Basic(-Billig/-Baby) Mono Wheel

[mausi_mick]

hi oberallgeier,

da hast Du wohl recht, ich kann ihn wohl noch ca 2 cm nach vorne verlegen, muss dann aber die Stromversorgung / CPU-Platine versetzen (z.B auf das ALU-Profil) .
Bei dem Fahrtest scheint es so zu sein, dass das Alu-Profil nur noch leicht nach vorne geneigt ist und dadurch das Kreiszentrum (oder besser das Lot) sich mehr zum Bodenberührpunkt verschiebt.
War aber eigentlich nur ein erster Test, um zu sehen, ob der Motor das zusätzliche Gewicht ( geschätzt : 400-500g) und der Akku die zusätzlichen Verbraucher (Servo, Kreiselmotor, 5V-Stabilisierung) verkraftet.
Der Motor scheint das noch zu schaffen, beim Akku merkt man doch die Belastung (nach ca 3-4 min Fahrt war er ziemlich am Ende).
Werd für die 5V (Servo / CPU) anstelle des 7805 wieder das Schaltnetzteil nehmen, der Kreiselmotor ist wohl vergleichsweise sparsam.

Die Fahrtests heute morgen waren aber bezüglich Stabilität und Kurveneinleitung beim Schwenk des Kreisels etwas ernüchternd . Es dauert ziemlich lange , bis ich den Kreisel auf Touren habe (ich sollte da vielleicht auch eine PWM vorsehen, der ihm anfangs volle Speed gibt und ihn dann etwas runterregelt. Wenn er auf Touren ist, reichen ihm vermutlich 5-7V). Dann hat er aber genug Kraft, um eine Kurve einzuleiten . Dazu brauch ich dann aber eine vernünftige Regelung mit Pendelgewichten, um das MW in Balance zu halten.

Dazu noch ein Video, das aber nicht so überzeugend ist:

http://www.youtube.com/watch?v=D-kzka8E2T0

Gruss mausi_mick

[Murdoc_mm]

Frage: bei sekunde 12 macht dein MW ne drehung, ist die vom Kreisel ausgelöst oder nur zufällig passiert und musstest du das MW stabil halten oder isses von allein stehen geblieben und weitergefahren?

Gruß

[mausi_mick]

hi Murdoc_mm,

ich hab's mir das nochmal angesehen.
Er löst das wohl selbst aus - aber wohl nur wenn der Kreisel "auf Speed" ist und besonders dann , wenn er's eigentlich nicht sollte, wenn's bergauf (1-2°) geht und das MW langsamer ist. Aber bei dem Schwenk - und der geringen Geschwindigkeit hab ich wohl per Hand nachgeholfen.
Ich werd das aber nochmal - hoffentlich sauberer - testen, werde dazu den Schwenk über IR-auslösen.


Gruss

[mausi_mick]

hi MW-ler,

nach recht erfolglosem Test des grossen Kreisels hab ich mich mehr um
die Regelung über den Beschleunigungssensor gekümmert. Ich werde dann erst mal mit Pendelmasse an Linearantrieb weitermachen. Da mir die zur Verfügung stehende Zahnstange (12,5cm Modul 0,5) und Conrad im Tal wegen Umbau nicht liefern konnte, hab ich mir eine andere Konstellation ausgedacht:

Die Zahnstange ist fest (eventuell seitlich kippbar) am MW befestigt und der Antriebsmotor bewegt sich an ihr entlang. Zusätzlich ist dem Getriebemotor (160g) gegenüber ein Ausgleichgewicht befestigt, der den Motor in etwa in Waage hält.

Hier ein Video zum Testbetrieb (an 7V, hinterher 14V mit H-Brücke) und ein paar Fotos


http://www.youtube.com/watch?v=Po29RJP6nMg

[radbruch]

Hallo mausi_mick (und alle MW-Fans)

Dein Technologievorsprung ist echt beeindruckend.

Ich habe nun endlich auch ein 20-Zoll-Rädchen aufgetrieben (Dank an dieser Stelle an den Sponsor) und teste die Möglichkeiten der Motorisierung. Zur allgemeinen Belustigung zeige ich hier meinen Versuch das Riesenrad mit einem Druckerpapiervorschubantrieb zu betreiben:

Bild hier   Bild hier   Bild hier  
(Scharfe Bilder sind bei mir echter Zufall)

Obwohl auf den ersten Blick recht hübsch fällt dieser Ansatz beim Praxistest vollkommen durch. Schade eigentlich:
Bild hier  
http://www.youtube.com/watch?v=x5Vus5fBRxg

Ich bleibe dran...

Gruß

mic

[mausi_mick]

hi radbruch,

sieht doch für die ersten Versuche gar nicht schlecht aus.

Ist auch mal eine andere Variante, bei der das Rad selbst (ziemlich) im
Originalzustand bleibt.

Ich hab heute mein MW mal mit dem Neigungssensor betrieben, der den Pendelmotor veranlasst, sich mit seiner Zusatzmasse so zuverschieben, dass das Rad möglichst in der senkrechten bleibt. Muss mir daza aber nochwas mit der Wegerfassung (wo befindet sich die Pendelmasse auf dem Pendelarm) machen, vermutlich mit Quadraturencoder.


Gruss

mausi_mick

[radbruch]

Hallo

Bevor ich mein Rad entspeiche (und mich um das Ventil kümmern muss) wollte ich mal ein paar grundsätzliche Tests machen. Nun weiß ich immerhin, dass ich mehr Power brauche.

Zu deinem Ansatz mit Neigunssensor und der Frage: "Wo befindet sich die Pendelmasse auf dem Pendelarm": Ist das nicht völlig egal? Wenn das Rad nicht senkrecht steht muss die Masse das ausgleichen, unabhängig davon, wo sie sich in diesem Moment befindet. Ich setze ja weiterhin auf querlenkende Kreiselkräfte, vielleicht schaffe ich das auch endlich mit diesem erneuten Anlauf.

Mal abgesehen davon, ich bin sehr davon beeindruckt, wie du deine Ideen mechanisch umsetzt. Du bist echt ein prima Bastler :)

Gruß

mic

[mare_crisium]

mausi_mick,

bevor Du Dich für die Lagemessung der Pendelmasse in die Arbeit stürzst: radbruch hat recht - für die Neigungsregelung brauchst Du keine Pendelmasse-Lagemessung. Der Neigungsregler kann mit seinem Stellsignal direkt die Auslenkung der Pendelmasse verstellen. Um Übersteuerung zu erkennen, genügen zwei Endlagenschalter.

Etwas anderes ist das nur, wenn Du eine Regelkaskade aufbauen willst. Dafür brauchst Du dann zwei Regler; einen für die Neigungsreglung und einen für die Pendelmasse-Auslenkung. Die Stellgrösse des Neigungsreglers dient als Sollwert für den Pendelmasse-Auslenkungsregler.

In manchen Regelstrecken sind solche Kaskadenregelungen stabiler als die einfachere, direkte Version; ist aber nicht immer so. Ich würd's auf alle Fälle erstmal mit nur einem Regler versuchen.

Ciao,

mare_crisium

[mausi_mick]

ja,

das hatte ich anfangs auch gedacht. Hab dann wenn es stärker kippte das Gewicht weiter (länger) und schneller in die andere Richtung bewegt.
Dabei ist aber die Ausgangslage schon wichtig. Bei mir hat das nur zu einem sehr schnellen hin- und her Pendeln geführt, was eher zu einer Destabilisierung führte. Auch ist wohl wichtig, wann man den Ausgleich durchführt (am besten direkt). Da aber die Messung und die Verlagerung wohl doch seine Zeit braucht (bei meinem Neigungsmesser mit "Gasblase" betrug die Messung ca 100 ms, die Verlagerung mit Motor ca 500ms - 2s je nach Verschiebestrecke und Motor, bei Servo wohl deutlich schneller) ist das Rad dann in einer ganz anderen Position, was wohl auch zum Aufschaukeln führt. Die Endschalter sind wichtig (aber bei dem jatzigen Versuch noch nicht eingebaut (das Zahnrad rutscht von der Zahnstange und poliert auf der Aluschiene die Zähne).

Bei dem Basic-MW war die Positionserfassung schon drin, (Zahnrad durchbohrt und Gabel-LS darüber, aber ohne Qudraturencoder. Daher gingen mir ab und zu ein(ige) Ticks verloren und ich musste die Verschiebung auch vergleichsweies langsam ausführen.

Radbruch:

Es gab im Netz schon mal ein MonoWheel mit Reibradantrieb (hinten) - mit einem Rahmen, der wohl vorne und hinten über das Rad hinausging, aber ich hab es nie fahren sehn ...


Gruss mausi_mick

[mausi_mick]

Hallo,

nach einer langen Pause , die ich eher anderen Themen (Lichtdecke mit LEDs etc) gewidmet habe, möchte ich beim MonoWheel mal etwas weiter machen.

Ich habe mich jetzt folgendermassen festgelegt:

1 Verbesserungen nur noch am "Big-MW" (50 cm Rad)
2 Neigungserfassung mit 2 Sharp-Abstandsensoren
3 Gleichgewicht/Kurven über "Pendel"-Masse, die mit Linearantrieb links/rechts verschoben wird
4 getrennte Akkus für Fahrmotor und Pendelantrieb (incl. Atmega8/Sensoren)
5 Fahrweg der Pendelmasse aus Ruhelage wird über Quadraturencoder erfasst


zu 1 : Verbesserungen nur noch am "Big-MW" (50 cm Rad)

Das Kleine "Basic-MW" (30 cm Rad) fuhr zwar relativ stabil, aber ich hatte wenig Möglichkeiten, in dem knappen Raum Antrieb, Akku, Sensoren, Pendelmasse etc unterzubringen. Bei dem 50 cm Rad war da doch erheblich mehr Platz. Die Verbesserungen am Big-MW gehen zum einen in Richtung höhere Präzision und zum anderen in Richtung niedrigere Masse. Durch Verwendung einer neuen Alu-Felge (mit Mantelund Schlauch um die 30 €) konnte ich beides erreichen: ca 0,5 kg weniger Masse und wesentlich besseren Rundlauf - trurig war nur , dass die Massnahme nicht gerade die Fahrstabilität erhöht (kleineres Trägheitsmoment ...)
Dann hab ich mich entschieden, das "Stützrad" oben anzuordnen, und zwar mittig , sodass die Kippmomente möglichst in Radmitte und nicht nach vorne bzw. hinten versetzt eingeleitet werden (was zum "Eiern" des MW führen kann). Somit ist das Big-MW dem MonoWheel von Klingon/Murdoc_mm rech ähnlich. Bei dem neuen Rad hab ich auch die Laufschiene auf der Felge (U-Profil) noch mal neu gesägt (ca 240 Einsägungen auf 1,2m Umfang, das war schon etwas nervig), um das U-Profil in die "rund" zu biegen. Das Antriebsrad (voren) und das passive hintere Rad laufen in dem Alu-Profil, während das Stützrad aus zwei Kugellagern (aus alten Festplatten) besteht, die seitlich aussen an dem U-Profil entlangrollen.
Durch Verwendung eines besseren Motors (ein alter Maxxon aus einem Ventilator) konnte ich die doppelte Untersezung mit Schnurrollen einsparen, was auch Platz und Gewicht gespart hat.


zu 2: Neigungserfassung mit 2 Sharp-Abstandsensoren

Nachdem ich einige Experimente mit Beschleunigungssensoren (analog: MMA7260Q, digital: BMA020) gemacht habe, habe ich mich entschlossen, mit den Sharp-Abstandsensoren, die noch irgendwo rumlagen, weiterzumachen. Sie haben den Vorteil , recht schnell zu sein . Mit den Beschleunigungssensoren den Neigungswinkel zu messen, ist in ruhenden Systemen einfach, aber auf den doch recht unruhigen MW schwierig, da man neben der Erdbeschleunigung auch alle anderen Beschleunigungen des Fahrzeugs mitkriegt. Da müsste man wohl noch Gyros etc. hinzunehmen, aber das schien mir doch zu aufwändig.
Nachteil ist halt, dass Abstandssensoren nur in ebenem Gelände als Neigungssensor sauber funtionieren und das sie Sensoren an relativ exponierten Stellen angebracht sind (möglichst weit aussen, um ein grosses Differenz-Signal zu bekommen).


zu 3: Gleichgewicht/Kurven über "Pendel"-Masse, die mit Linearantrieb links/rechts verschoben wird
....

kommt in den nächsten Tagen ?

Gruss mausi_mick

PS: Hab Probleme, Fotos hochzuladen, da mein Speichervolumen wohl überschritten ist.

Werd vielleicht mal ein Video bei YT reinstellen