Sensor für balancierenden 2-Rad Roboter

Hallo
Ich baue gerade einen balancierenden 2-Rad Roboter. Er ist eigentlich schon fertig nur das wichtigste fehlt noch: der Lagesensor.
Habe im google schon nach Lösungen gesucht.
Und folgende gefunden oder selbst ausgedacht:
1.) Die einfachste und billigste: am Roboter ein Poti befestigen das den Winkel vom Roboter mit einem Stab bis zum Boden misst – Diese Lösung sieht sehr unelegant aus (da könnte man gleich eine Stütze montieren).
2.) Teure Profilösung (Diese Lösung hat der Roboter namens „nBOT“): eine Modellbaukreisel eines Modellhubschraubers – Kostet einige 100EUR – zu teuer – oder gibt es auch günstigere? <100EUR?
3.) Optischer Distanzsensor zum Boden: Gute Lösung - aber wenn der Roboter im unebenen Gelände zu einem Loch kommt würde er versuchen den Abstand zum Boden konstant zu halten und würde sich in die Tiefe stürzen. d.h. Der Boden muss immer eben sein (gilt übrigens auch für Lösung 1)
4.) Von Analog Devices gibt es einen Beschleunigungssensor(~10EUR) und auch ein Gyroskope(~30EUR) – mit dem Beschleunigungssensor kann ich die Richtung der Erdbeschleunigung messen aber wenn mein Robot selbst beschleunigt oder bremst funktioniert das nicht mehr? Gyroskope funktionier glaub ich auch nicht, da man es im Drehpunkt befestigen muss (eine Befestigung zwischen Boden und Rad scheint mir unmöglich).
Vielleicht könnt ihr mir helfen.

Interessantes Thema, os was ähnliches hab ich auch vor (später...).

1. In der Tat unelegant und was ist auf abfallenden steigenden wegen oder so. Boden ist nie ganz eben.

2. In der tat teuer, und oft nur mit Servosiganl-Ausgang.

3. Problem wie unter 1. Hat hier schomal jemand erfolglos versucht. Obwohl hier z.B. erfolgreich:
http://homepage.mac.com/sigfpe/Robotics/equibot.html

Ich würde einen ADXL202 nehmen, ist ein Beschleunigungssensor. Und zwar aus dem Grund, weil die hier

http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/

den auch nehmen und du vermutlich recht viel unterstützung dazu im Forum hier findest außerdem ist er nicht alszu teuer (EBAY) und hat 2 Achsen.

Wenn du noch andere beipiele haben willst, schau mal hier:
http://leiwww.epfl.ch/joe/joerelatives.html

Besonders originell das hier:
http://www.boltontech.org.uk/loonycycle.htm

MFG Moritz

Hi a3000!
Du willst damit aber nicht zufälliger Weise bei JuFo mitmachen, oder?
Bist Du zufälliger Weise durch mich dadrauf gekommen?
Ich fänd es sehr schade, wenn Du mir mein Projekt klauen würdest!
Ich hoffe Du verstehst mich jetzt nicht falsch!

als Erstes danke für die Hilfe

An Florian:
Ich bin beim Surfen auf http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/ gestoßen und habe sofort beschlossen “dieses Spielzeug brache ich auch“ – möchte niemandem etwas klauen

Mir ist leider ein Fehler passiert – jetzt sieht dass sehr unlogisch aus ich war immer der Meinung dass nBot mit Modellbaukreisel arbeitet, da ich irgendwo bei nBot einen Link zu einer Firma die Modellbaukreisel herstellt gefunden habe.
d.h. http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/ arbeitet mit Beschleunigungssensor und so werde ich das auch versuchen.
noch ein Fehler: oben bei „brauche“ fehlt das „u“

Zitat:

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Zitat von a3000

Ich bin beim Surfen auf http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/ gestoßen und habe sofort beschlossen “dieses Spielzeug brache ich auch“ – möchte niemandem etwas klauen

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Hi a3000!
Auf die Seite bin ich auch als Erstes gestoßen! ;o)
Das beruhigt mich! :o)

Hi,

Sag mal wäre es nicht denkbar einfach eine Art Sensor selbst zu bauen indem man einen kleinen Kasten montiert in dem eine Art Pendel hängt, das dann mit seinem metallenen Ende sowas wie einen Kontakt für einen veränderbaren Widerstand darstellt? Den Widerstand ausmessen, Lage passend ausrechnen und das ganze stabil verpackt, sollte doch eigentlich funktionieren...
Wenn ne Skizze oder so gebraucht wird, sag einfach mal Bescheid :)

Viel Glück,
Jan

Zitat:

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Wenn ne Skizze oder so gebraucht wird, sag einfach mal Bescheid

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Doch, wäre sicher interessanter als nur die fertigen einzusetzen.
Ph

- Dann brauchst du ein sehr feingängigen Poti.
- Das Pendel darf nicht in trudeln geraten (ein Stab statt Band wäre sinnvoller).
- Das ganze System ist groß/schwer.
- Vermutlich auch zu ungenau (Reibung -> 0).

Es wäre trotzdem sicher ein interessantes Projekt. Auch die Frage, ob sich ein so simples Konzept umsetzen lässt, ist interessant. Vielleicht wäre optische Sensoren, die die Position des Pendels erfassen auch sinnvoll.

MFG Moritz

Zitat:

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Zitat von superjany

Sag mal wäre es nicht denkbar einfach eine Art Sensor selbst zu bauen ...
Wenn ne Skizze oder so gebraucht wird, sag einfach mal Bescheid :)

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Ja, gut, beschreibe doch einfach mal wie Du Dir das vorstellst.
Manfred

Nur nebenbei: Statt Poti oder optischer Abtastung könnte auch ein magetoresistiver Sensor verwendbar.
-> keine zusätliche Reibung (wie optisch)
-> man hat Absolutwerte ohne aufwändige Encoderscheibe

Wolfgang

ich hab die vorherigen antworten nur überflogen, aber ich denke, dass es das einfachste is ein ADXL beschleunigungsensor zu benutzen um die erdbeschleunigung zu messen. wenn du es gut kalibrierst, kannst du die abweichungen dann als kippung detektieren.

Hi,

Also da ich meinen Vorschlag nochmals erklären sollte hier eine kleine Skizze dazu. Man kann erkennen, dass an Pendel und veränderbarem Widerstand (einfache eine Spule *lol*) Spannung anliegt. Die fließende Spannung variiert natürlich abhängig vom Neigungszustand und kann ausgelesen und in Grad umgerechnet werden (setzt eine Eichung vorraus). Empfehlenswerterweise sollte man aber tatsächlich einen leichten Stab als Pendel verwenden an dem ein Draht herabführt, der dann über ein flexibles Ende den Widerstand berührt.
Dieses Gerät wird nicht allzugroß werden, wenn man die Möglichkeit hat sehr fein zu arbeiten - vielleicht so 3cm*3cm*1cm...

Jan

Zitat:

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Zitat von cyberbot

ich hab die vorherigen antworten nur überflogen, aber ich denke, dass es das einfachste is ein ADXL beschleunigungsensor zu benutzen um die erdbeschleunigung zu messen. wenn du es gut kalibrierst, kannst du die abweichungen dann als kippung detektieren.

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Jetzt haben wir schon zwei Ansätze, die leider beide nur sehr kurz angerissen sind.
Beim Kippen kommt es ja zu einer Bewegung und, wenn die Messung einen Sinn machen soll, auch zu einer Kurrekturbewegung die mit Beschleunigung verbunden sind und die gemeinsam mit der Erdbeschleunigung gemessen werden.

Wolltest Du dazu noch etwas sagen?
Manfred

Stimmt, ich seh grad, dass die Idee ist auf der weiter oben angegebenen Referenz

http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/

unter dem Punkt "balancing" beschrieben ist ](*,). Man verwendet den beschleunigungsensor in verbindung mit einem gyroskop um das kippen zu verhindern. Allerdings ist die Programmierung wahrscheinlich aufwendig, um aus beiden Signalen eine vernünftige Information herauszufiltern und enstprechend reagieren zu können.

Gruss
Cyberbot

Zitat:

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Allerdings ist die Programmierung wahrscheinlich aufwendig, um aus beiden Signalen eine vernünftige Information herauszufiltern und enstprechend reagieren zu können.

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Wenn es so viele machen ist es wahrscheinlich nicht zu aufwendig.

Wie wir auch schon in anderen Threads gehört haben, ist die erforderliche Geschwindigkeit von dem Trägkeitsmoment abhängig und mit einem Balaciergewicht kommt man sicher auch erst einmal auf vertretbarte Werte.

Ich freue mich über den Mut das Thema anzugehen. Es wird sicher eine brauchbare Lösung/Erfahrung herauskommen.
Manfred

Zitat:

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Zitat von Manf

Wenn es so viele machen ist es wahrscheinlich nicht zu aufwendig.

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Ich würde mal tippen, man muss die Beschleunigungswerte des zweiachsigen Sensors tiefpassfiltern (um trotz des ganzen Gewackels noch den Vektor nach unten zu erhalten) und das hochpassgefilterte Signal des Gyros (um den Offsetfehler zu beseitigen) auf den Winkel aufintegrieren.

Ach, ja, sollte jemand sowas mit ASURO vor haben, würde ich mich über Info freuen.

CU, Robin

Ich habe mir gerade noch einmal den Equibot angesehen. Der ist mit relativ einfacher Technik aufgebaut. Als Sensor hat er nur einen Sharp PSD.

Den ASURO mit einem Sharp Sensor auf zwei Rädern zu stablisieren müßte damit eigentlich auch möglich sein.

Eine erste kleine Vor-Studie habe ich dazu auch schon gemacht, aber ich glaube so wie im Bild ist es etwas zu einfach.
Manfred

Hier noch mal der Link zum Equibot:
http://homepage.mac.com/sigfpe/Robotics/equibot.html

Hier eine Vor-Studie zum Asuro

Bild hier  

Mit einem Abstandssensor alleine, ist man allerdings sehr anfällig auf Bodenunebenheiten.

Auch hab ich die Fragestellung vielleicht falsch verstanden, geht es "nur" darum, dass der roboter balancieren soll? oder soll er auch navigieren können?

Wäre es nicht sinnvoll, den Schwerpunkt des Roboters in dem Fall, dass er sehr schnell beschleunigungen kann und hohe Geschwindigkeiten erreicht, sehr hoch, z.B. mit einer Stange zu legen?
Dann würde beim Kippen zunächst einmal mehr Zeit zum reagieren bleiben. Danach muss der Roboter natürlich um so stärker korrigieren.

Wäre es nicht außerdem sinnvoll, den Abstandssensor weit außen anzubringen (2; siehe Bild unten), damit geringe Änderungen als Stärker erkannt werden und nciht als Messungenauigkeit abgestempelt werden.

Außerdem könnte man auf beiden Seiten eines Roboters solche sensoren anbringen, dann müsste man nur schauen ob Abstand sesor1 <>= Abstand sensor 2 ohne vorher Daten ermittlen zum müssen welcher Wert der optimalwert ist und ab welchem reagiert werden muss...

MFG Moritz

Zitat:

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Zitat von honkitonk

ein wassergefuelter schlauch der einen halbkreis beschreibt... an beiden enden ... sind drucksensoren.... Das wir nun fuer vorne und hinten gemacht. Damit sollte erkannt werden ob sich der Roboter nur bewegt oder nach vorne faellt

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Wenn Du das noch ein bisschen näher beschreibst, wie man den Unterschied zwischen der Bewegung in der Ebene und der Winkeländerung erkennen kann, dann könnte man damit etwas anfangen.
Manfred

Sorry,

sitzte in Internettcafe und kann keine Zeichnung abgeben.

Ein Vollkreis der sich waagerecht zum boden befindet. Dort wo die Achsen der Raeder sind im Roboter befinden sich die Enden der 2 Halbkreise. In der mitte der 2 Halbkreise ist ein Wasserbehaelter der hoeher ist als der Schlauch. Somit ist ein druck ausgeubt. Wenn alles normal ist. Wird der roboter nach vorne bewegt sollte das kaum ausschlag geben, solage sich der im waagerechten befindet. Wenn er nach vorne stuerzt sollte das einen hoeheren ausschlag an den Drucksensoren geben. So ist unser Innernohr aufgebaut. Nun muesste man natuerlich die Messwerte kalibrieb. Das heist dem Roboter mit stuetzrad ausstatten. Beschleunigen bremsem drehen. Damit eine Kennline erstellen. Diese kann dann benutzt werde um die Messwerte zu interpretieren.

Ziemlich undhandlich oder?

Wie waers damit:
Einen Beschleunigungsmesser ( winkelmesser ) in 90 Grad anbringen. Somit wuerde dann beschleunigungen von den Motoren nicht erfasst werden aber wenn sich der Roboter aus den 90 grad herausdreht schon.

mfg

Backpacker

Zitat:

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Wenn Du das noch ein bisschen näher beschreibst, wie man den Unterschied zwischen der Bewegung in der Ebene und der Winkeländerung erkennen kann, dann könnte man damit etwas anfangen.

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Das Problem wird man bei einem Pendel coh auch haben, oder sehe ich das falsch?

MFG Moritz

Die Druckänderung bei Bewegung wird man bei der Anordnung mit dem Rohr auch haben. Der Kreis ist wohl für die Drehbewegung und wird hier erst mal nicht ausgewertet. (Wenn die Anordnung mit den Drucksensoren soviel kostet wie ein Drehratensensor oder Beschleunigungssensor, dann wird sie auch kaum Vorteile bringen.)

In einem Abstand zur Drehachse den Abstand zum Boden messen ergibt bei ebenem Boden schon direkt den Winkel. Einen kleinen konstanten Fehler und ein Rauschen muß man natürlich korrigieren.

Bei Messung der Drehrate oder der Beschleunigung, muß man noch integrieren, um auf die gewünschte Information zu kommen.

Die dirkete Winkelmessung ist damit bestimmt ein ganzes Stück einfacher und kann bei erfolgreicher Inplementierung jederzeit noch durch universellere und aufwendigere Meßverfahren ersetzt werden.
Manfed

siehe letzte Seite:
vielleicht reicht erst mal ein Sensor, ein bisschen höher über dem Boden.
Bild hier  

problem hierbei ist wie gesagt das der Roboter dann jedes Loch oder jeden Bergausgleichen wuerde.

Allerdings glaube ich dieser Roboter eh nicht von der Schreibtischplatte runterkommt.

Vieleicht koennte das geloesst werden wenn vor nr 2 noch eine nummer 3 angebracht wird. Somit koennten Loecher erkannt werden (ausgegangen nur 3 Messwerte werde abgeglichen mit der Lage des roboters aus den werten von 1 und 2 ) und diese dann fuer nummer 2 und 1 Messungen verechnet werden. Das ist ja ein hin und her! Nummer 3 mueste dann aber schwingend gelagert werden, damit es immer den senkrechten abstand mist. Wie das mit 1 und 2 aussieht? Nun wenn die nicht schwingend gelagert werden muessten dei wenn der sich nach vorne neigt im ergebniss keine unterschiede zeigen. ( 1 wuerde weniger aber 2 umgenausoviel mehr anzeigen ) Allerdings wuerde sich der Messpunkt aendern, und wenn er dann in Loch faellt nun eine Verzwickte sache.

Warscheinlich ist die theroretische anreissung des Themas ( bodenwellen ) besser als eine praktische loessung zu finden.

Zur obrigen Skizze eine mathematisch Abhandlung, was eigentliche eine revo. Idee war aber dieses Kind ist mir in den Brunnen gefallen, denoch will ich diese Gedankengaenge nicht wegwerfen:
Eine Idee ware es ein Viereck zu nehmen dabei ist 1 und 2 auf der Grade c ( Endpunkte ) angebracht. Zwischen Nummer 1 und boden ist b und nummer 2 und Boden ist a und der Boden ist d. Nun ist der winkel schichen c und b und c und a immer senkrecht. Alle Inwinkel sind 360 Grad. Tafelwerk einfach die Winkel und kantenlaengen Verhaeltnisse nehemen und schon hat man den winkel zwischen a und d ( was gesucht ist denn dieser ist ja der Treppem winkel auf Sensor nur 2 wenn wir die Kante a verlaengern.
Finde dies ist eine nette ( kreativ einfache mit bissel Mathematik ) Idee. :shock:

Kann jemand dies mit einen Rechtwinklingen Dreick loesen? Hatte das zuerst for bin aber in der Mitte gescheitert.

Backpacker

Hi all,
die Sache mit dem wassergefüllten Schlauch klingt ganz gut. In einer Modellbauzeitschrift habe ich mal die Anleitung für ein Inkliometer gesehen, das auf diesem Prinzip beruht. Das Ausgangssignal war eine neigungsproportionale Spannung. Mal sehen, ob ich diesen Artikel in meinem Zeitschriftenstapel nochmal finde.

Grüße Klaus

Zitat:

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Allerdings glaube ich dieser Roboter eh nicht von der Schreibtischplatte runterkommt.

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Ich finde die Idee gut, erst einmal in einer vereinfachten Umgebung die Aufgabe grundsätzlich zu lösen und weitere Schritte dann zu unternehmen, wenn die Grundversion läuft.

Oft ist man ja erstaunt mit welchen Unebenheiten das System dann schon klar kommt. Besonders schwierige Umgebungen (Colaflecken, Katoffel-Chips) werden sich mit dem System vielleicht nie bewältigen lassen.
Manfred

Zitat:

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Zitat von Manf

...
Den ASURO mit einem Sharp Sensor auf zwei Rädern zu stablisieren müßte damit eigentlich auch möglich sein.

Eine erste kleine Vor-Studie habe ich dazu auch schon gemacht, aber ich glaube so wie im Bild ist es etwas zu einfach.
Manfred

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*ultrabreitgrinsentuundmichweglachvorironie* ;-)
=P~
Hier eine Vor-Studie zum Asuro

Bild hier  

Gruß, Sonic

nochmal was in sachen wassergefüllter schlauch:
der ansatz mit ner flüssigkeit ist nicht schlecht denk ich mal. ich würd sowas allerdings nicht mit drucksensoren bauen weil man den kleinen druckunterschied nicht genau genug messen könnte, sondern nen schlauch von vorne nach hinten, dann ne farbige flüssigkeit einfüllen und mit lichtschranken den pegel bestimmen... oder von oben mit nem entfernungssensor auf die oberfläche zielen... oder elektroden einbauen...

und vielleicht ist wasser nicht die optimale flüssigkeit dafür. man müsste mal mit sachen mit verschiedenem fließverhalten rumexperimentieren. denn einerseits soll deas zeug ja jede lageveränderung möglichst schnelll mitmachen, allerdings darf es nicht unkontrolliert hin und her schwappen...


PS: die vorstudie ist echt cool... die spart vor allem softwareaufwand.... :lol:

Hm... Also ne Lichtschranke.

Ich denke, dass man mit einer Lichtschranke nciht gerdae viel erreicht.
Sinnvoller wäre es da, eine kleine Kugel in den Schlauch zu werfen und mit einem Abstandssensor die Entfernung zu messen, so wüsste man wenigstens, wie stark die Neigung ist.

MFG Moritz

Noch mal kurz zur Überschrift Sensor für balancierenden 2-Rad Roboter:
Welche Reaktionsgeschwindigkeit des Sensors ist dafür nötig?
(Wenn der Sensor ein gedämpftes Resonanzverhalten hat, wie hoch muß seine Resonanzfrequenz sein?)
Wie kann die Anforderung bestimmt oder geschätzt werden?
Manfred

Zitat:

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Zitat von Manf

Welche Reaktionsgeschwindigkeit des Sensors ist dafür nötig? Wie kann die Anforderung bestimmt oder geschätzt werden?
Manfred

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Es ging mir nicht um eine exakte Herleitung.

Beim Betrachten des Films http://homepage.mac.com/sigfpe/Robotics/equibot.html sieht man, dass die Regelschwingungen für das etwas größere Fahrzeug im Bereich von 2-4Hz liegen. Der Sensor sollte dafür seinen Wert in weniger als 1/3 Periodendauer liefern könen, also in ca. 100ms. Mit etwas mehr Sicherheitsabstand und bei kleinerem Fahrzeug dann vielleicht in 50ms.

Der Sharp-Entfernungsmesser liefert den aktuellen Messwert alle 40ms erkönnte also noch ganz gut und vor allem recht effizient die Neigung messen. Bei der Abstandsmessung zu einem in den Schraubstock eingespannten, mit um 2cm Amplitude vibrierenden Kuststofflineal, liefert er auch für im Bereich von 5-15Hz erfolgenden Abstandsänderungen nachvollziebare Werte. Er scheint damit für die Aufgabe geeignet zu sein.

Höhere Geschwindigkeitsanforderungen bei der Stabilisierung eines ASURO ließen sich auch durch die Vergrößerung des Trägheitsmoments kompensieren.
Manfred

@Manf

Zitat:

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Der Sharp-Entfernungsmesser liefert den aktuellen Messwert alle 40ms erkönnte also noch ganz gut und vor allem recht effizient die Neigung messen. Bei der Abstandsmessung zu einem in den Schraubstock eingespannten, mit um 2cm Amplitude vibrierenden Kuststofflineal, liefert er auch für im Bereich von 5-15Hz erfolgenden Abstandsänderungen nachvollziebare Werte. Er scheint damit für die Aufgabe geeignet zu sein.

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Und, bekommst du das mit dem Asuro hin? ;-)

Zitat:

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Höhere Geschwindigkeitsanforderungen bei der Stabilisierung eines ASURO ließen sich auch durch die Vergrößerung des Trägheitsmoments kompensieren.

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Ich habe mir aus einem kleinen Variogetriebe von Conrad, einem ATmega8 und einem Sharp-Sensor ein kleines Fahrgestell zusammengebastelt.
Da ich mal wieder ohne richtig nachzudenken drauflos geschraubt habe, ist das Ding vom Aufbau und Trägheitsmoment her wesentlich ungünstiger geraten als der Asuro.
Nach einem ersten Test habe ich aber den Eindruck, dass ich das Ding auch mit Optimierung vom Trägheitsmoment niemals ans stehen bekomme.

Wenn er ein ausreichend großes Trägheitsmoment hat, dann müsste es ja gehen.
Man kann ja mit einer Vergrößerung des Trägheitsmoments beginnen und gleichzeitig ergründen wie das Trägheitsmoment und die erforderliche Beschleunigung zusammenhängen.
Ich denke, dass man das große Versuchspendel aus den Artikel auch als starre Installation zur Vergrößerung des Trägheitsmoments auf den Asuro setzen kann (etwas kleiner eben).
Manfred

http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/

Zitat:

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Rev 1. This began as an experiment to learn to control an inverted pendulum. I began with a three wheeled robot with a ball-bearing pivot used to attach a 3 foot wooden pole topped with an orange Nerf Ball. The pivot has a low-friction 5k potentiometer used for measuring the tilt angle of the pole. I moved the battery pack over the rear wheel to give more stability. Here is an mpeg movie (10 Meg) of the robot balancing the pole in my office. Here (3.3 Meg) is a shorter version, and here (3.7) is another.

Rev 2. After learning to balance the pole, the robot was re-built as a two-wheel version, with the battery mounted directly above the wheels. The ball-bearing pivot was attached to the bottom of the robot with a short aluminium feeler touching the floor. In this way the robot can sense it's angle to the floor and, assuming the floor is level, to gravity as well. The aluminium feeler has a teflon pad on the end to help it ride over cracks and joints in the floor.

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Bild hier  

Ich habe mir das mit der Erhöhung des Trägheitsmoments noch mal angesehen. Für die Geschwindigkeit, mit der die Regelung wirken muss, ist das Trägheitsmoment um die Radachse ausschlaggebend.

Für das Gesamtgewicht und die nötigen Kräfte die Masse zu bewegen ist es nicht ohne Bedeutung, wie lang der nach oben gerichtete Ausleger und wie groß die Hilfsmasse ist.

Speziell für den Fall negativer Länge des nach oben gerichteten Auslegers habe ich wieder mal eine Studie gemacht, die den Erfolg nicht nur erahnen lässt sonder ihn geradezu schon vorwegnimmt. O:)

Eine solche Anordnung wird helfen, das Trägheitsmoment des ASURO mit Ausleger zu messen und durch Bestimmung des Auslegers auch das Trägheitsmoment des ASURO alleine.
Manfred

Bild hier  

Hm, muss es ein Sensor sein ???
Ich denk de grad nämlich an den Kreisel...
ne ordentliche Schwungmasse an nem Motor, das Ganze paralell zum Boden ???
Das dann 2x in gegenläufige Richtungen drehend (1 Kreisel im Uhrzeigersinn, einer dagegen)
Dann müsstest du ne Stabilisierung haben, und trotzdem noch drehen können.

Zitat:

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Das dann 2x in gegenläufige Richtungen drehend (1 Kreisel im Uhrzeigersinn, einer dagegen) Dann müsstest du ne Stabilisierung haben, und trotzdem noch drehen können.

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Jeder Kreisel für sich wird eine Reaktion auf das Kippen zeigen.
Gegenläufige Kreisel entsprechend in entgegengesetzter Richtung.
Zusammen heben sie sich dann in der Wirkung auf.

Die Idee an sich finde ich aber gut.

Ich denke auch noch darüber nach, wie man einen möglichst einfachen Einstieg in das Balancieren finden kann. Siehe Bemerkung recycle "Und, bekommst du das mit dem Asuro hin? " Wie wahr: bis jetzt noch nicht, deshalb suche ich ja noch.
Manfred

Ich habe aber da noch eine Idee, wie es etwas einfacher gehen müßte als mit dem großen Gewicht und Trägheitsmoment. ... \:D/

3. Vorstudie:
Zum Messen des Winkels kann man grundsätzlich einen Beschleunigungssensor einsetzen. Über die Beschleunigung muss man zweimal integrieren, um auf die Position oder den Winkel zu kommen.
Mit einem Drehratensensor ist nur die einfache Integration nötig.
Mit einem Abstandssensor auf dem Ausleger kann man den Winkel bei ebenem Boden direkt erfassen.

Ähnlich ist es auf der anderen Seite mit der Aktion zum Ausgleich der Lage. Nutzt man das Trägheitsmoment, dann ist die Aktion eine Beschleunigung mit der man ein Moment ausüben kann. In der Vorlage wurde das Trägheitsmoment vergrößert, um für den ersten Schritt die Regelung zu vereinfachen.
Will man nicht erst mit der Beschleunigung sondern schon mit der Geschwindigkeit den Winkel ausgleichen, dann kommt dafür ein Fächer in Frage mit dem man den Fahrtwind wirken lässt.

Die Winkelmessung von einen Ausleger aus zum Boden und die Steuerung des Winkels durch die Geschwindigkeit könnten damit der einfachste Einstieg in eine Lageregelung für einen ASURO auf zwei Rädern sein.
Manfred

Bild hier  

@Manf

Zitat:

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Die Winkelmessung von einen Ausleger aus zum Boden und die Steuerung des Winkels durch die Geschwindigkeit könnten damit der einfachste Einstieg in eine Lageregelung für einen ASURO auf zwei Rädern sein.

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Dein letztes Foto nur ohne den Fächer trifft ziemlich genau meine Fragestellung.
Die Position des Akkus, des Sensors und eventuell anderer vorhandener Bauteile zur Optimierung von Trägkeitsmoment und Winkelmessung zu verlagern ist OK.
Ein grosser Fächer, lange Ausleger mit Gewichten, Bleiplatten, rotierende Schwungscheiben, Stützräder usw. gehen etwas an der Fragestellung vorbei.
Einen Golf zum Formel 1 Wagen umzubauen umd die Strassenlage zu verbessern, oder ihn auf Matchbox-Grösse zu schrumpfen um den Spritverbrauch zu reduzieren ist glaube ich keine besonders sinnvole Tuningmassnahme - 1 kg Bohrfutter unten und 2 qm Fächer oben nicht so ganz das, was ich mir unter balancierendem Asuro vorstelle ;-)

Mich interessiert hauptsächlich, was man da prorammiertechnisch rausholen kann.
Der Equibot zeigt ja, dass es mit einem mechanisch relativ simplen Aufbau, einem Sharpsensor und einem ATMega möglich ist.

Ich habe mir auch ein kleines Fahrgestell mit ATMega und Sharpsensor zusammengeschraubt, habe aber nicht den Eindruck, dass ich das jemals in die Balance bekomme.
Als grössten Schwachpunkt sehe ich Motor und Getriebe. Die sehen bei mir etwas ähnlich aus wie beim Asuro - kleiner Motor und relativ grosse Plastikzahnräder.
Der Equibot verwendet Servos zum Antrieb, die haben normalerweise wesentlich weniger Spiel und reagieren viel exakter und schneller als mein Antrieb.

Im Prinzip läuft meine Frage also darauf hinaus, ob ich einfach nur zu doof bin das richtig zu programmieren, oder ob ich gar keine Chance habe mit meinem Aufbau ans Ziel zu kommen.

Wenn es mit den Asuro klappt, würde ich versuchen mein Fahrgestell auch irgendwie in die Balance zu programmieren.
Wenn es mit dem Asuro ohne aufwändige Zusatzmassnahmen nicht möglich ist, habe ich mit meinem Aufbau aber erst recht keine Chance, kann mir die Zeit sparen und erst mal ein besseres Fahrgestell bauen.

Letztendlich würde ich mir gerne ein etwas grösseres ausbaufähigeres Modell auf 2 Rädern bauen. Bevor ich viel Zeit und Geld für besseren Antrieb, stabileren Aufbau, Beschleunigungs-Sensoren usw. ausgebe, würde ich aber gerne abschätzen, wieviel vom mechanischen Aufbau abhängt und wievel man elektronisch, bzw. softwareseitig kompensieren kann.
Wenn es zu sehr auf mechanische Präzision ankommt kann ich mir das Vorhaben erfahrungsgemäß gleich abschminken ;-)
Wenn nachher jede zusätzliche Schraube und ein paar Gramm mehr Elektronik das Ding aus dem Gleichgewicht hauen, machts auch keinen Spass.

Hallo!

Hab mir auch schon ein paar Gedanken zu diesem Thema gemacht. Hätte da eine Idee dazu. Ich würde das ganze einfach mal mit Quecksilberschalter (oder wie auch immer die Dinger heissen) probieren. Was haltet ihr davon?

Wenn der Bot jetzt beginnt zu kippen öffnet einer der Schalter und man kann darauf reagieren. Man müsste die Schalter nur im richtigen Winkel anbringen. Man hat dabei jedoch nur digitale Daten. Jedoch könnte man auch mehrere in verschiedenen Winkeln verbauen....

nun denn....

mfg FaXe