Mini- oder BoardKontroller - Roboter mit 1000 Motoren?? PC statt externe Kontroller?

[himo]

Hallo Robotergemeinde,

ich bin neu bei euch und auch in der Roboterwelt und möchte gleich mal mit den ersten Fragen allen hier begrüßen.

1. Sind Minikontroller und BoardKontroller nicht das selbe aber unterschiedlich groß (BoardKontroller enthält aber auch mehr Schnittstellen)?? und was sind Roboterboard?

2. Ich habe hier irgendwo gelesen daß de meisten Mitglieder sich für bestimmte Kontroller-Modelle entschieden haben, daher wollte ich nicht mit irgendwelche MyFirsRoboter-Tutorial aus dem Netz anfangen, wo finde ich hier frei Verfügbare Tutorial um den ersten Roboter zu bauen (mit den Kontrollern die ihr benutzt??), aber wirklich für Einsteiger.

3. Wo kauft ihr die Teile ein? Irgenwelche Seiten zu Empfehlen?

4. So wie ich es verstanden habe die Zahl der Pins am Kontroller entscheidt wieviele Motoren ich steuern kann. Meine Frage: Was mache ich wenn ich 100 oder gar 1000 Motoren in meinem Roboter bauen möchte?

5. Was wenn ich einen 100-Motoren-Roboter bauen möchte, der dafür gedacht die ganze Zeit mit dem PC angeschlossen zu sein und auch Fest mit dem Boden geschraubt ist (Hat nur Arme und Hände). Sollte man hier den Roboter nicht direkt mit PC steuern? Wenn ja wie sieht die Architektur aus? Kennt ihr dazu irgendwelche Tutorial?

Zu meinen Kenntnissen: Ich bin Softwareentwickler, ich komme mit jede Programmiersprache klar, nur in Elektronik habe ich nur Schulkenntnisse, abermit eurer Hilfe sollte das kein Problem sein.

Und herzlichen Dank an allen die bei der Erstellung bzw. Bereicherung dieser tollen Seite beigetragen haben.

[Hubert.G]

Hallo im Forum
Minikontroller oder Boardkontroller ist definitionssache, nicht standardisiert.
Ein Roboterboard ist ein Board mit µC und Motortreiber, Anschlussmöglichkeit für Sensoren und Aktoren. www.robotikhardware.de wäre ein Anbieter.
Zumeist werden hier mit Atmel AVR gearbeitet. Es gibt aber auch einige PIC Verwender.
Für den Steuerungsteil schaust du hier in RN-Wissen, Verwendete Programmiersprachen sind Assembler, C, BASCOM.
Für C und AVR allgemein gibt es hier ein Tutorial : http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR
www.reichelt.de www.conrad.de www.pollin.de es gibt natürlich noch eine Menge andere.
Wenn du 100 oder 1000 Motoren ansteuern willst brauchst du dir um die Pin keine Sorgen machen, nur um die Stromversorgung.
Für mehr Pin verwendet man Port-Expander.
Wenn du den Roboter vom PC aus ansteuern willst, hast du ebenfalls das Problem der Ports. Man verwendet dann zumeist wieder µC die an einem Bus hängen und über diesen die Befehle erhalten. Man teilt das ganze in kleine Aktionsgruppen auf.
Ich würde dir für den Anfang ein Eval-Board empfehlen, es gibt da z.B. ein günstiges von Pollin mit dem du dich in die µC-Programmierung einarbeitest. So kannst du dich in kleinen Schritten an dein Ziel heranarbeiten und kommst auch mit Elektronik in Berührung.

[himo]

Viele Dank Hubert für die tollen Tips, Infos und Links.

[5Volt-Junkie]

Hallo himo,

wie Hubert schon gesagt hat, sind die AVR Mikrocontroller die meist verwendeten. Aber auch PIC-, Propeller- oder Texas- Instruments-Controller tauchen hier manchmal auf. In ein Paar Anwendungen sind sogar ARM-Prozessoren zu finden.
Fertige Roboter oder Teile für Roboter findest Du bei...
www.conrad.de (Alternative www.voelkner.de)
www.noDNA.de
www.robotikhardware.de (wurd ja schon genannt)
www.watterott.com (einige Roboter aber auch viel Arduino-Zeug)
www.robotik-teile.de
www.lipoly.de

ansonsten findet man über Google den einen oder anderen Shop, wo ein paar Roboter(-Teile) verkauft werden.
Was diverse Elektronikkomponente angeht, so bestellen die meisten bei www.reichelt.de und vor nicht so langer Zeit, habe ich rausgefunden, dass man SMD-Teile bei Ebay gut und günstig bestellen kann.

Was die 100 Motoren angeht, war mein erste Gedanke auch "Strom! Vieeeel Strom :)" Gehen wir mal von einem etwas schlimmen Fall aus, dass Deine 100 Motoren bis zu 500mA ziehen und das gleichzeitig. Es sind 50A :) Da sind glaube ich mehrere PC-Netzteile angesagt. ;) Wenn Dir die Pins nicht reichen, kannst Du entweder den Tip von Hubert befolgen oder schaltest eben ein paar Mikrocontroller parallel (z.B. ATmega2560).

[himo]

Danke Junkie,
jetzt bin ich reichlich bedient mit Links.

Wegen der 1000 Motoren Frage: Ich bin ehrlich gesagt richtig richtig enttäuscht.:(
Ich hatte mit viele andere Probleme gerechnet aber nicht Strom. Ich muss wahrscheinlich bei so einem Fall zusehen, wie ich mehrere ähnliche Bewegungen vom selben Motor steuere, und somit die Zahl der notwendigen Motoren reduzieren.

[5Volt-Junkie]

oder du darfst sie eben nicht alle gleichzeitig ansteuern ;)

[Calis007]

Hmm.. was soll das eigentlich werden? Das einzige Ding, das ich bisher gesehen habe, was soviele Motoren braucht ist:
http://www.youtube.com/watch?v=hlx-M53dC7M&feature=related

[himo]

@Calis: du hast mich durchschaut, ich will genau so einen Gerät bauen, wobei ich sehr leichte Kügelchen und sehr dünne Fäden nehmen möchte. Gibt es da nicht eine bessere Idee als einen Motor pro Faden zu nehmen? z.B. über Magnefelder? Faden aus Formgedächtnislegierung? Zylinderspule? oder eine andere Methode die ich gar nicht kenne.
Aber wenn ich keinen anderen weg habe außer Motoren zu nehmen, was meint ihr welche Motoren ich nehmen muss?? Servomotoren? Schrittmotor? Getriebemotoren? oder einfach ein DC Motor?

[Calis007]

Ich glaub nicht, dass Du da um Motoren herumkommst. Und ich wuerd Getriebemotoren oder gehackte Servos (was auch nix andres is) nehmen, evtl. gibts im Modellbau auch Servowinden (fuer Segelboote z.b.) - ist aber wohl eine Frage des Preises. Am Guenstigsten kommst vermutlich mit gehackten Billigstservos davon, da haelt sich auch die Stromaufnahme in Grenzen .. wirst wohl testen muessen.
Welche Kugel-Hubhoehe soll's denn werden? Evtl. gehen auch Handy-Vibroalarm-Motoren, sollten Massenware sein und daher guenstig und nicht stromhungrig (falls man das Unwucht-Gewicht einfach gegen eine 'Seiltrommel' ersetzen kann).
Ein weiteres Problem ist dann natuerlich noch die Positionserkennung.. billig (aber softwaretechnisch aufwendig, weil fuer jeden Motor einzeln zu kalibrieren) sind evtl. 2 Knoten im Seil als Endanschlaege und dazwischen interpolieren. Aufwendiger ist wohl eine Umdrehungserkennung, die aber perfekte Positionierung ermoeglicht.

[himo]

Verstehe ich das richtig? Servomotoren können nur eine Umdrehung, ich soll sie hacken um viele Umdrehungen zu erreichen. Aber warum Servo hacken wenn Getriebemotoren das gleiche tun?
Ich habe leider zu Servowinden keine infos auf die schnelle gefunden. Welche Vorteile haben diese? Sind sie günstig und klein?
Vibroalarm-motoren scheinen perfekt zu sein für mich, weil ich 1. kleines Model bauen möchte, deshalb wird es richtig eng mit 1000 Motoren. 2. Weniger Stromverbrauch. Aber Vibromotoren haben doch keine Getriebe, d.h. ich kann die Geschwindigkeit und Drehrichtung nicht kontrollieren oder? Kann ich die Virbomotoren irgendwie günsitg umrüsten? wenn ja welche bauteile brauche ich dafür?
Die Kugel-Hubhoehe wird nicht mehr als 20 cm sein. Genauigkeit muss aber bei 2mm liegen. Gesamtgewicht je Seil + Gewicht weniger als 20g
Was meinst du wie ich Umdrehungserkennung einbauen kann? Gibt es da spezielle sensoren? Ich hatte selber an Imageprozessing gedacht, ich bin guter Programmierer, ich konnte per Kamera die aktuelle Höhe messen. Aber wenn Sensoren es einfacher können,dann ist es natürlich einfacher, aber wiederum pro Seil ein Sensor zu nehmen!!? das wird richtig tuer, während Imageprozessing mit vielweniger auskommen kann, eventuell eine Kamera könnte reichen. Es interessiert mich trotzdem zu wissen welche Sensoren es gibt für die Umdrehungserkennung.

[oberallgeier]

Verstehe ich das richtig? Servomotoren können nur eine Umdrehung ...Jein. Du schreibst von Servomotoren, Calis007 hatte von Servos geschrieben, also von diesen Geräten, die im Modellbau als Schwenkantrieb sehr weit verbreitet sind - klick hier. (http://www.rn-wissen.de/index.php/Servo)

Noch mehr Jein: Die (Modellbau-) Servos sind üblicherweise für einen Schwenkwinkel von 180 Grad ausgelegt, können aber meist bis zu 270 Grad - aber KEINE volle Umdrehung - nochn Klick. (http://www.rn-wissen.de/index.php/Servo#Ansteuerung:_Signalform_und_Schaltung) Es gibt ähnliche Antriebe mit anderer Übersetzung, die können meist zwei Umdrehungen und werden z.B. als Seilwinden in Modellbooten benutzt. Dauernde Drehung in Servos und Seilwindenantrieben wird durch mechanische Anschläge innerhalb des Servogetriebes verhindert.


... Aber warum Servo hacken wenn Getriebemotoren das gleiche tun ...Servos sind meist deutlich billiger als Getriebemotoren - auch wenn die Preisobergrenze für Servos ziemlich "oben" liegt.


... Vibroalarm-motoren scheinen perfekt zu sein für mich ...Diese Motoren haben ziemlich wenig Drehmoment, da müssen Deine Kugeln schon sehr leicht sein und die ganze Aufhängung mit Umlenkungen ausserordentlich leicht laufen. Ich bezweifle stark, dass die eine 5g-Kugel heben können - das Seil wird ja vermutlich doppelt, als Schleife, gelegt und tariert sich daher selbst aus. Die Motoren in manchen billigen Servos sind ähnlich groß - und schwach - wie die Vibromotoren, aber sie haben ein ziemlich hoch untersetztes Getriebe und werden auch üblicherweise mit der doppelten Spannung - max 6V statt 3V oder nur 1,5V. Damit bekommen sie eine Drehzahl in der Größenordnung von 1 Upm und ein gutes Drehmoment. Drehzahl und Drehmoment sind für viele Anwendungen im Umfeld dieses Forums gut oder ausreichend.


... ich soll sie hacken um viele Umdrehungen zu erreichen ...Das ist kein Soll, es zeigt aber eine Möglichkeit auf. Wie man den Umbau macht, kannst Du z.B. hier sehen - klick wieder. (https://www.roboternetz.de/community/threads/32293-DC-Kleinstmotor-mit-Getriebe-Drehsensor-5V-510-Upm?p=401963&viewfull=1#post401963)


... wie ich Umdrehungserkennung einbauen kann? Gibt es da spezielle sensoren ...Im obigen Link ist der Umbau zu sehen, mit dem ich eine Drehzahlmessung INNERHALB eines Billigservos errreiche. Damit betreibe ich meine autonomen Dosen, z.B. das MiniD0. Bisher habe ich aber noch keine DrehRICHTUNGSerkennung eingebaut. Die von mir verwendete Drehzahl- und Entfernungsmessung ist daher nicht absolut genau, dürfte aber in der erreichbaren Genauigkeit für die von Dir geforderte Genauigkeit reichen. Der verwendete Servo ist im verlinkten Posting bzw. im zugehörigen Thread genannt.

Ok?

[Calis007]

"Aber warum Servo hacken wenn Getriebemotoren das gleiche tun?"
Je nach Quelle ist es evtl. billiger.

"ich kann die Geschwindigkeit und Drehrichtung nicht kontrollieren oder?"
Kannst Du bei den anderen Motorarten auch nicht, wirst wohl eine H-Bruecke pro Motor brauchen und mit PWM ansteuern (oder ueber Servosignal, da wird's aber mit der Geschwindigkeit problematisch).
Wegen kein Getriebe: Ist die Frage wie schnell die drehen, evtl. geht direkt auf Welle wickeln - bei 20cm koennte es gehen (ohne dass der Durchmesser durch die Wicklungen zu stark ansteigt..).

"Was meinst du wie ich Umdrehungserkennung einbauen kann? Gibt es da spezielle sensoren?"
Taktscheiben auf der Welle und Gabellichtschranken oder Hallsensoren mit Magnet auf Welle. Ist aber beides auch nicht billig (x1000 ;)

"eventuell eine Kamera könnte reichen"
Glaub ich kaum, die Kugeln koennen sich ja gegenseitig verdecken, dann wird's kompliziert mit der Auswertung.

Vielleicht sind Schrittmotoren doch einfacher (praktisch ohne Last sollten die keine Schritte auslassen) - gibt es da welche, die klein und billig sind? Dann waere das einzig aufwendige daran die Ansteuerung (die doch etwas komplexer ist als bei einfachen DC-Motoren.

[Hubert.G]

Wenn die Kugelhubhöhe nicht mehr als 20cm sein soll, dann könnte ein Modellbauservo schon gut geeignet sein. Einfach einen längeren Hebel dran machen.
Dann hast du von jedem Servo die aktuelle Höhe, da du diese ja über die Impulsbreite vorgibst.
Für die Umdrehungserkennung gibt es mehrere Möglichkeiten. Wie früher bei der PC-Maus eine Scheibe mit Schlitze und Lichtschranke, auf der Scheibe weiß/schwarz Übergänge und ein Reflexoptokoppler. Wenn es um Drehzahl geht, dann ein Magnet in die Scheibe und ein Hallsensor davor der bei jeder Umdrehung einen Impuls gibt. Es gibt natürlich noch viel mehr Feinheiten.

[himo]

Erstmal danke euch allen. Wie ich sehe, ihr seid alle dafür dass Servos am besten geeignet sind für meine Aufgabe (in Betracht der kosten)
@oberallgeier: 5g sind doch sehr sehr leicht, ein servo muss es doch heben können, ich werde aber meine Test-Ergebnisse hier veröffentlichen (mit bisschen Zeit).
@Calis: ich denke dass ich per Imageprozessing es am besten lösen kann. Ja die Kugeln werden einander verdecken, aber ich konnte doch die Fäden neben einander in einer Ebene zeiehen lassen, 1000 Fäden könnten doch locker auf eine etwas größerer Scheibe Passen.
@Hubert: Ich habe es nicht verstanden mit dem alten PC-Maus!! ich kenne gar nicht das Prinzip.

Mir schweben aber einige Gedanken im Kopf wie ich mit wenigen Motoren alles zum Drehen bringen könnte, z.B. einpaar motoren als Antribekraft, und viel mehr bewegliche Motoren zum switchen zwischen den verschiedenen Geschwindigkeiten.
Statt 1000 Motoren zu nehemen, muss man doch in der Lage sein mit eipaar Duzende Motoren ein kleveres Apparat zu bauen.
Ich werde auf jeden Fall viel viel planen bevor ich los lege.

[021aet04]

Ich habe zwar nicht ganz verstanden wie du es machen willst, aber wenn du eine Skizze postest könnte ich mir eventuell etwas vorstellen.

Ich würde einfache Servomotoren (Modellbauservos) nehmen. So wie Hubert geschrieben hat mit einem längeren Hebel. Somit brauchst du auch keine Rückmeldung wo du bist. Du gibst einfach die Position vor wo er hin soll und den Rest macht der Servo.

Das Prinzip der Funktion der Maus wird hier beschrieben. http://de.wikipedia.org/wiki/Maus_(Computer)#Optomechanisch
Das ist nur eine Skizze. In der Maus ist es etwas komplizierter aufgebaut da man auch die Richung (vor oder zurück bzw links oder rechts) erkennen muss.

MfG Hannes

[Calis007]

Die Variante mit Servo + langer Hebel (Strohhalm vielleicht? oder duennes Kohlefaser/GFK-Rohr?) kommt mir langsam auch am Praktischsten vor. Kein Rumfummeln im Servo, kein Motortreiber, keine komplexe Ansteuerung. Die gesparten Kosten kannst in bessere Servos stecken ;)

[himo]

Ich habe zwar nicht ganz verstanden wie du es machen willst, aber wenn du eine Skizze postest könnte ich mir eventuell etwas vorstellen.

Es ist nur eine Idee, mal schauen ob sie realisierbar ist. Wie gesagt wenn ich was Interessentes erfinde :-D dann poste ich es hier.