Betaversion"...

Viele Grüße
Malte

[RP6conrad]

Ich soll den gyro und acc sensoren auswahlen. Eine optische Losung hat das nachteil das dan nur auf geradene Ebenen genutzt werden kan. Er regelt sich immer waagerecht auf die Undergrund. Ohnehin sind gyro und acc momentan nicht mehr so teuer. Für zwei Sharp GD Sensoren kosten auch schnell 25 €.
Um deine Regelkreis mal auszuprobieren ohne Sensoren gibt eine moglichkeit : Eine latte an eine Potentiometer. Die Latte schlept ueber den Grund und gibt so die Winkel von Roboter. So bin ich auch angefangen. Mein balance bot :
http://www.youtube.com/watch?v=9WiQmcmp_ng