Unterstützung für mein erstes Projekt - Roboter auf Schienen

[codeman]

Hallo Community!

Ich möchte ein Projekt realisieren das in der ersten Version vorerst folgende aufgabe übernehmen soll.

An einem Schienensystem wird eine auf auf Rollen gelagerte Platform aufgesetzt. Diese Platform soll sich Stufenlos regeln lassen. Und dabei
einen Vorgegebenen Weg auf denn Schienen zurück legen. z.B. 30 cm vorwärts 7 cm rückwerts 10 cm vorwärts, usw.

Der Roboter soll sich diesen Weg merken und bei beenden seines Durchganges wieder an die Startposition fahren und
exakt die selbe Strecke mit denn selben Geschwindigkeitsparametern erneut abfahren. Dieser Vorgang soll sich so oft wiederholen
bis er unterbrochen wird.

Das ganze sollte sich per Software extern Steuern lassen, bzw. die Steuerinformationen für die Wegstrecke, Geschwindigkeit und eventuell weiterer Parameter
von extern (PC) generieren lassen.

Das Gewicht das auf der Plattform gelagert wird beträgt ca. 5 - 6 kg. Daher sollte die Motorleistung dahingehend dimensieoniert sein.

Der Motor sollte also folgende Eigenschaften haben.

Prezisse Steuerbar
hohe Endgeschwindigkeit | schneller stop
Das Gewicht ohne Probleme bewegen

Ich bin mir nicht im klaren ob es besser ist die Vowärts/Rückwertsbewegung über die Rollen zu übersetzten. Oder statdessen über eine Seilwinde anzutreiben.

Auf jedenfall stehe ich vor der Typischen Frage, benutze ich einen Schrittmotor, (sehr prezisse Steuerung -> schlechte endgeschwindigkeit -> schlecht belastbar)
oder benutze ich einen Servomotor (gut Belastbar -> schnell -> aber ist die Steuerung prezise genug?)

Das Fertige Projekt beinhaltet noch eine ganze reie weiterer Motoren. Daher soll die Plattform auch mindestens 6 kg bewegen können. Wenn nicht noch mehr.
Denn auf Ihr werden mindestens noch 2 bis 4 weitere Motoren in unterschiedlicher Stärke Platzfinden müssen. Einzig und alleine die Präzise ansteuerung haben
alle gemeinsam.

Ich wende mich an euch da Ihr bestimmt schon einiges an Erfahrungwerten habt und ich hoffe das Ihr diese mit mir teilen könnt/wollt?.

Eine weitere Frage. Welches der vielen RN-Boards währe denn für die Ansteuerung so vieler Motoren am Besten geeignet.
Ich habe jetzt zwar bereits alle RN-Boards in RN-Wissen gelesen. Doch irgendwie traue ich mich nicht so ganz eine entscheidung zu fällen. Durch die fülle
an Informationen bin ich jetzt irgendwie überfordert ...

Ich habe die letzten paar Abende übrigens sehr viel in RN-Wissen Wiki verbracht und möchte an dieser Stelle mal ein großes Lob aussprechen.
Das Wiki ist wirklich sehr lehrreich und vor allem Verständlich. Wenn man zumindest gewisse Grundkenntnisse in Elektrotechnik bzw. Elektronik besitzt.

Ich hatte ein paar Aha, WoW erfahrungen damit. Gratulation dafür!
Michi

[Steinigtmich]

Tach!

Ich empfehle die Bewegung der Plattform mittels Seilwinde(n). Über die Rollen lässt es sich zwar auch durchführen, hat aber den Haken dass die Wiederholbarkeit der Bewegungen und Positionen nicht perfekt ist. Ich meine damit Schlupf auf der Schiene und damit verbundene Positionierungsprobleme.
In jedem Fall müsste man also per Sensor die absolute Position der Plattform ermitteln, z.B. mit einem Abstandssensor oder mit Lichtschranken.
Das dürfte sich bei der Winden-Variante einfacher gestalten. Das Gerät müsste nur bei Systemstart zur "Kalibrierung" an eine definierte Position gefahren werden, danach könnte die Positionierung der Plattform anhand der Schrittanzahl bei einem Schrittmotor der die Winde antreibt, geregelt werden (sofern man Schrittverlust ausschliessen kann), oder fast besser, per Radencoder.
Man müsste nur mechanisch ein Längen des Windenseilen vermindern, z.B. durch Spannelemente an den Verankerungspunkten des Seiles.

Was die Motoren angeht, da müsste man sicherlich etwas experimentieren. Schrittmotoren haben ja ihr Maximumdrehmoment bei 0 Drehzahl, was heisst, wenn der Schlitten mit hohem Tempo fährt, könnte bei ungenügender Dimensionierung ein Schrittverlust auftreten. Auch ist die Ansteuerung schwieriger.
Alternativ ein Getriebemotor, der ist sehr einfach anzusteuern (z.B. mit einer H-Brücke), dort ist aber dann ein Radencoder zur Messung der gefahrenen Strecke unabdingbar.

Warum willst Du unbedingt ein fertiges Board nehmen? Allein für die Schlittensteuerung würde z.B. ein kleinerer Atmel, ein Radencoder, ein Motortreiber (L293/L29 und ein MAX232 zur Verbindung mit dem PC reichen.

[codeman]

Hallo Steinigtmich!

Danke für die schnelle Antwort.

Es ist nicht so das ich unbedingt ein fertiges Board verwenden muss. Aber in diversen Beiträge in der Wiki wird vermittelt, das der Einstieg damit leichter fällt. Was plausibel klingt. Schließlich muss man sich nicht um alles selbst kümmern.

Elektronisch bin ich leider absolut nicht Dingfest. Ich habe das Thema zwar mal vor Jahren in der Berufschule gestreift. Doch erinnere ich mich nur langsam daran. Daher mache ich auch gerade Marathon Forum lesen.g.

Elektrotechnisch ist mir zumindest alles ein Begriff und wenn nicht verstehe ich es zumindest wenn ich mich Schlau mache.

Das sind hoffentlich ausreichende Vorraussetzungen für mein kleines Projekt.

Ich werde mich heute Abend mal über Radencoder und seine funktionsweise Schlau machen.

Wenn ich dich recht verstehe ist auch mit Getriebemotoren eine Absolute Posetionierung möglich, sofern ein Radencoder vorhanden ist?

Ist das viel Aufwendiger als einen Schrittmotor seine zu fahrenden Steps zu übergeben?

lg
Michi

[Pyro-Mike]

Vielleicht könnte man die Positionierung auch mit Hilfe von Konstantandraht machen, einfach entlang der Schiene legen und dann immer mal wieder den Widerstand zu einem festen Punkt messen (ADC). Man muss dann eben immer eine Verbindung von der Plattform zum Ausgangspunkt haben. Dann ist aber die Positionierung überhaupt kein Problem mehr!

Irgendwann kann es dann aber passieren, dass der Draht immer weiter abgehobelt wird und erneuert werden muss. ^^

[codeman]

@ Pyro-Mike

Wie genau funktioniert das? Ich kann mir das zu wenig Vorstellen. Wie muss diese Verbindung aussehen? Die Plattform bewegt sich ja. Und wie funktioniert dadurch die Positionsbestimmung? Weil sich der Wiederstand zum Ausgangspunkt ändert?

Michi

[Steinigtmich]

Er meint einen Widerstandsdraht, der seitlich an der Fahrstrecke entlanggespannt ist. Funktioniert genau wie ein Poti, ein Schleifer (in dem Fall auf dem Wagen angebracht) fährt eine Widerstandsstrecke ab. Ich halte das prinzipbedingt für sehr ungenau und störanfällig. (Beispiel: ein Staubkorn am Schleifer, und schon verändert sich der Widerstand, bei Unterbrechung gegen unendlich)

Im Attachment mal eine schlechte Skizze meiner Idee zu dem Thema.
Das Fahrzeug läuft auf einer Schiene - klar -, und an beiden Enden vom Wagen sind Seilwinden angebracht, jede mit einem eigenen Motor.
Dadrin besteht auch der Trick um die Seile gespannt zu halten. Wenn der Wagen nach rechts fahren soll, wird der rechte (also in Fahrtrichtung vordere) Motor mittels eines Motortreibers angeschmissen, der hintere wird ausgelassen bzw nur mit weniger "Gas" gefahren als der vordere. Dadurch bremst er und strafft damit die Seile.

Die Positionsermittlung kann halt über einen Radencoder erfolgen. Nimm mal eine alte Maus mit Kugel auseinander, dort findest Du gleich 2 Stück von den Dingern. Solch ein Radencoder könnte an die Laufräder des Wagens angeschlossen werden, oder direkt auf eine der Motorwinden geflanscht werden.

[Hessibaby]

Wenn die Schiene nicht allzu lang wird, kannst Du auch eine Zahnstange in die Mitte zwischen die Schiene bauen. Damit hast Du dann zwei Fliegen mit einer Klappe erschlagen denn : 1 kannst Du darüber, per Zahnrad am Gefährt, schlupffrei antreiben und 2. zur Positionsermittlung die Zähne zählen. Wenn Du mit zwei Gabellichtschranken ( 1/2 Zahn versetzt ) arbeitest kannst Du, ganz nebenbei, auch noch die Fahrtrichtung ermitteln.
Nur so als Vorschlag.
Gruß