Mein Kunsttier (BEAM) mit Elektronik
Hallo!
Nach langem Wandern meines Kunstiers ohne Elektronik (Artan) durch meine Wohnung musste ich leider feststellen, dass im Vergleich zu vorheriger Version (ohne Gummifaden), ich öfters sein Akku aufladen muss, da er durch Reibung an den Hindernissen deutlich gebremst wird, was Energieverluste verursacht.
Meine letzte Idee um das zu beseitigen habe ich im Code skizziert und möchte ich euch um Beurteilung bitten, weil für mich theoretisch sollte das funktionieren.
Vereinfachte Funktionsbeschreibung:
Wenn der Motor in einer Richtung z.B. links dreht, werden beide Antriebsräder gleich angetrieben. Das Kunsttier sollte somit geradeaus fahren.
Wenn der Motor in Gegenrichtung z.B. rechts dreht, wird nur ein Rad angetrieben, weil die mechaniche "Diode", wie beim Fahräder, das Drehmoment nur in einer Drehrichtung überträgt. Somit sollte sich das Kunsttier, so lange wie festgelegt, um stehendes Rad drehen.
Wenn es richtig ist, sollte ein Monoflop, der vom "virtuellen" Bumper gesteuert wird, bewirken, dass das Kunsttier an keinem Hindernis stehen bleibt.
Es ist auch vorgesehen, dass das Kunsttier in Dunkelheit "schläfft", was ohne Elektronik nicht realisierbar war.
Ich bedanke mich sehr für eure Beurteilung im voraus, weil ich nichts sinnloses basteln möchte ... :)
MfG
Code:
+----------------------------------------+ XA = Antriebsrad
| +--------+|
| | RA || G = Getriebe
| +---++---+|
| +---+-||-+ | M = Motor
| | M |G|| | |
| +---+-||-+ | MD = mechanische "Diode"
| || |
| || | T = Trackball
| _ || |
| / \ || | A = Akku
|( T ) || |
| \_/ || | SX = elektronischer
| || | Schalter
| || |
| || | SL
| || | _/
| +-||-+ | +-o/ o-+
| |M||D| | | |+
| +-+-++-+-+| | - A1
| | LA || | _ --- 1,2V
| +--------+| | / \ |-
+----------------------------------------+ +-( M )-+
| \_/ |+
| - A2
| SR --- 1,2V
| _/ |-
+-o/ o-+
Mechanische "Diode"
+ + + o = Achse
+ +
+ R + F = federndes Blech
+ + R = Rad
__
+ _| \ + # = feste Verbindung
// ## )
+ F / / #o# / +
/ ( ##_/
+ / \__| +
#
+ +
+ +
+ +
+ + +
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Hallo!
Ich habe mir auf die schnelle voraussichtlige Mechanik wie auf dem Foto aufgebaut und kurz getestet.
Der Motor mit ca. 300 U / Min mit einem Schnekengetriebe 44:1 kann das Gefäht erst bei 2,4 V und ca. 40 mA bewegen, was ich für ein BEAM-er zu energiefressend finde.
Das Konzept hat sich für mein Artanel, das sich möglichst zufällig bewegen sollte, besser als erwertet erwiesen. Weil das Rad mit Leerlauf nicht gebremst wird, fährt das ganze (in immer gleicher Zeit) rückwerts zufällige Drehung, was die Steuerung vereinfacht bis auf "virtueller" Bumper und Umpolung des Motors bei jedem Hindernis.
Der Freilauf mit auf dem Gummireifen befestigten federnden Blech muss ich noch verbessern, weil das elastisches Blech bei stärkerer Belastung rutcht ausserhalb des Zahnrades auf der drehender Achse und der Freilauf nicht mehr funktioniert.
Damit der Stromverbrauch um 10 mA beträgt, möchte ich höhere Untersetzung um 150 : 1 und kleineren Motor mit höherer Drehzahl nehmen (um 1200 U / Min. bei 1,2 V).
Jetzt muss ich warten, bis mir etwas, diesmal vernünftiges, einfällt und ich könnte weitermachen. Momentan beschäftige ich mich mehr mit Raumpfleger, der als nutzlich, selbstverständlich Priorität hat... ;)
Wenn ich zukünftig wieder Zeit zum Spielen hätte, denke ich an Antrieb mit Gummiketten, was besser wäre für einen k.T. das sich überall bewegen können sollte, da die Räder auf glatten Flächen sehr oft rutschen.
MfG
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Hallo!
Ich habe schon die Mechanik fertig (siehe Fotos) und jetzt werde ich über einfachste Elektronik nachdenken. Vielleicht muss ich noch die Solarpanele mit einem durchsichtigen Deckel(n) von oben rund machen, damit mein k.T. an z.B. Gardinen nicht hängen bleibt.
Momentan überlege ich, ob bei mir die Solarzellen überhaupt Sinn haben, da unbeweglich können sie nur um eine Stunde am sonnigen Tag die Akkus mit ca. 100 mA laden. Wenn Artanel dem Sonnenschein im Badezimmer folgen könnte, sind es um 4 Stunden.
Für mich bequemer wäre eine einfache Ladestation, aber ohne Testen ist es noch nicht klar ob ich die Solarpanele gegen Kontakte tausche. Zur Zeit weiss ich auch nicht, vieviel elektrischer Energie lässt sich dank dem "Drehteller" einsparen.
MfG
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Hallo!
Ich habe ein paar Varianten fürs Verringern der Reibung bei sich Verschieben anliegend an Hidernis mit negativen Ergebnis ausprobiert. Als einzige mich zufriedenstellende Lösung ist einfach kleine Kontanktfläche (nur ein Punkt) mit dem Hindernis (siehe Foto).
MfG
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Hallo!
Nach Experimenten mit Kettenantrieb für Artanel konnte ich leider nur Halberfolg erreichen. Dafür vorgesehenen Kettenantieb aus einem zerlegtem Bagger ("EDEKA", 15 €) nach Adaptationen und mit meinen einfachen Freilauf (siehe Fotos) hat hervorragend ca. 1 Stunde funktioniert.
Leider dafür forgesehener Getriebemotor mit Getriebe aus Kunstoff war zu schwach. Ich habe versucht es mit Kleber zu reparieren, aber immer ist etwas anderes kaputtgegangen.
Anfangs, wenn es alles noch i.O. war, war ich überraschend sehr zufrieden. Der Getiebemotor mit 120:1 Untersetzung plus zusätzlich 4:1 hat wansinnige Kraft gehabt. Wenn ich als Hindernis mein Fuss gestellt habe, wurde er ohne Probleme überfahren. Da der Getriebemotor ca. 25 mA bei 1,2 V verbraucht (30 mW) ergibt es mit 480 :1 eine effektive Leistung auf der Antriebsachse mehr als 14 W !
Das Fahrgestell war einfach nicht zu stoppen, was mich wahnsinnig gefreut hat, weil ich sowas haben wollte. Zum Antrieb brauche ich aber leider etwas solides, weil das Getriebe muss auf der Antriebsachse wirklich dauerhaft riesige Kräfte aushalten.
Momentan kann ich sagen, dass ausser mechanisch zu schwachem Getriebe ist bisher alles für mich optimal. :)
Problematisch scheinen mir nur "virtuelle" Bumper zu sein, da der Motor mit 480:1 Getriebe nicht zu stoppen ist. Im schlimmsten Fall würde ich "klassische" Bumper verwenden müssen, was ich auch nicht als besonders schlimm finde.
Ich habe bereits bei Pollin Gleichstrom-Getriebemotor CB65 (Best.Nr. 310 334, 7,95 €) bestellt und werde einfach nur einen entsprechenden Motor anschliessen, da das Getriebe scheint mit von der Größe und Ausführung für mein Fahrgestell geeignet zu sein.
MfG
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Hallo!
Der Fahrgestell ist anders als von mir geplannt geworden (siehe Fotos). Der Motor aus Kassettenrekorder war einfach zu groß und ich habe einen sehr kleinen aus CD-Laufwerk genommen. Die Trägerplatine (Lochraster) ist 70 x 52 mm groß. Der Abstand zum Boden beträgt vorne 17 und hinten 11 mm, obwohl gleiche geplannt waren. :)
Als Folge des Motorwechsels ist das andere Getriebe mit Gesamtuntersetzung 120 :1. Die erste Stufe besteht aus zwei Zahnräder mit 8 Zähne auf der Motorwelle und 64 Zähne auf der Achse von Schneckengetriebe mit Untersetzung 15:1. Bei diesen Motor und Getriebe bewegt sich der unbelastete Fahrgestell mit Geschwindigkeit ca. 2,5 cm/s.
Der Motor braucht bei 1 V im Leerlauf ca. 15 mA und während der Fahrt ca. 25 mA. Das ist für mich ziemlich viel, habe aber keinen sparsameren so kleinen Motor gefunden und im schlimmsten Fall werde ich grösseren als geplannt Solarpanel nehmen müssen.
Bei der Bremse musste ich anstatt geplanntes Kunstoffplätchen ein Stück 1 mm Kupferdraht verwenden, weil der auf das Bremsrad (aus alten Feuerzeug) druckender Gewicht zu klein war.
Nach einem Schnelltest kann ich alle geplannte Bewegungseigenschaften des Fahrgestells als sehr gut bewerten und mit der Steuerung anfangen. Eventuelle Nachteile werden sich erst später im Dauertest zeigen.
Ich habe vor, die provisorische Steurung auf einer Zusatzplatine teilweise mit vorhandenen bedrahteten Bauteilen aufzubauen, damit die Lötpunkte auf dem Fahrgestell für ausprobierte SMD Schaltung unbeschädigt bleiben.
MfG
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Hallo!
Bevor ich die Steuerung für Pumpi aufbaue, habe ich mir eine Blockschema skizziert und möchte ich Euch ums Anschauen bitten und bemerkte Denkfehler melden, weil ich kein "Mist" aufbauen will.
Kurze Beschreibung der Funktionen, wie ich mir das vorstelle:
Wenn auf SP Sonnenlicht fällt, laden sich E1, E2 und GC. Die LP nach erreichen auf GC einer Spannung von ca. 1V schaltet ihn von SP ab und die E1 und E2 können sich weiter bis zu Spannung des Solarpanels laden.
Wenn die Spannung auf E2 ca. 2V erreicht hat, fangen MF1, MF2, MF3 und MF4 (2 x 74HC123 in SMD) zu funktionieren und schalten den M an.
Der MF1 ist ständig durch die von M stammende Impulse gesetzt und wenn der M stehen bleibt, triggert MF1 mit fallender Flanke MF2 und schaltet den M für bestimmte Zeit ab.
Bei fallender Flanke von Impuls aus MF2 wird MF3 ausgelöst und der M dreht festgelegte Zeit rückwäfts, der Bot dreht sich um und nach durch MF4 festgelegte Zeit fährt wieder geradeau vorwärts.
Wenn höheren Anlaufstrom M beim Umpolen zugelassen ist, können MF2 und MF4 weg gelassen und der MF1 mit MF3 direkt verbunden werden.
Die LP ist, genauer gesagt, eine Art von "step-down" Regler, der durch PWM mit variabler Frequenz die Spannung für M auf GC ziemlich stabil hält.
Zur Inbetriebnahme und Testen der realler Schaltung ohne Sonnenlicht, möchte ich anstatt des SP zwei seriell verbundene Micro-Akkus mit ca. 2,4 V / 900 mAh (ca. 25 g) + 1,2 kOhm Widerstand verwenden, mit denen der Fahrgestell noch sehr gut fahren kann.
Übrigens, für eine volle Umdrehung gibt ein Motor mit 3 Spulen am Rotor genau 6 Impulse. Basierend auf dem, kann man einfach mit z.B. einem Oszi die Drehzahl von solchem Motor ziemlich genau messen.
Die hifreiche Kritik und Vereinfachungsvorschläge sind äusserst willkommen ! :)
Heute ist das bestellte Getriebe für Kartanel angekommen (siehe Foto).
Alle Zahnräder sind aus gehärtetem Metall und haben folgende Verzahnung: Motorwelle 8, 24/12, 5 x 30/12 und Ausgangswelle 32. Bei 8 Zahnräder bin ich schon nicht sicher ob ich die gesamte Untersetzung (781:1) richtig ausgerechnet habe ... :(
Ich habe ein Zahnrad 30/12 aus dem Getriebe entfernt und nach durchboren mit 3mm (war 2,5) auf der Antriebsachse befestigt. Von einem 30/12 Zahnrad wurde nur die Hälfte mit 30 Zähnen zur Übertragung des Drehmoments auf das an Antriegsachse montiertes Zahnrad auch mit 30 Zähnen verwendet.
Die Gesamtuntersetzung ist ca. 125:1. Dann passt es für Kartanel, weil der schwächere Motor niedrigere Drehzahl hat und die Geschwindigkeit ännlich wie beim vorherigen testen des Fahrgestells ist.
Um mehr zufälligen Drehwinkel zu haben möchte ich als Widerstand beim Monoflop ein LDR anwenden. Weil der Freilauf nur in einem Punkt einrasted, nach der Umpolung des Motors für geradeaus vorwärts Fahren, dreht er zurück und der gesamte Drehwinkel schon sowieso zufällig ist.
MfG
Code:
D2 min. +2V
+-->S---+-------------------------+------+--------+-------+
| |+ MR (links/rechts) | | | |
| === E2 +------------------|------|--------|---+ |
| /-\ | ME (aus) | | | | |
| | | +---------------|------|---+----|---|---|---+
| === | | | | | | | | |
| GND V V L C | | | | | | |
D1 | .---. +1V.------. ___ .---. .---. | .---. | .---. |
+->S-+-|LP |-+----| |-UUU-+-||->|MF1|->|MF2|-+->|MF3|-+-|MF4|-+
| | '---' | | | | '---' '---' '---' '---'
| | | | | | | | | | |
.---. | === | | | /+\ === === === ===
| + | |+ GND |+ | HB | ( M ) GND GND GND GND
|SP | === === | | \-/
| - | /-\ E1 /-\ GC| | |
'---' | | | |-----+
| | | '------'
=== === === |
GND GND GND ===
GND
SP = Solarpanel ->S- = Schottky Diode
LP = Ladungspumpe E = Elko
HB = H-Brücke GC = GoldCap
FX = Monoflop M = Motor