Asuro Ersatz Roboter

[stochri]

Hallo Zusammen,

da ich schon einiges mit dem Asuro gemacht habe und nach kostengünstigen Alternativen für Bastelaktionen suche, habe ich eine eigen Version konstruiert.

Eigenschaften:

Microcontroller: Arduino Nano
Motortreiber: L293D
Antrieb: Pollin Motoren + Inline Skate Kugellager
Sensoren:
- Schalter
- 1 Schnurrhaar
- zwei LEDs als Lichtsensor
- MP6050 3Achs Gyro+Beschl.

Hier ein paar Bilder:
http://roboterclub-freiburg.de/projekte/freiBot/index.php

Die Idee mit den Kugellagern stammt vom Korsel Roboter http://korsel.hs-weingarten.de/

Ich habe mal angefangen eine Library zur Asuro Kompatibilität zu schreiben:

https://github.com/ChrisMicro/genubot/blob/master/Semaphore/asuro.cpp

Die Bauteilkosten für den Roboter liegen bei ca.20 Euro wenn man sich die Teile im Internet zusammenstellt.
Man muss auch nicht löten, wenn man ein Steckbrett verwendet.

Den Roboter habe ich "genubot" getauft, weil die Arduino Gruppe den Arduino in "Genuino" umbenennen will.

Ich freue mich, wenn jemand den Roboter nachbauen möchte.

[oberallgeier]

Das ist dann der Prototyp !? Sieht gut aus. Und DER DIY-Frontfühler :-)) Evtl. ne dickere Rundschnur als Antriebsriemen nehmen (O-Ring) - das gäb dann gleich einen Gummireifen mit besserer Traktion ! ? !


.. Arduino Nano .. Die Bauteilkosten für den Roboter liegen bei ca.20 Euro wenn man sich die Teile im Internet zusammenstellt ..Ja, ich hab mit dem nano - Stückpreis 5 Flocken - auch schon gearbeitet (Servotester mit variabler Geschwindigkeit, Grobtest mit 10kPoti, alternativ uart, Pulslänge ca. 5 µs bis 8 ms, Auflösung 0,5 µs, mit LCD-Anzeige). Ich finde diese HongkongClone konkurrenzlos billig - noch dazu, weil ich für den TQFP-Controller alleine in DE schon 2,25 zahle. Und dann noch ein FTDI-Clone und ein Spannungswandler dazu - alles auf ner schicken Platine . . .

[Manf]

Antrieb: Pollin Motoren + Inline Skate Kugellager
Die Idee mit den Kugellagern stammt vom Korsel Roboter http://korsel.hs-weingarten.de/
Sehr schöne Sache, aber die Erläuterung ist mir etwas zu kurz.
Der Pollin Motor ist eine Ausführung mit 2mm Welle (rund ohne Abflachung) und mit niedrigstem Preis 0,50€ und niedriger Nenndrehzahl
http://www.pollin.de/shop/dt/NTM0OTg2OTk-/Motoren/Gleichstrommotoren/Gleichstrommotor_Johnson_NF243G_20242.html
4000Upm bei 12V also etwa 1200Upm bei 4V
Mit einer Übersetzung von der 2mm Welle auf die Scheibe von 20mm ergibt sich 120 Upm oder 12cm/s.

Das Kugellager hat eine Nut auf der Lauffläche zur Führung des Antriebsgummis, die ist wohl selbst gemacht oder gibt es solche Scheiben mit Nut? Wie ist es mit einer gewölbten Lauffläche zur Führung des Riemens wie bei den alten Transmissionsscheiben mit Flachriemen, gibt es Beispiele dafür im Kleinroboterbreich?

30589
http://www.google.de/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fupload.wikimedia.org%2 Fwikipedia%2Fcommons%2Fb%2Fbe%2FFlachriemen.png&imgrefurl=https%3A%2F%2Fde.wikipedia.org%2Fwiki%2F Flachriemen&h=760&w=849&tbnid=iNXHvRzbnPPOQM%3A&docid=91tP6P5fm1LcvM&ei=DWjgVbPgNov6ae69kcgC&tbm=isch&iact=rc&uact=3&dur=639&page=1&start=0&ndsp=22&ved=0CDYQrQMwB2oVChMI85r43fbLxwIVC30aCh3uXgQp&biw=1165&bih=715

[stochri]

>Das ist dann der Prototyp !?
Dankeschön :-)

>Sieht gut aus. Und DER DIY-Frontfühler
Ja gell ;-) Die Schnurrhaare wollte ich schon immer mal ausprobieren.
Forschungsseitig war das vor kurzem auch mal im Internet:
http://www.geeky-gadgets.com/whiskers-robot-02-12-2009/
Ich habe 1mm Silberdraht verwendet. Der lässt sich gut biegen und ergibt eine wirklich gute Kollisionsabdeckung. Nur die Lagerung sollte man eventuell mit einer richtigen Stahlfeder machen, weil es passieren kann, dass ich der Silberdraht verbiegt und dann einen Dauerkontakt gibt.
Insgesammt finde ich aber, dass man für die kleinen Zweiradroboter mehr mit "Schnurrhaaren" experimentieren sollte, weil es sehr einfache und effektive Sensoren sind.

>Evtl. ne dickere Rundschnur als Antriebsriemen nehmen (O-Ring) -
>das gäb dann gleich einen Gummireifen mit besserer Traktion ! ? !

Ich weiß nicht. Meine Befürchtung wäre, dass bei nicht ganz parallelen Achsen der Riemen vom Kugellager runter läuft.


>.. Arduino Nano ..
>Ja, ich hab mit dem nano - Stückpreis 5 Flocken
Ich habe 5 Stück der Chinaclones für 15 Euro bekommen. Die haben zwar nicht die Original FDTI aber mein Linux hatte scheinbar die richtigen Treiber parat, deshalb liefen sie gleich ohne Probleme.


> 4000Upm bei 12V also etwa 1200Upm bei 4V
> Mit einer Übersetzung von der 2mm Welle auf die Scheibe von 20mm ergibt sich 120 Upm oder 12cm/s.

Ohne das jetzt praktisch nachgemessen zu haben, ich verwende einen 9V NiMh Blockakku und einen L293D. Ich schätze, dass die U-Max bei ca. 6V liegt und der Roboter geschätzt ca. 10cm/s erreicht.
Der Vorteil der Kugellagerkonstruktion: Der Roboter läuft fast geräuschlos und weich.


> Das Kugellager hat eine Nut auf der Lauffläche zur Führung des Antriebsgummis,
> die ist wohl selbst gemacht oder gibt es solche Scheiben mit Nut?
Nein. Ich habe auf einer Messe mit den Korsel-Leuten gesprochen. Die haben IGUS-Kunststoffkugellager verwendet. Mit der Zeit hat sich herausgestellt, dass sie Nuten für die O-Ringe die quasi das Radprofil bilden, brauchen. Sie haben also Nuten für O-Ringe in die Lager gefräst. Zwischen den beiden O-Ringen läuft dann der Antriebsgummi.

Da ich Stahlkugellager von Innlineskates verwende, die ich von meinen alten Skates übrig habe, kann ich keine Kerben fräßen. Ich habe mir Dichtungsgummis aus dem Baumarkt besorgt und jeweils zwei auf die Lager geklebt, so dass die Rille zwischen den beiden als Laufkerbe für den Antriebsgummi dient.

Kritisch ist vielleicht der Klebstoff. Ich habe Modellbaukleber verwendet ( ZACK, ELAPOR, optimierter CA-Klebstoff ).

Daten der Dichtungsgummis:
Cornat Tec 3800235
22x28mm


Wie ist es mit einer gewölbten Lauffläche zur Führung des Riemens wie bei den alten Transmissionsscheiben mit Flachriemen, gibt es Beispiele dafür im Kleinroboterbreich?

http://german.alibaba.com/product-gs/newest-u-groove-wheel-roller-guide-for-sliding-closet-door-1942247765.html

[stochri]

Wie bei meinem ersten Versuchsroboter hier
http://www.hobby-roboter.de/forum/viewtopic.php?f=4&t=131
kann man die Augen LEDs als Lichtsensoren benutzen. Damit konnte der Roboter, zwar langsam, einer Linie folgen.

Bei dem Versuchsroboter waren die LEDs noch an die Digitaleingänge angeschlossen. Beim Genubot sind die LEDs an die ADCs angeschlossen, damit erreicht man eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit.

[oberallgeier]

Wie bei meinem ersten Versuchsroboter hier ...... mit dieser sagenhaften Hinderniserkennung. Die hatte ich mit Sternthaler´s Hilfe auf CHIRPen umgebaut; (m)ein 4Quadranten-Sensor-Ungetüm (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=608512&viewfull=1#post608512) liegt für Archies Nahfeld-Erkennung bereit. Uuups - ist ja OT.

Du kennst sicher den 3pi. Dort sind die Reflexsensoren auch an Analogpinnen (https://www.pololu.com/docs/0J21/5.e) angeschlossen - gemessen wird die Ladezeit eines Kondensators. Geht wohl ziemlich genau, auch wenn ich den Vergleich Nur-ADC und ADC+Kondensator nicht gemacht habe.

[stochri]

... mit dieser sagenhaften Hinderniserkennung. Die hatte ich mit Sternthaler´s Hilfe auf CHIRPen umgebaut; (m)ein 4Quadranten-Sensor-Ungetüm (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=608512&viewfull=1#post608512) liegt für Archies Nahfeld-Erkennung bereit. Uuups - ist ja OT.

Ja, die ist genial. Ich glaube "waste" hatte die damals erfunden. Ich habe viele dieser Art Sensoren gebaut. Leider musst ich feststellen, dass die Empfänger ziemlich starken Streuungen in dem Betriebsmodus unterliegen. Fährt man im hellen Sonnenlicht, werden die Sensoren auch geblendet.
Für den Sumo-Roboterkampf ist ein Erkennungssensor für den anderen Roboter sehr wichtig:
https://www.youtube.com/watch?v=oscbdxMhX_4
Aber ich würde jetzt lieber einen fertigen Sensor verwenden. Vielleicht einen Sharp- oder Ultraschallsensor. Für Workshops wäre das weniger Bauzeit. Ich hoffe, ich finde da noch was günstiges und geeignetes.



Du kennst sicher den 3pi. Dort sind die Reflexsensoren auch an Analogpinnen (https://www.pololu.com/docs/0J21/5.e) angeschlossen - gemessen wird die Ladezeit eines Kondensators. Geht wohl ziemlich genau, auch wenn ich den Vergleich Nur-ADC und ADC+Kondensator nicht gemacht habe.

Der Versuchsroboter verwendet auch das Kondensatorprinzip. Es ist im MC-Netz beschrieben:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor
Ich habe ziemlich viel experimentiert. Für meine Datenübertragung mittels LEDs habe ich eine hohe Geschwindigkeit benötigt:
https://github.com/ChrisMicro/LedDataTransmission
Dort hat sich der ADC Kanal als die schnellste Variante herauskristallisiert.
Bei der ADC-Variante gegenüber der Kondensator Variante gibt es außerdem einen ziemlich großen Vorteil: Die Kennlinie ist exponentiell während die Entladezeit des Sperrschichtkondensators linear mit der Helligkeit geht. Mit der exponentiellen Kennlinie erhält man eine ziemlich große Dynamik.

[stochri]

Ich habe jetzt einen Beschleunigungssensor an den Roboter gebaut. Ach, wie einfach ist doch die Mikrocontrollerwelt dank des Arduino geworden.
Für einen ersten Test berechne ich einfach den Betrag der Beschleunigung aus den 3 Achsrichtungen.
Diesen Wert kann man verwenden, um ein Anstoßen des Roboters zu detektieren.

Hier das Beispielprogramm:
https://github.com/ChrisMicro/genubot/blob/master/MPU6050_test/MPU6050_test.ino
Seltsamerweise sinkt der Wert, wenn ich den Roboter mit der Hand anstoße. Vielleicht ein Fehler in der Formel?
Egal, für den ersten Test reicht es: stößt man den Roboter an, dreht er sich.

- - - Aktualisiert - - -


Der Pollin Motor ist eine Ausführung mit 2mm Welle (rund ohne Abflachung) und mit niedrigstem Preis 0,50€ und niedriger Nenndrehzahl
http://www.pollin.de/shop/dt/NTM0OTg...43G_20242.html (http://www.pollin.de/shop/dt/NTM0OTg2OTk-/Motoren/Gleichstrommotoren/Gleichstrommotor_Johnson_NF243G_20242.html)

Hallo Manfred,

gerade eben habe ich mir die Motoren bei Pollin noch mal angesehen. Jetzt muss ich feststellen, dass es doch einige verschieden gibt. Ich weiß leider nicht mehr, welchen ich bestellt hatte.
Welchen Motortyp würdest Du als optimal ansehen? Der oben gepostete?

[Manf]

Im Bereich 0,50€ gibt es welche mit unterschiedlicher Drehzahl, die kleinste ist die beste.
Der mit der allerkleinsten hat eine abgeflachte Welle.
Deshalb habe ich ihn nicht ausgesucht und den nächsten genommen.
http://www.pollin.de/shop/dt/NTM0OTg2OTk-/Motoren/Gleichstrommotoren/Gleichstrommotor_Johnson_NF243G_20242.html

Vielleicht kann man auch den mit der niedrigsten Drehzahl nehmen und die Welle mit Schrumpfschaluch wieder rund aufpolstern.
http://www.pollin.de/shop/dt/ODM0OTg2OTk-/Motoren/Gleichstrommotoren/Gleichstrommotor_Johnson_HF243LG_72689000.html

[stochri]

Hallo Manf,
nachdem ich nicht mehr wusste, welche Motoren ich verwendet habe, habe ich mir einfach die von Dir vorgeschlagenen bestellt.
Wie sich jetzt herausstellt, sind sie etwas größer und haben ein höheres Drehmoment.
Am Wochenende werden sie in Roboter eingebaut, dann zeigt sich in der Praxis, was sie hergeben.

[Manf]

Vielleicht haben wir ja dann bald auch alle durch:

Bestellnummer:310 560
Motormaße ohne Welle (LxØ): 29x20,4 mm
Bestellnummer:310 564
Motormaße ohne Welle (LxØ): 35x24,2 mm