Motor für kleinen Roboter

[nofear87]

Hallo,
ich möchte gern meinen ersten Raspberry Pi Roboter bauen und suche hierfür noch die passenden Motoren.

Wichtig ist mit, dass es eine passende Halterung dazu gibt, mit der ich ihn an einer Platte etc. befestigen kann.
Weiterhin sollte die Möglichkeit bestehen Räder aus dem Modellbau auf die Achse zu bekommen. Geht das prinzipiell immer? Oder auf was muss ich hier achten?

Zunächst möchte ich mit 2 Motoren beginnen, Aber die Option auf 4 möchte ich mir offen lassen.

Genug Power sollten die Motoren auch haben, falls später mal etwas mehr Last zu tragen ist als nur das Gestell.

Wo fange ich am besten an nach einem solchen Motor zu suchen? Und auf was muss ich als Anfänger achten? Bzw. gibt es Motoren die sich für sowas schon mehrfach bewährt haben?

Sowas in der Art schwebt mit motor-/reifenmäßig vor: https://www.piborg.org/diddyborg/metaledition

Danke!

[BMS]

Hallo,
also empfehlen könnte ich den RB 35 oder den MFA 540 bei Conrad (20/25 Euro).
Für den ersten gibt es Halterungen (NR. 220445) zu kaufen, beim zweiten ist eine Befestigungsmöglichkeit schon dran.
Bei diesen Motoren kann man verschiedenen Getriebe-Untersetzungen wählen.
Welches Drehmoment und welche Drehzahl man braucht hängt natürlich von der Anwendung ab (Raddurchmesser, welche Geschwindigkeit, wie schwer wird der Roboter usw...).
Hier im Forum gab es irgendwo auch eine Vergleichstabelle bekannter Motoren, finde ich nur grade nicht :-k
Zur Ansteuerung der Motoren braucht man auch noch geeignete Treiber (H-Brücken).
Grüße, Bernhard

[Rabenauge]

Das Teil in dem Link würde ich nicht eben als "klein" bezeichnen.
Das ist schon ein ganz schöner Brocken: die Motoren dürften 400er Baugrösse sein, sowas kann leicht 25W liefern, und das sechsmal, reicht für nen paar Kilo bei guter Untersetzung. Die Räder sehen aus wie von 1:10er Glattbahn-RC-Fahrzeugen.
Das hier: http://www.sainsmart.com/robotics/sainsmart-4wd-drive-aluminum-mobile-robot-platform-for-robot-arduino-uno-mega2560-r3-duemilanove-black.html würde ich eher zu den "kleineren" zählen (in etwa die Grösse von RP6), für den Preis recht vernünftig.
Die da verbauten Getriebe gibts auch einzeln (in Ebay z.B.), da kosten die so um nen Fünfer pro Stück. Damit kann man noch deutlich "kleiner" bauen- aber für nen RaspPi wär das Chassis wohl grad die passende Grösse.Weiters gibt es von Tamiya noch ein nettes Doppelmotor-Getriebe (bei dem man die Untersetzung auch aus mehreren Varianten beim Bau wählen kann), damit und mit dem Tamiya-Track-Set kann man nen recht netten Kettenroboter bauen:
https://www.youtube.com/watch?v=FG-76C2oBSQ
Dürfte noch bissel preiwerter werden als das von Sainsmart. Sicher kann man an die Getriebeeinheit auch normale Räder bauen.

[i_make_it]

Wie klein ist den klein?
Abmessungen/Gewicht des geplanten Roboters.
geplante Laufleistung des Motors.

Klein nach meiner definition wäre z.B. ein gehackter Microservo.
Bsp.: MODELCRAFT Micro Servo MC1811 Gleitlager Getriebe Kunststoff
Stell-Moment bei 6 / 7,4 V 18 Ncm
Stell-Zeit 6 V / 7,4 V 0,08 s (60°) = 2,083 RPS = 125 RPM
Breite 11.5 mm
Höhe 24.5 mm
Länge 23 mm
Preis: 5€

Vorteil: klein, mit Getriebe, PWM tauglich.

Nachteil: Kunststoff Gleitlager, mechanischer Umbau notwendig, elektrischer Umbau (Poti-Spannungsteiler) notwendig.

[nofear87]

Hey, erst einmal vielen Dank für die Rückmeldungen ;-)

Stimmt schon, klein ist Definitionssache... Ich habe mir die Conrad Motoren angeschaut...die gehen in die Richtung was ich mir vorgestellt habe. Kann man hier die Übersetzung einstellen ohne extra Teile nachzukaufen? Welche Räder würden auf die Achsen passen?

Auch die empfohlenen Tamiya Teile habe ich mir angeschaut...leider ist mir die Plattform etwas zu klein. Un es wirkt mir auch zu sehr nach Plastebomber.

Die genauer Größe der Roboter kenne ich noch nicht. Ich wollte das Grundgerüst aus Aluprofilen bauen. Er wird also erstmal nicht sehr schwer sein. Aber für weiterführende An- und Umbauten hätte ich gern noch etwas Luft nach oben.

Ich möchte mal noch folgende Rad/Motor Kombi in den Raum stellen:

http://www.modmypi.com/electronics/motors-and-robotics/dc-motor-6v-60rpm-inc.-gearbox,-wheel,-coupler-and-bracket-metal-gear

Die machen auf mich einen soliden Eindruck? Oder was sagen die Kenner? (Vorteil hier: Rad ist auch schon dabei und der Preis passt)

An dieser Stelle komme ich auf das PWM...werden nicht alle DC Motoren über die H-Brücke über PWM gesteuert?
Gibt es Brücken die ihr empfehlen könnt? Laut der Beschreibung wären es ja 4*0,5A/6V pro Motor. Kommt die normale Ebay-H-Brücke damit klar? Bzw. gibt es vielleicht Brücken die sich ehr für den Raspi empfehlen und mit denen man später auch gleich noch 2 Schrittmotoren oder Servos betreiben könnte?

Viele Fragen xD

Grüße
Robert

[BMS]

Hallo,
die Übersetzung lässt sich nachträglich nicht (oder nur mit hohem Aufwand, teuer) ändern.
Als Räder sind ggf. die "Reely Kompletträder" geeignet (günstigste: 4er-Set für 9,99).
Für die Verbindung Achse-Rad gibt es mehrere Varianten: http://rn-wissen.de/wiki/index.php/R%C3%A4der_an_der_Motorwelle_befestigen_%28Welle/Nabe-Verbindung%29
Die modmypi-Lösung ist natürlich schön einfach, da alles mit dabei ist und es auch relativ günstig ist. Ob die Motorleistung reicht, würde ich bezweifeln. Hängt natürlich vom späteren Robotergewicht ab... :-k


Was du bauen möchtest, gibt es ja beim ModMyPi-Shop ja fix & fertig zu kaufen. Suche nach DiddyBorg ...
http://www.modmypi.com/raspberry-pi/set-up-kits/project-kits/diddyborg-high-torque-raspberry-pi-robot-diy-kit


Bei den H-Brücken gibt es auch Dutzende. Da bietet es sich an, die Treiber etwas zu überdimensionieren, also für höhere Motorströme als gefordert, auszulegen.
Je nach Erfahrung und Wille zum Selbstbau/Entwicklung wird man sich entweder für ein Fertigmodul entscheiden oder die Treiber-ICs einzeln kaufen und mit ihrer Außenbeschaltung verlöten...

Wenn man Schrittmotoren richtig ansteuern möchte, braucht man spezielle Treiber, die auch die Stromregelung realisieren.
Servos brauchen keine H-Brücke, das ist alles integriert. Die werden über eine PWM-Leitung angesteuert. Können allerdings meist nur 180° oder 270° drehen (kann man umgehen, "Servo-Hacking").

Grüße,
Bernhard

[Thegon]

Hallo!

Ich wollt nur einwerfen:
Pollin hat einiges an billigen Getriebemotoren (oft Restposten):
http://www.pollin.de/shop/p/OTk3OTg4/Motoren/DC_Getriebemotoren.html

Beispielsweise diesen hier habe ich schon einmal gekauft:
http://www.pollin.de/shop/dt/MjE1OTg2OTk-/Motoren/DC_Getriebemotoren/DC_Getriebemotor_IGARASHI_2732_0141_2434_16.html
Für so einen kleinen Roboter glaub ich ganz gut zu gebrauchen.

Pollin hat halt den Vorteil, dass diese Restposten oft weniger als halb so teuer sind wie ähnliche Motoren bei anderen bekannten Herstellern.
Weiß nicht, ob der Threadsteller noch interesse hat, nur der Vollständigkeit halber ;-)


Grüße,
Thegon

[nofear87]

Hallo,
die Übersetzung lässt sich nachträglich nicht (oder nur mit hohem Aufwand, teuer) ändern.
Als Räder sind ggf. die "Reely Kompletträder" geeignet (günstigste: 4er-Set für 9,99).
Für die Verbindung Achse-Rad gibt es mehrere Varianten: http://rn-wissen.de/wiki/index.php/R%C3%A4der_an_der_Motorwelle_befestigen_%28Welle/Nabe-Verbindung%29
Die modmypi-Lösung ist natürlich schön einfach, da alles mit dabei ist und es auch relativ günstig ist. Ob die Motorleistung reicht, würde ich bezweifeln. Hängt natürlich vom späteren Robotergewicht ab... :-k


Was du bauen möchtest, gibt es ja beim ModMyPi-Shop ja fix & fertig zu kaufen. Suche nach DiddyBorg ...
http://www.modmypi.com/raspberry-pi/set-up-kits/project-kits/diddyborg-high-torque-raspberry-pi-robot-diy-kit


Bei den H-Brücken gibt es auch Dutzende. Da bietet es sich an, die Treiber etwas zu überdimensionieren, also für höhere Motorströme als gefordert, auszulegen.
Je nach Erfahrung und Wille zum Selbstbau/Entwicklung wird man sich entweder für ein Fertigmodul entscheiden oder die Treiber-ICs einzeln kaufen und mit ihrer Außenbeschaltung verlöten...

Wenn man Schrittmotoren richtig ansteuern möchte, braucht man spezielle Treiber, die auch die Stromregelung realisieren.
Servos brauchen keine H-Brücke, das ist alles integriert. Die werden über eine PWM-Leitung angesteuert. Können allerdings meist nur 180° oder 270° drehen (kann man umgehen, "Servo-Hacking").

Grüße,
Bernhard

Wieder mal einen großen Dank an Alle!

Warum kann man die Motoren nachträglich nicht mehr verändern? So wie ich das auf Conrad sehe gibt es eine "Brücke" zum Sperren der Ritzel?

Ja, den habe ich auch schon gesehen...ist aber recht teuer...ich denke ich komme mit 2 oder 4 Rädern für den Anfang aus. Und das Selberbauen des Chassi macht einfach mehr Spaß.

Nun noch eine wichtige Frage bzgl. der H-Brücke. Ich habe bereits Experimente mit einem L293D hinter mir. Allerdings war das ein recht kleiner Motor. Und wenn ich mir so die Eckdaten anschaue wird ein purer L293Dnicht für 2-4 oder eventuell auch mal mehr Motoren ausreichen. Gibt es irgendwo Infomaterial wie man eine leistungsfähigere H-Brücke realisiert und welche Teile dafür erforderlich sind? Ich denke die fertigen haben nicht ohne Grund Kühler etc. Selberbauen ist wie bereits gesagt das Ziel :-) Ich muss nur abchecken ob ich mir das zutrauen kann. An der Stelle wäre noch interessant ob der Selbstbau mit den Raspi Python Libraries zu Steuerung harmoniert?

Grüße Robert

[Geistesblitz]

Bei so kleinen Motoren brauchst du aber die H-Brücke noch nicht selber bauen. Der L293D ist im Vergleich ziemlich schwach, guck mal bei Getriebemotoren-Ansteuerung (http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Getriebemotoren_Ansteuerung) im RN-Wissen rein, da sind ganz unten verschiedene H-Brücken-ICs aufgelistet. Ich hab beispielsweise mit dem L6205 ganz gute Erfahrungen gemacht, kommt aber eben auch immer auf den zu erwartenden Strom usw. an.

[nofear87]

Bei so kleinen Motoren brauchst du aber die H-Brücke noch nicht selber bauen. Der L293D ist im Vergleich ziemlich schwach, guck mal bei Getriebemotoren-Ansteuerung (http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Getriebemotoren_Ansteuerung) im RN-Wissen rein, da sind ganz unten verschiedene H-Brücken-ICs aufgelistet. Ich hab beispielsweise mit dem L6205 ganz gute Erfahrungen gemacht, kommt aber eben auch immer auf den zu erwartenden Strom usw. an.

Die Motoren die ich nehmen will werden mit 6V betrieben. Funktioniert die L6205 da? Die Motoren haben max. 0,5A Stromverbrauch. D.h. 2A bei 4 Motoren. Da würde doch eine H-Brücke von Ebay reichen? z.B. so eine http://www.ebay.de/itm/L298N-Schrittmotorendstufe-Dual-H-Brucke-DC-Stepper-Motor-Treiber-Driver-/171545015823?hash=item27f0e1360f:g:Q~EAAOSw-vlVpN7g Ist Logic Voltage die Ausgangsspannung?

Oder gibt es noch welche die etwas mehr Strom vertragen? Über Links wäre ich dankbar ;-)

[Geistesblitz]

Strom musst du pro Ausgang gucken, der L298 aus dem Ebay-Angebot hat 2A pro Ausgang, also insgesamt 4A. Willst du da jetzt zwei Motoren an je einen Ausgang hängen? Dann sollte das ganz gut gehen, die sollten auch mit den 6V zurechtkommen. Logic Voltage ist die Logikspannung für die Eingänge, üblicherweise 5V oder 3,3V, je nachdem welcher Pegel verwendet wird. 5V ist aber geläufiger. An den Ausgängen liegt dann die Motorspannung an, also deine 6V, wobei du die Ausgangspins so schalten kannst wie du willst, für Geschwindigkeitssteuerung wird da PWM verwendet.

[BMS]

Hallo,
der L298 ist relativ alt und hat hohe Verluste.
Total Drop: max. 3,2V @ 1A; max 4,9V @ 2A (aus dem Datenblatt http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet2/2/052daje928cw7pc0uqs1ipyryppy.pdf)
Von 6V bleibt dann nicht mehr viel übrig...
Grüße, Bernhard

[HaWe]

egal ob alt oder neu, die L293 und L298 finde ich ideal, weil billig und universal einsetzbar.
Vorrausgesetzt, sie funktionieren mit 3.3V signal levels.

An Motoren verwende ich gern die Encodermotoren von Lego Mindstorms. Sie gibt es in verschiedenen Bauformen, die Encoder sind ideal mit Raspi und Arduino libs auslesbar, sie laufen bei 7-12V und haben 0,6A bis 2A (sttalling) Stromaufnahme.
Braucht man stärke Antriebskraft, kann man sie auch auf die selbe Achse stecken:

http://www.mindstormsforum.de/viewtopic.php?f=70&t=8624#p67235

[nofear87]

Hallo,
der L298 ist relativ alt und hat hohe Verluste.
Total Drop: max. 3,2V @ 1A; max 4,9V @ 2A (aus dem Datenblatt http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet2/2/052daje928cw7pc0uqs1ipyryppy.pdf)
Von 6V bleibt dann nicht mehr viel übrig...
Grüße, Bernhard

Was wäre denn eine bezahlbar und sinnvolle Alternative?

Und in wie weit muss die Akkuspannung bei der Brücke auf die Motorspannung passen? Muss ich dann mindestens eine 6V Spannungsquelle anschließen?

- - - Aktualisiert - - -


egal ob alt oder neu, die L293 und L298 finde ich ideal, weil billig und universal einsetzbar.
Vorrausgesetzt, sie funktionieren mit 3.3V signal levels.

An Motoren verwende ich gern die Encodermotoren von Lego Mindstorms. Sie gibt es in verschiedenen Bauformen, die Encoder sind ideal mit Raspi und Arduino libs auslesbar, sie laufen bei 7-12V und haben 0,6A bis 2A (sttalling) Stromaufnahme.
Braucht man stärke Antriebskraft, kann man sie auch auf die selbe Achse stecken:

http://www.mindstormsforum.de/viewtopic.php?f=70&t=8624#p67235

Sieht top aus ;-)

[BMS]

Die Nennspannung der Motoren sollte ungefähr der Akkuspannung entsprechen.
Wenn ich versuche einen 6V Motor am 12V Akku zu betreiben, wird der Motor überlastet und geht bald kaputt.
Anders herum: Ein 12V Motor an 6V dreht sich langsamer als Nenndrehzahl.
Also sollten Akkuspannung und Motorspannung nicht zu weit auseinanderliegen.
Die Brücke muss die Akkuspannung schalten können.

http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Getriebemotoren_Ansteuerung#Vergle ich_der_gezeigten_Motortreiber.28-bausteine.29
Einige H-Brücken arbeiten erst ab 12V. Wenn man aus der Liste alle SMD-Bausteine ausschließt und UB~6V sucht, bleiben nur L293B/D/E, L298, TLE4202. TLE5205 wird nicht mehr hergestellt.

Grüße, Bernhard

[oberallgeier]

Was wäre denn eine bezahlbar und sinnvolle Alternative? .. wie weit muss die Akkuspannung .. die Motorspannung passen? ..Ich habe schon mit recht bescheidenen Regelmöglichkeiten - das liegt halt dann in der Natur der Sache/Physik/PWM - 3V-Motoren aus Akkuschraubern mit 12-V-Akkus über ne H-Brücke gesteuert. Sooo schlecht ist es nicht, natürlich weit unter optimal.

Ne bezahlbare und sinnvolle Alternative gibts von Toshiba, den TB6612FNG. Die hab ich auf allen meinen babyorangutans (von pololu) drauf. SMD, ok, aber als SSOP24 schon noch recht ordentlich lötbar, zumal die Motorstromleitungen immer auf zwei benachbarten Pinnen rauskommen. Technische Daten max 15V, zwei Kanäle, pro Kanal 1,2 A, peak 3 A, viele nennen Dropouts von weit unter 1V. Siehe z.B. hier (http://forum.makeblock.cc/t/the-review-of-dc-motor-drivers-l298n-tb6612fng-and-lv8406t/372/4), ab "1.The Full Version of Efficiency Test Data".

[nofear87]

Hallo,
also empfehlen könnte ich den RB 35 oder den MFA 540 bei Conrad (20/25 Euro).
Für den ersten gibt es Halterungen (NR. 220445) zu kaufen, beim zweiten ist eine Befestigungsmöglichkeit schon dran.
Bei diesen Motoren kann man verschiedenen Getriebe-Untersetzungen wählen.
Welches Drehmoment und welche Drehzahl man braucht hängt natürlich von der Anwendung ab (Raddurchmesser, welche Geschwindigkeit, wie schwer wird der Roboter usw...).
Hier im Forum gab es irgendwo auch eine Vergleichstabelle bekannter Motoren, finde ich nur grade nicht :-k
Zur Ansteuerung der Motoren braucht man auch noch geeignete Treiber (H-Brücken).
Grüße, Bernhard

Welchen RB35 könntest du mir denn für den Anfang empfehlen? Ich kenne mich mit den Übersetzungen so gar nicht aus. Sind sie laufruhig? Und kommen sie auch mit 6V gut klar?

Würden die auch mit einer 293 Brücke laufen?

Geplant ist die Stromversorgung über 18650 Li-Ion Akkus. Gibt es da Module die dem Raspi die richtige Spannung zukommen lassen?

Danke! Grüße
Robert

[TC14]

Ich fürchte, dass dein Wunsch nach Motoren, die mehr Strom vertragen, etwas schwer zu erfüllen sein könnte. Oder was denken die Anderen?

[nofear87]

Ich fürchte, dass dein Wunsch nach Motoren, die mehr Strom vertragen, etwas schwer zu erfüllen sein könnte. Oder was denken die Anderen?

Bzgl. des Treibers/der brücke oder wegen was?

[Manf]

Ich fürchte, dass dein Wunsch nach Motoren, die mehr Strom vertragen, etwas schwer zu erfüllen sein könnte. Oder was denken die Anderen?
Bzgl. des Treibers/der brücke oder wegen was?
Der Autor oben hat viele Threads kommentiert und ist dabei etwas durcheinander gekommen. Er wird erst einmal eine Pause einlegen.