Vierrad m. Knicklenkung u. Selbstbaudiff. -abgeschlossen

So,

ich wage mich weiter vor. Nachdem mein Gummidifferenzialgetriebe ( https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=49786 ) doch nicht so schlecht in den Kritiken weggekommen ist, wie ich gefürchtet hatte, versuche ich das nun in ein vierräderiges Fahrzeug einzubauen.

Das Vierrad soll mal als Linienfolger jedoch noch ohne MC fahren. Lenkung durch Servo an einer Knicklenkung. Das Knick- und Torsionsgelenk hatte ich auch schon mal im RN eingestellt: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=49934 Das Heck ist nun fertiggeworden und das Ergebnis kann mich noch nicht davon abhalten weiterzumachen. :-)


Hier ein Video dazu: http://www.youtube.com/watch?v=iZOqEgJs0LI


Bin selbst gespannt, wie das Vorderteil aussehen wird. Es soll kleinere Räder erhalten und auf einem tieferen Niveau als achtern der Elektronik Platz bieten. Hinten gibt es ja reichlich Platz für Energie - das Getriebe schluckt schon einiges an Kraft und braucht Anpreßdruck zum Boden :-)

Bisher verwendete Bauteile im SgGD (= Servogelenktes Gummidifferenzialgetriebe): Ein 5 Euro Servo vom C, zwei parallel geschaltete RF-300C-09550 Mabuchi Motoren aus einem alten Toshiba CD Laufwerk. Profile aus'm Baumarkt, Sperrholz, Haushaltsgummi. Servoansteuerungselektronikprototyp mit NE555 Timer IC.

Gruß
Searcher

da hab ich ja mal wieder ein gutes vorbild gefunden :wink:

schaut gut aus, die servolenkung gefällt mir gut, ich werd bei meinem ersten eigenen projekt jedoch nicht so gut mit metall arbeiten können :(

einige dinge werd ich wahrscheinlich auch noch abschauen können

viel erfolg!

MFG

Wie machst du das mit dem Lenken. Arbeitest du auch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit der Antriebsräder?
Bei zu geringem Anpressdruck vorne würde der Lenkteil nur hin und hergeschoben werden. Eine Richtungsänderung würde erst bei einem gewissen Reibungswiderstand und mit Verzögerung zustande kommen.
Ist der Anpressdruck vorne zu groß, könnte das Servo Probleme mit dem Schieben bekommen.
Hast du da schon was probiert? Vielleicht überbewerte ich dieses Problem auch.

Hi,

Danke asurofreak. . Alle Teile, die ich verwendet habe sind sehr günstig zu bekommen. Dafür muß man sich aber auch alles selber passend machen und dementsprechend hoch ist der Zeitaufwand.

Die Bearbeitung von Metall, insbesondere von weichem wie Aluminium ist aber auch nicht sooo schwierig. Kommt drauf an wie hoch man sich die Ziele steckt. Es dauert allerdings länger um zB etwas abzufeilen als bei Sperrholz oder Kunststoff. An das Werkzeug wie Bohrer, Feilen, Laubsägeblätter etc werden natürlich auch höhere Anforderungen gestellt. Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen und ich bin auch noch weit davon entfernt. Wenn Du anfängst, Dir Zeit läßt und Dich von Rückschlägen nicht entmutigen läßt, wirst Du das sicher auch bald können. Kannst ja erst mit weichem Metall wie Messing und Aluminium anfangen. Ich hatte bei der 3mm Gewindestange die Edelstahlvariante im Baumarkt erwischt. Das Teil ist verdammt zäh zu bearbeiten und es hätte auch ohne weiteres die Eisen- oder Messingvariante getan. Mit viel weniger hartem Material bin ich bei "Herbie PLUS" ausgekommen (hat aber auch keinen Servo und kein Differenzial).

@Hubert.G: Die Bewegung zum Lenken wird vom Servo erzeugt und durch das Knickgelenk in der Mitte des Fahrzeugs können sich die Winkel der beiden Achsen zueinander verändern und somit eine Fahrtrichtungsänderung hervorgerufen werden (luftschnapp). Die Antriebsräder sind über das Differenzialgetriebe gekoppelt. Das Differenzialgetriebe gleicht die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Räder bei Kurvenfahrten aus (soll ausgleichen). Die Antriebskraft wird von zwei DC Motoren, die elektrisch und mechanisch parallel geschaltet sind, erzeugt und wirkt auf das Differenzialgetriebe. Also kein Lenken durch unterschiedliche Antriebsradgeschwindigkeiten.

Ich hab keine Versuche wg der Bodenhaftung oder des Wegrutschens der Vorderräder beim Lenken gemacht. Der ganze SgDG ist eben dieser Versuch. Vorher hab ich abgeschätzt ob es funktionieren könnte. Nach der Grobplanung wurden als erstes die großen Räder (7cm Durchmesser) am Differenzial angebracht und auf dem Tisch ein bißchen "rumgefahren". Das ging so gut (die großen Räder stellen große Hebel dar, die auf das widerspenstige Differenzial wirken), daß ich die Chancen für ein Gelingen gut einschätze und jetzt einfach weiter mache.

Der Servo wird in dieser Konstruktion als letztes Probleme bekommen. Dadurch, daß die Vorderräder frei drehbar aufgehangen werden und das Differenzial doch recht befriedigend seine Arbeit tut, hab ich da gar keine Bedenken. Außerdem hab ich das Servohorn auf zwei Seiten befestigt, so daß es immer ziehen kann und nicht schieben braucht.

Zur Verbesserung der Bodenhaftung und damit besseren Lenkbarkeit hat oberallgeier in seinem thread zur autonomen Blechdose :wink: https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...=417039#417039 eine sehr schöne Anregung in Richtung Fahrradschlauch gegeben.

Gruß
Searcher

Das Differenzial war für mich nicht ersichtlich, verbessert das Lenkverhalten aber sicher enorm.

Nachdem ich dem SgGD nun eine Vorderachse verpaßt hatte, wollte ich es auch unbedingt fahren sehen. Mit zwei NE555 und einem LM358 "schnell" eine Schaltung zusammengestrickt um dem Servo eine Zwangssteuerung zu geben und auf gings zur Jungfernfahrt.

Kurzes Video davon: http://www.youtube.com/watch?v=gAV5ALJbUhk

Der breite helle Streifen auf dem Boden ist eine Rampe (relativ niedrig weil kaum Bodenfreiheit) um auch die Verwindung zu testen. Wichtig, damit alle vier Räder auf dem Boden bleiben.

Testlauf war viel besser als erwartet. Die Antriebsgummis müssen etwas mehr Spannung kriegen und die Motoren liefen nur mit 3 Volt. Mit 4,5 Volt fuhr es mir auf und davon. Kommt sowieso später eine PWM dran.

Nachdem das über Erwarten gut lief, kann ich nun endlich an die eigentliche Elektronik gehen.

Gruß
Searcher

EDIT Video ausgetauscht

Hallo

Sehr hübsch. Wie ich erwartete, das zum Differenzial passende Fahrzeug ist schon etwas größer. Das Knickgelenk aus dem Baumarktmix gefällt mir natürlich sehr gut. Auch ohne großen Maschinenpark kann man funktionelle Spielereien zusammenbasteln :)

Der Lenkradius erscheint mir ähnlich groß wie beim vergleichbar dimensionierten fahrbaren Komponententräger von vohopri, dieser verwendet allerdings eine Achsschenkellenkung (und verplempert gelegentlich viel Zeit beim Rangieren;):

https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=426162#426162

Ein Einstieg in seinen Thread bei dem man zu ersten Male das komplett montierte Fahrzeug sieht. Seine Herstellungstechnik scheint mir deiner sehr zu ähneln, sehr inspirierend finde ich beides.

Gruß

mic

Hallo,

ja, das Differenzial hab ich noch nicht kleiner bekommen. Es ist einfach der Gag an dem Teil und bestimmt die Größe des Fahrzeugs. Auch das Knickgelenk werd ich beim nächsten Mal anders machen. Mußte schon arge Klimmzüge unternehmen, um das alles zusammengeschraubt zu bekommen. Dabei kommen einem immer wieder neue Ideen, die man ins nächste Projekt einfließen lassen möchte. Es macht mir einen Riesenspaß, den ich nicht hätte, wenn ich alles fertig kaufen würde.

Im Lenkeinschlag ist noch etwas Luft, der Servo könnte noch etwas weiterdrehen. Wenn ich dann an den Hebelverhältnissen noch ein bißchen ändere, könnte ich fast auf 90 Grad kommen. Ob das sinnvoll ist werd ich vermutlich mal ausprobieren. Am Ende rollen dann die Räder doch nicht mehr :-)

Den thread von vohopri kenne ich natürlich. Bevor ich ihn gesehen hatte, hab ich auch schon in ähnlicher Art gewerkelt; bei ihm hab ich mir praktisch den Feinschliff geholt. Durch seine Dokumentation eine richtige Fundgrube. Mir fehlt allerdings der unbedingte Drang zur Perfektion :-)

Ist schön, wenn dieser Beitrag auch inspirierend wirkt. Man braucht wirklich nicht viel an teurem Werkzeug oder Materialien. Selbst die einfache Elektronik findet man in zB alten Röhrenmonitoren (und spart Versandkosten, wenn einem mal ein 555er fehlt).

Fernziel ist bei mir allerdings auch der Einsatz von MCs (und werd dann vielleicht auch in der Lage sein, nicht ganz so windige Geräte zu bauen wie dieses :-) ).

PS Video ist upgedatet, da es nach der youtube Nachbereitung doch arg schlecht war. http://www.youtube.com/watch?v=gAV5ALJbUhk

Gruß
Searcher

Hallo,

nach einer Schraub- und Sägepause hab ich mal wieder was getan. Umbau von Mittenmotor auf Heckmotor, Entwurf und Anbringen der Linienfolgeanalogelektronik. Sensoren stammen vom Herbie PLUS V2 und als Kern der Steuerung wieder den LM386 verwendet.

Im Anhang der Schaltplan.

War nicht so leicht das Servosignal störungsfrei zu kriegen. Selbst mit getrennten Batterien für Motoren und Elektronik gab's Probleme. Erst nachdem die PWM Erzeugung für die Antriebsmotoren auch noch von der Servosteuerung getrennt war, lief es zufriedenstellend.

Video später, vermutlich erst morgen.

EDIT
Schaltplan geändert - Fehler in Duty Cycle Trimmer Beschaltung beseitigt

Gruß
Searcher

schön zu sehen, was mit low tech alles geht.... ;-)
Tip: den Lenkeinschlag würde ich nicht wesentlich über 45° erhöhen. so wie ich das jetzt nur mal abschätze (habs nicht gerechnet) ist die Lenkkraft = 1/tan(alpha) . Alpha ist der Lenkwinkel. D.h. je näher du 90° kommst. umso geringer wird die Führungskraft der gelenkten Räder. Außerdem wandert der Schwerpunkt des Fahrzeugs immer weiter zum Rand -> kippen.
Kippneigung = f(Fliehkraft)

Was du vllt. mal überdenken mußt, ob du mit einem kleinen Getriebe , bei dem das kleien Ritzel auf dem Lenkservo und das große Zahnrad auf dem Lenkteil sitz, die Lenkkraft erhöhst. Ansonsten reduziert sich das Lenkmoment des Servos

Ml = Ms * lh / Ll

Ml ... Lenkmoment
Ms ...Servomoment
Lh ...Länge des Servohorns
Ll ....Länge vom Scharnierdrehpunkt bis zum Mittelpunkt der Lenkachse

d.h. je länger das Fahrzeug wird (bzw. der gelenkte Teil umso größer muß die Lenkkraft des Servos werden.
Die gesamten Verhältnisse sind aber etwas komplizierter, weil ich hier die Lenkwinkel nicht mit betrachtet habe.
-> erhöhe das Servoment durch Getriebe, nutzt aber den max. Servodrehwinkel nicht aus.

sorry, Nachtrag

"Ll ....Länge vom Scharnierdrehpunkt bis zum Mittelpunkt der Lenkachse "

mit Lenkachse meine ich die, wo die gelenkten Räder drauf sitzen

Hier das angekündigte Video. Leider verschmiert mir youtube das Bild. Ob die mit dem Kontrast nicht klarkommen? Hoffentlich kann man noch genug erkennen. Werd das bei Gelegenheit updaten.

http://www.youtube.com/watch?v=Fqwm_yNKxoM

Wie man sieht, ist es noch in der Prototypphase und es gibt noch genügend Abstimmungsbedarf um eine ruhigere Fahrt zu erreichen.

Ein paar Daten
Gesamtlänge: 20cm
Spurbreite: 8cm
Achsabstand: 12cm
Abstand Voderachse bis Lenkachse: 4,5cm
Durchmesser Räder vorne: 4,5cm, Räder hinten: 7cm
Gewicht ca. 550g (Haupsächlich Batterien und das Verbindungskabel zwischen Vorder- und Hinterteil :-) )

Ich hätte die Lenkachse gern in die Mitte gelegt; das hätte allerdings zu einem kompletten Redesign geführt oder aber zu einem überlangen Fahrzeug. Verwendung des Diff.Getriebes war ein Muß. Mal sehen wie das nächste wird.

Thoralf, danke für Deine Ausführung. Das muß ich erst mal sacken lassen. Im Grunde hab ich nach dem Try und Error Prinzip drauflosgebaut und und mir keine großen Gedanken über die Kraft- und Hebelverhältnisse gemacht.

Eins ist jedoch klar: 90 Grad Lenkeinschlag ist nicht sinnvoll. Er liegt jetzt bei etwa 45 Grad und da kann man schon die Mühe erkennen, die es hat um voran zu kommen. Die rechte äußere Kurve im Video hat einen Durchmesser von 27cm (Mitte Linie bis Mitte Linie) und es scheint da auf den maximalen Einschlag geregelt zu haben - werd ich nochmal genauer unter die Lupe nehmen. Das Ding läuft erst seit gestern Abend.

Die mal von mir geschätzt mechanisch erreichbaren 90 Grad war bei dieser Konstruktion wohl doch etwas sehr überoptimistisch. An Zahnräder hab ich bisher noch nicht gedacht. Muß mal sehen ob sich das mit Low Tech verträgt. Werd da aber früher oder später wohl nicht dran vorbeikommen :-)

Gruß
Searcher

hab ein paar Modifikationen vorgenommen und das Teil fährt die Strecke nun mit doppelter Geschwindigkeit recht gut?

Am meisten hat die Verlagerung der Sensoren nach weiter vorne gebracht. Um Schlingerbewegungen zu vermeiden, dämpft am CV Eingang des NE555 ein relativ großen Kondensator die Spannungsschwankungen. Das hat aber negativen Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit. Hier gibt es ein Balanceakt zwischen Geschwindigkeit und engstem Kurvenradius und ist noch ein Riesenfeld zum Experimentieren.

Neues Video: http://www.youtube.com/watch?v=ZuuBcwR_nTw

Gruß
Searcher

Hallo zusammen,

weil ich noch ein bißchen mehr aus dem SgGD herausholen möchte, bin ich an der Komplettüberarbeitung desselben. Hier der neue Schaltplan der microcontrollerlosen Lenkungselektronik.

Neue Schaltung, da die alte Schaltung gewisse Macken hatte, zB war die Pulsweitensteuerung für den Servo über den CV Eingang des NE555 nicht symmetrisch genug. Da hatte ich noch 'ne Weile rumexperimentiert, bin aber auf keinen grünen Zweig gekommen.

Die neue Schaltung ist sicher auch noch nicht ideal, aber die ersten Fahrtests zeigten, daß sich der Aufwand gelohnt hat.

Der NE555 wird jetzt nur noch als Taktgenerator mit ca. 330Hz eingesetzt und liefert sein Ausgangssignal an einen CD4017B. Durch die Verbindung von O6 mit Reset beginnt der 4017 nach jedem 6. Takt neu zu zählen und somit wird O4 (oder O0, O1 ..) etwa alle 18ms HIGH (1/330Hz * 6) - etwa die Zeit, in der der Servo sein Steuersignal braucht.

Das Steuersignal wird mit OpAmps (LM324) aus einem Dreiecksignal gewonnen. Das Dreiecksignal stammt auch vom NE555 und wird am Timingkondensator C1 abgegriffen und U4 zugeführt. Es ist zwar kein ideales Dreieck, reicht aber hier vollkommen aus. Es wurde bei Bauteildimenionierung darauf geachtet, daß ansteigende und abfallende Flanke möglichst gleichlang sind. Bei 6 Volt Versorgungsspannung hat es eine Höhe von 2 Volt Spitze Spitze und bewegt sich zwischen 2 und 4 Volt.

An U1 kommt die Spannung von der Linienfolgesensorschaltung mit LM386 an, die von der alten Schaltung übernommen wurde. Die ist zusammen mit den IR-LEDs so eingestellt, daß sie um die Mittenspannung des LM386 etwa +-0,5Volt schwanken kann. Mit Balance_Trimmer_1 kann man den OpAmp auf die Mittenspannung justieren und das Servo in Geradeausstellung bringen (PW=1,5ms). R6 und C3 dienen der Unterdrückung von zu heftigen Lenkausschlägen/Schlingern des Vehikels.

Der Ausgang von U1 liegt an U4, der dort dann mit der Dreieckspannung die Servopulsweite erzeugt. Bei 330Hz ist die Periodendauer ca 3ms. Ist alles richtig eingestellt, wird bei Geradeausstellung das Dreieck in der Mitte abgetastet und erzeugt somit am Ausgang von U4 Pulse von 1,5ms Dauer.

D1, D2 und U5 bilden ein UND-Gatter, das alle 18ms - Timing vom 4017 - die Pulse von U4 zum Servo durchläßt.

Warum CD4017? -Den hatte ich gerade hier. Irgendwas mit Enable Eingang wär bestimmt einfacher gewesen.


Fragen, Verbesserungen, Zweifel und Kommentare immer willkommen.

Gruß
Searcher

Eifach genial was Du da so baust. Obwohl Dein "Gummidifferezial"
schlägt einfach alles und das auch noch mit "Haushaltsmitteln". Du
hast dir echt Respekt verdient!

Gruß Richard

Das geht runter wie Öl. Danke Richard!

Weil die Elektronik jetzt gut funktioniert und noch einige Ansatzpunkte für Regelungsbeeinflussung bietet, experimentiere ich jetzt mit den Liniensensoren.

Insgesamt läuft der überarbeitete SgGD auf meiner Teststrecke wiederum etwas schneller (mehr als 30 cm/s). Aber wie schon im alten SgGD, schließen sich bei schnellerer Fahrt ein schnelles Einlenken bzw. ineinanderübergehende Kurvenrichtungswechsel und ein ruhiges Fahrverhalten ohne Hin- und Her- Zittern (das sich bei zu scharfen Einstellungen zu unkontrolliertem Schlingern aufschaukelt) aus.

Um da noch zu optimieren experimentiere ich jetzt mit den Liniensensoren.
- Abstand zum Boden
- Abstand nach vorne
- Abstand der beiden Photodioden voneinander (Abtastung der Linie, des Randes, ...)
- Helligkeit der IR-LEDs, die die Strecke beleuchten
- Photodioden mit verschiedenen Öffnungswinkeln
- ...

Optimal wär eine sofortige Umsetzung der Sensorwerte in den Lenkeinschlag zu erreichen. Das Haupthindernis ist da der Servo, der, nachdem er nur alle 20 ms seinen Steuerimpuls bekommt, auch noch eine Zeit benötigt, bis er das Steuersignal entsprechend in Bewegung umgesetzt hat.


Gruß
Searcher

Ein Gedanke, der meine Linienfolgebasisuntersuchungen in einem für mich ganz neuem Licht erscheinen läst, überfällt mich gerade.

Das einfache Linienfolgesystem scheint ja darauf ausgerichtet zu sein, daß mit Hilfe der Lichtsensoren ein Vehikel solange ausgerichtet wird, bis die Sensoren wieder ihre Sollposition über der Linie erreicht haben.

Bei einer geraden Linie ist das einfach; Ungenauigkeiten des Fahrwerk beim Geradeauslauf lassen sich relativ einfach kompensieren.

Interessant wird es in der Kurve.
1. Sensoren melden Ungleichheit
2. Steuerung regelt, bis Ungleichheit verschwindet.

Und hier gibt es sicher noch Optimierungspotential. In dem Augenblick wo die Ungleichheit verschwindet, ist das der gleiche Fall, wie bei einer Geradeausfahrt obwohl die Kurve noch nicht zu Ende ist. Die Sensoren melden im nächsten Augenblick wieder Ungleichheit und es muß praktisch wieder von Geradeauslauf bis Kurvenkrümmung nachgeregelt werden.

Auch wenn das bei Lenkung über einzeln getriebene Räder fast Übergangslos geht, macht sich das bei meiner Servolenkung sehr stark bemerkbar.

Idee ist also, noch irgendwie durch weitere Sensoren festzustellen, ob sich das Gerät noch in der Kurve befindet und, noch besser, welche Krümmung diese hat und den Lenkeinschlag dementsprechend hält.

Falls ich das richtig beurteilt habe, hoffe ich damit der Verbesserung des Fahrverhaltens meines SgGDs näherzukommen. Fehlt "nur" noch die Umsetzung :-k

Wenn ich bei Linienfolgeprofis damit offene Türen einrenne, mag es für andere bestimmt überlegenswert sein.


Gruß
Searcher

Damit kommst du jetzt langsam in den Bereich, wo eine digitale Regelung deutliche Vorteile bietet. In der "Königsklasse" der Linenfolger, wo die erreichte Geschwindigkeit praktisch nur noch durch die Bodenhaftung in den Kurven bestimmt wird, sind ja mittlerweile Sensoren mit 16 Kanälen üblich. Damit kann man die Lage der Linie schon mal sehr exakt feststellen, und muss sie nicht immer genau in der Mitte des Sensors halten. Das dürfte deinem Aufbau sehr entgegenkommen, da du ja längst nicht so gut reagieren kannst wie beim klassischen Zweiradaufbau, der sich ja durchgesetzt hat. Es reicht, wenn die Linie gerade noch so vom Sensor erfasst wird.
Als weitere Aufbaustufe könnte man im Mikrocontroller die Lage der Linie bei den letzten Messungen abspeichern, um daraus dann eine Art Vorhersage für die Zukunft treffen zu können.
Als weitere Sensorlösung käme auch noch eine Kamera in Frage, mit der man dann wirklich vorausschauend auf kommende Kurven reagieren könnte..

Hallo Searcher
Zuerst einmal finde ich die Idee,Prima und sieht auch gut aus.Mit der Lenkung finde ich ,ist überlegenswert.
Ich habe einen Roboter gebaut mit Zwei RB35 Motoren und von Maerklin 90mm
Traktorraeder die setzen soviel Kraft um das der Roboter notfalls die Wand hoch geht.Das vordere Stützrad 50mm Doppeltrolle von einem Bürostuhl dreht sich selbststaendig,lenkt mir aber nicht schnell genug.
Da hab ich meine Probleme mit.
Schau mal bei den Modellbau nach Ackemann Lenkung bzw. Trapetzlenkung nach,eventuell hilft es Dir weiter

Gruß raggy

Zitat:

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Zitat von uwegw

Damit kommst du jetzt langsam in den Bereich, wo eine digitale Regelung deutliche Vorteile bietet

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Das seh ich auch so und es wird wahrscheinlich nicht mehr so lange dauern bis ich mich da versuche.

Mittlerweile is der HW Aufwand für die Elektronik seit den Anfängen doch um einiges gestiegen und ich komme immer weiter weg von der minimalistischen Lösung.

Auf der anderen Seite hat mich irgendwie der Ehrgeiz gepackt, da noch was rauszuholen. Je weiter ich da rumtüftle, desto mehr Abgründe tun sich auf :-) Wegen der nicht so üblichen Knicklenkung und der Anordnung der Sensoren (ca. ein Achsabstand vor dem Knickpunkt) ergeben sich auch noch bei verschiedenen Kurvenradien verschiedene Lagen der Sensoren über der Linie.

Angenommen in einer langgestreckten Rechtskurve nimmt Sensor die Linie auf - Zeit vergeht bis Lenkung eingestellt ist - Fahrzeug hat sich fortbewegt - Sensor befindet sich wieder über Linie - "alles gut"

Ist die Rechtskurve eng, ist der Lenkeinschlag größer und die Sensoren befinden sich aufgrund der Fahrzeuggeometrie zu weit rechts der Linie und es muß etwas gegengelenkt werden - der Anfang vom Schlingern.

Da bin ich grad noch am überlegen, ob man das nicht vielleicht kompensieren könnte, durch zwei weitere Sensoren, die irgendwo zwischen Knickpunkt und Vorderachse den vorderen Sensoren entgegenwirken. Auch der Gedanke an mit Schrittmotor verstellbare Sensoren oder Lenkeinschlag abhängige Geschwindigkeitsregelung kam auf.

Ich find das alles so spannend, daß ich den MC Einsatz immer weiter rausschieb, obwohl damit Abstimmungen sicher viel bequemer durchgeführt werden könnten. Aber auch der Entwurf der analogen Schaltungen macht mir noch Riesenspaß. Mal sehn wie es weitergeht...

@raggy: Danke für das Lob. Wegen der Lenkung: Die Wahl fiel auf Knicklenkung, da mechanisch am einfachsten zu realisieren (ich versuch alles mit einfachen Mitteln selbst zu bauen) und weil ich glaube damit engere Kurven zu fahren zu können als mit anderen Lenkungsarten. So ein Dreirad hab ich auch schon mal gebaut aber nicht sehr weit optimiert. Damals war ich zufrieden, daß es ohne besondere Ansprüche funktionierte. Hier, mit der Servoknicklenkung kommt es mir vor, daß wohl alle Schwierigkeiten, die bei anderen Konzepten auf ein Minimum eingeschränkt werden, verstärkt werden :-)

Warum lenkt Deiner zu langsam? Liegts an der Gesamtgeschwindigkeit oder an der Steuerung?

Gruß
Searcher

Meiner Meinung nach fehlt ein Sensor in der Mitte des Fahrzeugs. Wenn dieser die Linie detektiert muss Du aufhören weiter zu lenken. Sozusagen eine Nulllagenkorrektur.
Quatsch, Du brauchst in der Mitte auch zwei damit Du über das Verlassen der Linie merkst in welche Richtung das Fahrzeug die Linie verlassen hat.

Hallo Searcher
Die Lenkung erfolgt mit den Hinterrädern das Stützrad dreht sich dann in Fahrtrichtung(Stützrad ist vom Drehkranz versetzt) dadurch dauert es etwas lange bis es in Fahrtrichtung steht.Der Roboter ist von der Fahrt her schnell.
hab Ihn nur zum Programmieren langsammer gestellt um die fehler besser zu sehen.
Ein Servo mit Ultraschall scant die Umgebung ab.Er kommt auch selbstständig aus den Ecken in der Wohnung raus,das klappt alles,man merkt aber das es mit dem Stützrad nicht optimal ist.
Also auch ich bin am optimieren.(Versuch es zumindest)
Das ist das elend unseres Hobbys eine Baustelle fertig, da kommt die naechste Idee und man ist wieder mittendrin!!
Wuensch Dir viel Ausdauer,durch fehler lernt man am besten.
In diesem Sinne Gruß raggy
Ps. im Album hab ich Ihn reingestellt
https://www.roboternetz.de/phpBB2/al...t.php?cat_id=1

Hessibaby, die Idee mit nur einem zusätzlichen Sensor käme meinen minimalistischen Anforderungen entgegen. Hab ich auch schon drüber nachgedacht und noch nicht ganz verworfen. Ist im Augenblick alles offen bis auf den Verwurf des Getriebes und vier Rädern.

raggy, dein Teil sieht ja mal was stabiler aus als meins. Vielleicht sieht man es auch mal in einer Vorstellung. Ich glaub man wird nie fertig - wie Du schon sagst, offene Baustellen und neue Ideen. Wünsche Dir auch weiterhin viel Freude an dem schönen Hobby.

Das Aussehen meines Vehikels hat sich seit den letzten Fotos schon etwas gewandelt. Es ist immer noch ein Versuchsfahrzeug und deshalb ist alles nicht so solide, wie es sein könnte :-)

Hier mal Fotos und Video. Bei den Probeaufnahmen zum Video hat es glatt die Hinterachse rausgerüttelt. Wird Zeit, das ich da mal Stellringe dran mache. Schont meine I Robot - Alan Parsons Project Platte und sonstige Geräte :-)

(Klick auf Pics...)

Bild hier  ...Bild hier  Bild hier  Bild hier  

Gruß
Searcher

edit: Bei der fast schon verliebten Betrachtung der Bilder :Ostern fiel mir auf, daß doch glatt der 470müF C (gut zu sehen auf dem ersten Foto) verkehrt rum eingebaut war. Im Original ist er jetzt richtig rum drin.

@raggy: wenn der Roboter klein und leicht genug ist, kann man die Drehrolle durch einen Bodengleiter ersetzen. Damit gibt es dann keine Probleme mehr, weil das Rad nicht sofort mitdreht.
Ich benutze diese Rolle:
Bild hier  
Die gibt es in vielen Baumärkten.

Jetzt weis ich endlich wozu diese Schallplattenspieler heute noch brauchbar sind. Prüfstand für Roboter :-P

Schaut gut aus, fast schon so ein bischen wie in Zug da es wirkt als wenn das zweite Segment nur nachlaufen würde.

Mit meinem Thorens würd ich das nicht machen.

@Hanno, die meisten neuen Titel kommen seit geraumer Zeit wieder zuerst als Vinylplatte raus und gehen an DJ´s und Rundfunkanstalten bevor die als CD auf den Markt kommen

Auf der Suche nach Möglichkeiten das SgGD bei Fahrt in ruhigem Bild zu filmen, fiel mir leider mein Dual ins Auge. Hat es aber schadlos überstanden. Hab jetzt versucht einen alten Plattenspieler, den ich vor kurzem ausgeschlachtet habe, wieder zum Drehen zu bringen. Leider ist der Riemen lasch geworden und er bringt kaum noch Antriebskraft auf den Plastikteller.

Bei der Plattenspieleraktion fiel mir auf, daß nach Verstellung der Geschwindigkeit am Pitch Regler, sich die Geschwindigkeit des SgGD auf die neue Laufgeschwindigkeit des Plattenspielers eingeregelt hat.

Da hab ich keine Erklärung für !!!???

Angetrieben wurde es per fest eingestellter PWM an zwei schwachen Motoren. Einer der Motore schafft es nicht den SgGD bei den Testfahrten über den Teppichboden zu bewegen.

Außerdem kam es mir etwas zu leicht vor, das Gerät auf der Platte fahren zu lassen. :-k

Gruß
Searcher

Hallo

Das sieht sehr dekorativ aus auf dem Plattenteller.

Das "Nachregeln" der Geschwindigkeit entsteht vielleicht aus der Kombination des Fahrzeuggewichts, der großen Schwungmasse der Differenzials, dem Gummiantrieb und der Drehzahl-/Drehmomentkennlinien der Motoren. Wenn sich die Tellerdrehzahl ändert könnte sich durch die Trägheit des Fahrzeugs die Raddrehzahl ändern und über den Gummiantrieb einen verzögerten Impuls zu den Motoren absetzen. Diese kommen dadurch in einen anderen Drehzahlbereich mit anderem Moment. Aber das klingt selbst für mich unglaubwürdig...

Tolles Video :)

Gruß

mic

@radbruch: Hoffentlich hat es da nur mit einem Bruchteil von zu tun. Das Ding wird mir langsam etwas unübersichtlich :-)

@HannoHupman: Der Vergleich mit dem Zug paßt irgendwie. Den Eindruck hab ich auch und bin mir nicht sicher ob es auf optische Täuschung zurückzuführen ist. Es sollen beide Fahrzeughälften in gleichem Maße um die Fahrzeuglängsache einknicken. Im Stand klappt das, ob es das auch bei der Fahrt tut ...

Weitere Videoanalysen sind angedacht.

Gruß
Searcher

@Searcher ist ne optische Täuschung, keine Frage.

Hallo Searcher
radbruch kann da garnicht so falsch liegen,eine gewisse Unwucht wird das Differenzial haben im ungünstigsten fall hat man dan so eine art Exenter.
Der denn Plattenteller ausbremst und wieder beschleungt.Das könnte mit dem Auge wirken wie im Film mit den Autos erst laufen die Raeder normal,dan sieht es aus als blieben sie stehen und zuletzt als laufen sie Rückwärts.
Auch das Auge läßt sich wunderbar betrügen (Stroboskop)

Gruß raggy

Wie ich bei meinem ersten Dreirad Linienfolger Herbie PLUS V2 gemerkt habe, ist die Gewichtsverteilung eines Fahrzeugs nicht unerheblich und hat großen Einfluß auf das Fahrverhalten.

Um da ein etwas günstigeres Verhältnis bei dem SgGD zu schaffen, hab ich mich zu einem erneuten Radikaleingriff entschieden und aus dem Hecktriebler mit Heckmotoren ein frontgetriebenes Fahrzeug mit vorne über den Achsen angeordneten Motoren gemacht.

Bild hier   Bild hier  
(Click auf Pic...)

Dabei hab ich versucht das Gewicht möglichst über die Achsen zu bringen. Dazu gehörte auch die Verlegung der Motore von der Außenkante des Chassis möglichst über die Vorderachse. Aufgrund der räumlichen Verhältnisse, war es dabei nicht mehr möglich, das Antriebsgummi über beide Motorachsen laufen zu lassen und hab deshalb nun doch ein paar Zahnräder im Antriebsstrang verwendet.

Besonders möchte ich hier das kleine Riemenrad erwähnen. Wie immer ergab sich die Frage, wie ich es auf der 3 mm Achse befestige. Als erstes hab ich es grob aus Sperrholz gefertigt. Dann mit der Laubsäge eine Öffnung für die Metallklemme einer Lüsterklemme ausgesägt. Lüsterklemme rein und festgeklebt. Achse in der Lüsterklemme festgeklemmt und in der Bohrmaschine auf Maß "gedrechselt". Lauftest bei höheren Umdrehungszahlen ergab Vibrationen durch Unwucht wegen des unsymetrischen Aufbaus der Klemme und der Lüsterschrauben. Nächstgrößere Lüsterklemme längs aufgeschnitten, geteilt und zwei Stücke davon links und rechts als Gegengewicht aufgeklebt. Paßt!!! Für die Lagerung der Welle im Aluprofil wurden kurze Messinghülsen im Profil eingeklebt.

Gesamtgewicht jetzt ca. 465 Gramm, mit ca 260 Gramm auf der Vorderachse und 205 Gramm auf der Hinterachse. Vorher war die Gewichtsverteilung noch wesentlich unausgeglichener mit höherem Gewicht auf der Hinterachse.

Mal sehen ob sich das auch auf den Zugeffekt auswirkt :-) Das Fahrverhalten hat sich auf jeden Fall wesentlich verbessert. Allerdings bleibt das weiter oben im Thread beschriebene zu starken Einlenkens aufgrund von Reaktionszeiten bestehen. Kurz: Wenn es anfängt zu schlingern, schlingert es jetzt ruhiger :-)

PS: Bin noch bei den Vorbereitungen für Weitere Plattentellertests. (Manchmal ertappe ich mich beim Gedanken einen Tonabnehmer und einen Verstärker an den SgGD zu bauen ...)


Gruß
Searcher

Hallo Saercher
Habe mir nochmal das Vidio angesehen.
http://www.youtube.com/watch?v=ZuuBcwR_nTw
kann es sein das der weiße streifen einfach nur zu breit ist und sich dadurch das ganze aufschaukelt ? Denn es sieht im Vidio so aus das die Sensoren innerhalb ders Streifen bleiben.
Gruß raggy

Danke für Dein Interesse raggy. Das von Dir verlinkte Video ist von dem alten SgGD. Dort habe ich die Sensoren außerhalb der Linie angeordnet. Hat in etwa den gleichen Effekt wie Sensoren innerhalb der Linie. Im Video der letzten Version mit neuem Fahrwerk und verbesserter Elektronik bleiben die Sensoren innerhalb des weißen Streifens. Das ist gewollt, denn durch Ausprobieren hab ich dabei das ruhigste Fahren festgestellt.

Warum das so ist und welche Möglichkeiten dabei alle auftreten können, hab ich noch nicht ganz genau untersucht, soll aber auch noch kommen.

Ich erkläre mir das im Augenblick so, daß es mit der analogen Auswertung der beiden Sensoren zusammen hängt. Weiter oben im thread hab ich die Funktionsweise der Schaltung erklärt. Wenn beide Sensoren möglichst nah der Mitte symmetrisch über der Linie sind, liefert der LM386 eine Spannung von (der Einfachheit halber) halbe Betriebsspannung von 2,4 Volt am Ausgang, weil die Spannungen der beiden Photodioden gleich groß sind und sich dann aufheben. Betriebsspannung im Augenblick 4 Akkus a 1,2 Volt. Mit den 2,4 Volt fährt der SgGD geradeaus.

Kommt eine Kurve, nähert sich der "schwarze Abgrund" einem der Sensoren. Aufgrund seines Öffnungswinkels bekommt der andere Sensor davon noch nichts oder nur sehr wenig mit weil er ja dann noch weiter zur Mitte der Linie wandert und keine Helligkeitsänderung erfährt. Der Sensor nahe des Abgrunds wird dunkler und bewirkt am Ausgang des LM386 eine Verschiebung der 2,4 Volt nach VDD oder GND, je nachdem ob es der linke oder rechte Sensor ist und veranlaßt eine Lenkbewegung.

Würde ich die Sensoren weiter auseinander stellen, so daß sie etwa über den Rändern der Linie sind, nehmen sie einen Mittelwert des schwarzen Grundes und der hellen Linie auf. Eine Kurve wirkt sich dann doppelt aus. Der eine Sensor wird heller beschienen, weil er zur Linie hin wandert, der andere dunkler, weil er noch weiter zum dunklen Grund wandert. Damit findet am LM386 eine größere Ausgangsspannungsänderung statt, die einen größeren Lenkeinschlag zur Folge hat. Damit wird der SgGD eheblich sensitiver und anfälliger für das Hin- und Herzittern.

Um den besten Abstand und auch die richtige IR-LED Leuchtstärke zu finden kann man sich stundenlang beschäftigen. Bisher hat es mir nicht den durchschlagenden Erfolg hinsichtlich des Restschlingerns gebracht. Die gegenwärtige Einstellung ist besser (auf meinen Fall bezogen) als die Sensoren über dem Rand oder noch weiter außen anzuordnen.

Gruß
Searcher

Hallo Searcher!

Deine bisherige Ergebnisse fine ich toll, weil sie mit ziemlich einfachen Mitteln erreicht wurden, was ich sehr mag. :)

Mein Traum über sich zufällig durch meine Wohnung bewegendes Kunstier, hat sich bisher ohne Elektronik leider nicht verwirklichen lassen.

In meinen noch übrig gebliebenen aktiven Grauzellen schwebt immer noch das Gedanke, dass das Kunsttier, durch Fotosensoren sich auf dem Boden selber quasi zufällige Linien aussuchen und diese Folgen könnte.

Wegen Energieverbrauch würde ich gerne ein kostenlosen Tageslicht und keine IR LEDs verwenden und in der Nacht mein Tier ruhig schlaffen lassen.

Weil ich mich damit bisher nicht beschäftigt habe, möchte ich deine Meinung darüber kennenlernen, damit ich weniger Zeit für Experimente brauche.

MfG

Danke PICture. Beim Chassis werde ich wahrscheinlich noch eine Weile bei dem einfachen Billigaufbau bleiben. Da ergeben sich für mich genug Rätsel und Aufgaben, die es wenigstens ansatzweise zu lösen gilt (und ist mit kostengünstigen Werkzeugen und Materialien machbar). Selbst wenn durch diese Art des Aufbaus bestimmte Eigenarten erst sichtbar werden, reizt es mich, dagegenzuhalten. Bei der Elektronik bin ich noch unentschlossen. Großer Vorteil bei µC Steuerungen wären für mich einfache Änderungen in der Logik ohne ein Riesenbauteilarsenal durchführen zu können und in Zukunft mehr Funktionen und komplexere Abläufe auf kleinem Raum unterzubringen. Mir schwebt eine "Synergie" von µC und diskreter Elektronik vor. Man wird sehen...

Aus dem Stehgreif hab ich noch nicht mal einen Lösungsansatz zu Steuerung Deines geplanten künstlichen Tieres, weil ich ja beim SgGD darauf fixiert bin, nicht zufällig irgendeiner Linie zu folgen, sondern absichtlich möglichst gut auf einer Linie zu bleiben. Deshalb zunächst mal ein paar ungeordnete Gedanken.

Ich hatte Deine Frage nach Motoren gesehen und wollte Dir keine haltbaren sondern Wegwerfmotore vorschlagen bis ich Dein Argument zum unbequemen Austausch gelesen hatte. Dazu hätte auch der Haushaltsgummiantrieb gepaßt, den ich verwende. Der ist sehr leise und billig. Da wird aber vermutlich mehr Strom gebraucht, da das Gummi ja auf Spannung gehalten werden muß und insgesamt brauchen die Motore ja viel mehr Strom als gewünscht. Deine Justierung des Getriebes nach Stromverbrauch bei Artan hat mich tief beeindruckt.

Da Du den Beamer mit kostenlos verteiltem sichtbaren Licht :-) in der Wohnung scheinbar zufällig steuern möchtest, braucht es eine Logik, die unlogisch erscheint. Eine schwere Aufgabe #-o

Eine Möglichkeit ist vielleicht, den Beamer zufällige Zeiten lang auf das Licht zufahren zu lassen, danach dem Licht zu entfliehen, dann wieder auf der Grenzlinie von Licht und Schatten zu wandern etc. kombiniert mit Fahrten, die nicht vom Licht gesteuert werden sondern von der Steuerung einfach vorgegeben werden damit er sich nicht festfährt. Die Zeiten können auch noch von der Lichtintensität abhängig gemacht werden. Ob ma die Sensoren dabei besser auf den Boden oder in die Luft zeigen läßt, muß man ausprobieren. Bei den meisten einfachen Beamern nach Herbie Prinzip zeigen sie in die Luft.

Ich benutze die IR-LED, um die Photodioden mit dem angeschlossenen Verstärker in einen guten Arbeitsbereich zu bringen. Ab und zu ist mir das Stromkabel zu den LEDs abgegangen und der SgGD hat trotzdem für mich manchmal nicht ganz durchsichtige Lenkbewegungen durchgeführt. Er reagiert dann viel stärker auf das Umgebungslicht. Mit Photodioden ohne Tageslichtfilter dürfte sich der Effekt verstärken.

Vielleicht kann man auch Elektrosmog und/oder Radiowellen irgendwie zur Steuerung nutzen. Normalerweise hat der Mensch keine Sinne dafür und wenn dann der Beamer nach Radiomusik tanzt oder einer unter Putz verlegten Leitung folgt, könnte man sich schon fragen, was er denn da jetzt macht. Ob das mit vertretbarem Aufwand machbar ist, kann ich leider nicht abschätzen.

Je mehr der Beamer von Einflüssen gesteuert wird, die vom Menschen nicht oder nur begrenzt wahrnehmbar sind, desto zufälliger wird sein Verhalten erscheinen. Da könnte man auch noch zusätzlich Tests mit IR-Photodioden machen. Im IR-Licht erscheinen dann Flächen heller als im sichtbaren Licht, oder das Tageslicht enthält je nach Wetter, Tageszeit, Jahreszeit unterschiedliche Anteile von IR-Licht.

Leider wird mit allem was ich bisher geschrieben habe die Steuerung komplexer und nicht einfach und bietet unüberschaubare Ansätze zum Experimentieren.

Das waren zunächst mal meine Gedanken. Leider konnte ich Dir wahrscheinlich nicht viel Zeit beim Experimentieren sparen, was ich gerne tun würde. Bin gespannt was noch für weitere Ideen auftauchen.

Gruß
Searcher

Hallo Searcher!

Vielen Dank für deine Meinung, die mir schon viel Zeit gespart hat. :)

Ich möchte wahrscheinlich eine Schaltung basteln, die emmer die Spannungen von zwei Fotosensoren mittelt und als Referenz darlegt, da die Intensität des Tageslicht sich ständig ändert und muss von den Werten, die zur Steuerung den Motoren verwendet werden, abgezogen werden. Vielleicht wird bei einem prezisen Linienfolger sogar eine einfache AGC ("Automatic Gain Control") für die Sensorspannungen nötig. Das alles sollte genaue und ziemlich von Tageslicht unabhängige Steuerung ermöglichen. Der mittelwert kann bei mir gleichzeitig die Versorgungsspannung bei Dunkelheit abschalten, damit mein Kunsttier auch "schlaffen" kann.

Ich weißt, dass es ziemlich viel Experimente verlangt, das macht mir aber den grössten Spaß und bringt oft, wie bei dir, unerwartet bisher unbekannte Ergebnisse. Das sehe ich jetzt deutlich bei meinem Raumpfleger der für mich erstaunlich einfach geworden ist.

MfG

Nach meinen vorherigen Überlegungen hielt ich es nicht für möglich, die 0,5m/s Schallmauer zu durchbrechen.

Aber es ging. Nach Umstellung auf Frontantrieb (durch Verwendung von Zahnrädern erheblicher Lärmzuwachs) und Änderungen an der Schlingerunterdrückung schafft er nun 1/2 Meter pro Sekunde auf meiner Teststrecke. Leider nur in einer Richtung - für die Gegenrichtung hab ich den Wechsel von Links auf Rechtskurve etwas entschärfen müssen, weil er bei der Geschwindigkeit die verschiedenen Kurvenradien in der Richtung dann doch nicht mehr schafft.

Schnell noch ein Video bevor das Gerät auseinanderfällt :-)

http://www.youtube.com/watch?v=Ww9aAH_s-mw

Wie man erkennen könnte, ohne Rücksicht auf Verluste auf den Rekord getrimmt :-)

Gruß
Searcher

Ich find das Design einfach Klasse.
Noch etwas hübscher machen (Speichenräder oder so), schick beizen. polieren und das Teil macht richtig was her. :)

Danke Rabenauge.

Ich finde leider immer noch Dinge, die ich gerne verbessern würde bevor ich an das endgültige Finish gehe. zB. schafft er Linkskurven weicher als Rechtskurven. Auf der Suche nach der Ursache war die Geschwindigkeitserhöhung sozusagen ein Nebenprodukt.

Manchmal hab ich das Gefühl, daß die Sensoren ungleichmäßig empfindlich sind, dann wieder, daß der LM386 ungleichmäßig verstärkt oder ist es der Servo, der unterschiedlich bei Rechts- oder Linksdrehung anspricht (Bei den "schlechteren Rechtskurven" bekommt er die kurzen Impulse <1,5ms)? Hab da schon einiges versucht rauszumessen aber anscheinend noch nicht an der richtigen Stelle.

Das Differenzialgetriebe schließe ich aus, da ich es schon andersrum eingebaut habe. Nach irgendwelche anderen mechanischen Blokaden oder Dämpfungen hab ich das Ding auch schon untersucht.

Auch der Antischlingerfilter arbeitet zwar akzeptabel aber nicht so, wie ich mir das gedacht hatte. Dafür wird es wohl noch einen Elektronikthread geben.

Sobald ich das auch noch in den Griff bekommen habe, werde ich wohl versuchen dem Chassis seinen Versuchsfahrzeugcharakter zu nehmen :-)

Gruß
Searcher