Schwimmender Roboter

[Hellmut]

Hallo Freunde

Ich habe mich entschlossen mein Projekt hier als eigenen Thread zu fuehren um all den jenigen die es interesiert die Daten an einer Stelle gebuendelt verfuegbar zu machen.

Kurze Projekt-Beschreibung:

Bau eines Modell-Segelbootes, welches mit einer Funkfernsteuerung bedient wird, welches dort wo sinnvoll statt Servos und Winden Schrittmotoren und Getriebemotoren einsetzt, und extensiv die Moeglichkeiten der uController-Steuerung nutzt. Die uController-Steuerung basiert auf Komponenten die wo immer moeglich den Spezifikationen von Roboternetz entsprechen. Zur Zeit eine RN-Control, RN-Funk, eine RN-Motor, in der Entwicklung eine RN-mega8 und sobald verfuegbar 3 der grossen Motorsteuerungen die stupsi entwickelt beinhalten soll.

Konfiguriert wird das Ganze ueber eine Steuereinheit die aus einem Farbgraphik-Display, LCD, TFT, besteht mit einer zu entwickelnden Steuerkarte bestehend aus einer mega128 plus LCD-Controller von Epson, einem I2C-Busanschluss, einer Funkverbindung, RN-Funk mit Antenne. Die Einheit kann gleichzeitig Telemetriedaten empfangen und Steuerbefehle und Parameter senden.

Das Boot verstehe ich als Technologie Platform, die Entwicklungsarbeit ist das Ziel, nicht die Fertigstellung des Bootes.

[Hellmut]

Hallo Stupsi

Bin bei meinem Projekt mit dem Segelboot jetzt soweit, dass ich meinen Versuchsaufbau stehen habe und jetzt Schritt fuer Schritt die einzelnen Teilaufgaben loesen moechte. Aus diesem Grund wieder mal meine Nachfrage zum Status deines Projektes mit dem grossen Fahrtregler. Bitte nicht als Druck zu verstehen, sondern Neugier.

Wie du vielleicht festgestellt hast benutze ich die RN-Motor zur Steuerung von 2 Schrittmotoren und erwarte dieses Wochenende, auch dank des letzten ueber PN erhaltenen Tips vom Frank, diese am Laufen zu haben.

Gleichfalls werde ich noch hier in Mexiko mit der RN-mega8 den Versuchsaufbau fuer die Impulslaengenmessung vom Empfaenger an die Servos stehen und getestet haben. Ich verwende den Servotester von Conrad um die zu messenden Impulse zu erzeugen. Den Lerneffekt hierzu moechte ich auch fuer die Auswertung der Impulstripel vom Inkrementalwertgeber meiner Dunkermotoren in deinem Fahrtregler verwenden. Wie sieht die Auslastung des mega8 in deiner Schaltung aus? Ich vermute ich werde die Erkennung der Impulse ueber ein Interrupt auf die Flanken der Impulse implementieren. Einen Timer werde ich dort nicht benoetigen, da die Laenge der Impulse nicht relevant ist. Geht das ohne den Betrieb deines Fahrtreglers zu beeintraechtigen? Schliesslich liefert der Imkrementalwertgeber pro Motorumdrehung 500 Impulstripel, synch, sowie A & B, und volle Fahrt sind 60 Umdrehungen/Sekunde.

Eine weitere Herausforderung ist die Kommunikation ueber I2C.

Dein Fahrtregler soll eigenstaendig die Positionsinformation mit der Auswertung der Impulse vom Inkrementalwertgeber ermitteln und muss diese an die RN-Control weiterleiten. Die RN-Control benutzt diese Positions-Information um den Schrittmotor an der RN-Motor zu steuern.

Zur Erinnerung: Die Mechanik in meinem Segelboot soll mit Hilfe der Elektronik das Aus- und Einfahren des Spinnakers bewirken. Hierzu muss die Oeffnung im Bug des Bootes zum Bergungsrohr des Spinnakers Freigelegt und anschliessend wieder verdeckt werden. Daher wird die Befestigung des Schotes, Seil, das von der Mastspitze zur Bootsspitze verspannt ist, gekuerzt um gespannt zu bleiben. Man muss sich dazu ein Dreieck vorstellen, wo eine Ecke die Mastspitze ist, die 2. der Mast wo er das Deck durchdringt und die letzte an der Bootspitze wo das vorher genannte Schot befestigt wird. Der rechte Winkel in diesem Dreieck ist der Punkt wo der Mast das Deck durchdringt. Der Befestigungspunkt des Schotes an der Bootspitze wird um etwa 24cm nach hinten durch deinen Fahrtregler, den 2 dort angeschlossenen synchron laufenden Dunkermotoren und einem Getriebe bewegt. Durch diese Betaetigung wird die Kathete, Mastfuss zu Befestigungspunkt kuerzer, was auch die Hypothenuse kuerzer macht, Befestigungspunkt zu Mastspitze. Diese Verkuerzung wird durch den Schrittmotor an der RN-Motor angeschlossen ausgeglichen, wodurch das Vorsegel das an dieser Schot befestigt ist gespannt bleibt. Dieser Laengenausgleich der Hypothenuse soll moeglichst haeufig stattfinden, wird jedoch auch durch die I2C-Busauslastung begrenzt.

Damit muss ich mir eine Loesung austuefteln welche eine einigermassen deterministische Buskommunikation ermoeglicht, den I2C-Bus nicht blockiert und gleichzeitig z.B. die mega8 in deinem Fahrtregler nicht an der Erfuellung ihrer Funktion behindert. Stichwort hier ist die Master/Slave Kommunikation ueber den I2C-Bus. Der Slave, hier die mega8 in deinem Fahrtregler, kann das Clock-Signal des I2C auf Low halten um den Verlust von Daten in der Kommunikation zu verhindern und gleichzeitig seine ureigentliche Aufgabe, die Funktion deines Fahrtreglers inkl. der Positionsauswertung zu erfuellen. Dumm ist nur das die RN-Control und der I2C Bus in dieser Zeit blockiert sind und nichts tun und nichts tun koennen.

Das gleiche Problem habe ich mit den mega8 welche die Impulslaenge vom Empfaenger auswerten, mit der RN-Motor, und den weiteren 2 deiner Fahrtregler fuer andere Servo-Funktionen. Last, but not least auch die Display-Steuereinheit.

Ich vermute hier werde ich vom I2C-Protokoll abweichen muessen um in Kenntnis der Funktionen die Tot-Zeiten im System zu minimalisieren.

Nabend,
hab auch schonmal daran gedacht einen "Roboter" in ein Segelschiff zu bauen.
Ich hab auf der Suche bei Google vielleicht was interessantes gefunden zum Thema Spinnaker. In diesem Video http://www.microsail.com/msintro.mpg
ist ein Segelschiff zu sehen, dass ebenfalls den Spinnaker automatisch einpackt. Geht aber äußerst schnell!
Wünsch dir noch viel Erfolg!

[Hellmut]

Hallo Gast

Doug Lord heisst der Eigentuemer von Microsail und von ihm hab ich mir die Informationen besorgt mit welchem ich meine Spinnaker-Entwicklung begann. Das Aus-, bzw. Einfahren des Spinnakers ist deutlich unter 5 Sekunden. Bei mir lautet die Plannung: Oeffnen Spinnaker Bergungsrohr = 1/ Sekunde, Aus-, bzw. Einfahren Spi max. 3 Sekunden und wieder 1/2 Sekunde Spi-Oeffnung schliessen. Um mechanische Schaeden bei nicht-funktionieren der Spi-Mechanik zu vermeiden dienen die Ueberwachung von Strom und Positionsbestimmungen zum "klugen" reagieren. Bei mir ist als Vorsegel ein Genua dessen Vorliek mit dem Vorstag identisch ist und dessen Befestigungspunkt auf Deck von der Bugspitze bis hinter die Spi-Bergungsrohroeffnnung eben um circa 24cm zurueck gefahren wird.

[RCO]

Super Projekt, wäre super, wenn du schon erst Fotos schicken könntest.
Wie groß ist das Boot denn ungefähr?
Ist ja Wahnsinn, dass man damit dann echte Manöver etc. fahren kann.

MFG Moritz

[Hellmut]

Hallo Moritz

Du kannst einige Fotos zu meinem Boot im Bau auf meiner Webseite ansehen: www.kohlsdorf.privat.t-online.de. Zur zeit habe ich auf einem kleinen Brett Die RN-Control, die RN-Motor und die RN-Mega8 montiert ueber I2C verbunden. Zusaetzlich habe ich auf das Board die 2 Schrittmotoren montiert. Vielleicht schaffe ich es das Foto davon ebenfalls heute abend auf meiner webseite zu stellen. Zusaetzlich soll noch ein Servotester von Conrad und ein "Getriebemotor" mit dem Inkrementalwertgeber darauf. Der Getriebemotor wird wie alles andere an ein 7 Mono-D-Zellen NimH Akku-Pack angeschlossen und der Inkrementalwertgeber an die 5V der RN-Motor. Die 3 Leitungen mit Synch, A & B werden ueber ein Steckbrett und 4,7kOhm Widerstande auf 5V hochgezogen und dann an die Analog-ports des mega32 auf der RN-Control. So kann ich auch den Oszi anschliessen und habe alle "building blocks" der Elektronik meines Bootes in handlichem Format untergebracht. Praktisch fuer die Zeit der Entwicklungsarbeiten. ich habe es auf meiner Reise zur Jobsuche nach Mexiko mit genommen, so dass ich am abend nicht lese oder Fernsehe, sondern basteln kann. Auf dem Webplatz sind ausserdem 2 Zeichnungen die das Getriebe zum Bewegen der Vorstagbefestigungsverstellung.

Das Segelboot, die Voilier aus dem vth-Verlag leicht veraendert, ist ein Langkielboot fuer die A-Klasse fuer Modellsegelboote. 153cm Lang, circa 32cm Breit und vom Kiel bis zur Mastspitze etwa 220cm und eine Verdraengung von etwa 16 Litern.