Motoren für intelligenten Saugroboter

[vinni.k]

Hallo Leute,
ich habe einen Saugroboter gebaut und mir dafür zwei Schrittmotoren aus Ebay bestellt (Link siehe unten) und habe sie leider erst, nachdem ich den Roboter schon fast fertig gebaut hatte, getestet. Es stellte sich herraus, dass diese Dinger uüberhaupt keine Leistung haben (haben ein bisschen gezuckt, aber der Bot bewegte sich kein Stück)
Nun meine Frage:
Könnt ihr mir einen kostengünstigen Motor empfehlen? Das Ding ist, dass ich Schrittmotoren haben wollte, da man diese sehr genau ansteuern kann und das ist bei meiner Planung notwendig. Also gibt es einen günstigen Schrittmotor finden oder nimmt man einen anderen und dafür Radsensoren (ich hab keine Ahnung wie solche Dinger aussehen, aber ich hab gelesen, dass es sie gibt) ?





Hab den groben Plan vom Roboter beigefügt
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Hier die zu schwachen Schrittmotoren:
http://www.ebay.de/itm/28BYJ-48-Gear-Stepper-Motor-DC-5V-4-Phase-5-Wire-Reduction-Step-Fur-Arduino-AR-/350896882692?pt=Motoren_Getriebe&hash=item51b3158404

[Geistesblitz]

Wie schwer ist denn der Roboter? Schrittmotoren mit Getriebe sind zwar schonmal nicht schlecht, allerdings kann der Schrittmotor in diesem Teil nicht besonders groß sein, wenn da noch ein Getriebe Platz finden soll. Ich glaub, diese Form von Schrittmotoren ist auch eher für den Einsatz in modernen Tachos in Autos gedacht. Ich würde vielleicht ein paar kräftigere Nema-17 Schrittmotoren nehmen, die können schonmal bis zu 0,5 Nm oder mehr haben. Musst auf jeden Fall auf die Drehmomentangabe achten, wenn keine da ist, entweder nachfragen oder was anderes suchen. Außerdem würde ich auch zu bipolaren (4 Kabel) Schrittmotoren raten, da die unipolaren (5 oder 6 Kabel) meist schwächer sind. Bei Schrittmotoren mit 8 Kabeln kann man sogar alle Spulen so beschalten, wie man möchte (unipolar, bipolar seriell, bipolar parallel). Die Räder sollten vielleicht auch nicht direkt auf der Motorwelle sitzen, sondern eine eigene Welle haben, die dann vernünftig gelagert ist und wozwischen man noch ein Getriebe schalten kann (zB. Zahnriemen, haben praktisch kein Spiel).

[vinni.k]

Hallo, vielen Dank für die schnelle Antwort :-)
Der Roboter an sich ist ziemlich leicht, er besteht ja zum Großteil aus Holz (die Verkleidung sogar aus Balsa), ich würde sagen, nicht mal 1 Kg.
Das mit dem Nema-17 ist schon eine Überlegung wert, aber er ist ja ziemlich teuer (also wahrscheinlich im Vergleich zu anderen Schrittmotoren nicht) aber mit Treiber geht das schon ins Geld. Ich bin noch Schüler und da hat man ja bekanntlich immer Geldmangel! ;-)
Gibt es nicht eine Möglichkeit mit "normalen" Getriebemotoren und Sensoren?

Viele Grüße,
Vinni

[Geistesblitz]

Klar geht das auch, aber ist relativ aufwändig. Du musst dann nämlich die Sensoren erstmal irgendwie auswerten, was je nach Sensor unterschiedlichkompliziert werden kann. Dann musst du die Getriebemotoren mit PWM über eine H-Brücke steuern können und dann auch noch eine Regelung in deinem Controller realisieren, damit der Motor auch wirklich das macht, was er soll. Ich kann mir vorstellen, dass das für einen Schüler vielleicht ein bisschen zu viel verlangt sein könnte, aber du kannst dir ja ruhig mal ein paar Sachen zu Regelungstechnik angucken.
Wenn du aber sagst, dass deine Elektronik schon für Schrittmotoren gedacht ist, wieso dann wechseln? Bzw. welche Elektronik ist es denn? Wenn sie für größere Motoren nicht geeignet ist, wäre Wechseln vielleicht doch sinnvoll. Je nachdem, wo man sucht, sind die eigentlich gar nicht mal so teuer. Bei Ebay gibts manchmal auch welche aus irgendwelchen Lagerauflösungen, so hab ich 4 Nema-23 Schrittmotoren für ca. 20€ bekommen. Bei Pollin gibts gerade aber leider auch keine guten Angebote.

[robin]

Wie Geistesblitz schon geschrieben hat, der von dir gewählte Motor ist als Antrieb ungeeignet. Die Teile werden meist in Tachos oder ähnlichen Anzeigen eingesetzt, in denen keine Kraft benötigt wird.

Willst du das ganze weiterhin mit Schrittmotoren machen, sollte es schon in der Größe eines Nema 17 sein.
Wenn du den Schrittmotor gewählt hast um zusätzliche Sensorik (Drehimpulsgeber) zu sparen, solltest du dir das Thema Schrittverlusten noch mal durch lesen. Man kann einen Schrittmotor zwar genau ansteuern, bekommt aber nie eine Aussage zurück, ob er dir zuhört/folgt. Wenn du den Schrittmotor als Antrieb nutzt, solltest du ihn entweder zu groß dimensionieren (schlecht für den Akku) oder ein Feedback einbauen um Schrittverluste zu detektieren.

Alternativ hättest du die Möglichkeit einen DC-Motor zu nehmen und diesen über einem Drehimpulsgeber aus zu werten. Funktioniert recht gut und ist im Vergleich zu einem Schrittmotor billig. Als Drehimpulsgeber könntest du entweder eine Lochschreibe mit Lichtschanken aus werten oder auf einen Hall-Sensor zurück greifen. Für Bastler bietet sich eigentlich die erste Version an, da entsprechende Hall-Sensoren doch vergleichsweise ab 6€/Stk. teuer sind (außer man holt sie sich als Sample ;) )

Was auch noch gehen würde wären BLDCs aber da ist mit einem schnellen Erfolg mMn. nicht zu rechnen, da die Ansteuerung nicht gerade trivial ist. Man könnte zwar einen fertigen Modellbau Fartenregler nehmen, ist damit aber recht unflexibel.

Persönlich würde ich wohl auf einen normalen DC Motor mit Encoder setzen, das ist aber nur meine Meinung und du hast ja schon die Elektronik für Schrittmotoren.

[Geistesblitz]

Also wenn es die Schrittmotorelektronik ist, die bei den kleinen Schrittmotoren üblicherweise dabei sind, kann man die glaub ich vergessen.

Als Motoren könnte man auch gemoddete Servos verwenden. Wenn man bei denen das Poti von der Abtriebswelle trennt, geben die sehr einfach zu steuernde und günstige Getriebemotoren ab. Braucht man nur ein Servosignal raufgeben und anstatt zu einer Position zu fahren, führen sie dann eine kontinuierliche Bewegung mit einstellbarer Geschwindigkeit aus. Als Encoder kann man auch die Lochscheiben, IR-Dioden und Fototransistoren aus alten Kugelmäusen verwenden, damit hätte man nachher eine relativ brauchbare Auflösung, nur die Auswertung ist dann nicht ganz einfach.

Bei solchen Reglern ist es manchmal recht praktisch, einen kleinen Controller (zB. ATtiny45 o.ä.) nur für diese Aufgabe abzustellen, damit auch wirklich keine anderen Operationen dazwischen kommen. Kommunikation dann über einen Bus, ist dann sehr praktisch. Allerdings bin ich selber noch dabei, mich mit sowas auseinander zu setzen, wie man sowas am besten aufbaut weiß ich also auch noch nicht so ganz.

[vinni.k]

Ja, es waren nur so billige Motortreiber.
Also, ich fasse das jetzt mal kurz zusammen:
1. Nema 17 mit Motortreiberboard und Sensor
2. DC Motor mit Sensor
3. Servo mit Sensor
(Bitte vervollständigen)

Für mich hören sich die Gleichstrommotoren am besten an (auch weil ich noch ein Board dafür habe).
Könnt ihr mir welche empfehlen und wie sieht's aus mit einer Welle, ist das notwendig (habe keinen Platz für eine lange Welle)?
Und wie genau sieht das mit der Sensorik aus?


MfG
Vinni

[vinni.k]

:confused:

[vinni.k]

Ok, irgendwie meldet sich hier keiner mehr...egal, hier meine Frage:

Welcher Servo würde sich für das Projekt eignen?
Welche Stellzeit? Welchen Stellmoment?