Mein Kunsttier (BEAM) mit Elektronik

[PICture]

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

[Searcher]

Hallo PICture,

ich finde Deine Fortschritte prima und verfolge den thread sehr interessiert.

Ich möchte auch keinen Einspruch gegen Baugenehmigung erheben   Alles was ich so bisher gelesen habe, sollen für pure BEAM Roboter nur analoge Bauelemente/ICs und weitgehendst Elektronikabfall verwendet werden. Und Deinen Planungen gehen ja genau in die Richtung.

Ich Suche im Augenblick selbst nach einer unnützen aber sinnvollen Unanwendung. Mir ist noch nichts Neues eingefallen und so hab ich mal defekte Festplatten zerlegt. Bei Maxtor HDDs sind in der Schreib-/Lesearm Lagerung tolle Kugellager verschraubt - nicht eingepreßt - mit Schraubanschlüssen auf beiden Seiten und die Arme sehen auch recht interessant aus. Die oberste Druckplatte, mit denen die Datenplatten festgeklemmt sind, könnten tolle Radkappen abgeben ... zumindest bei den HDD die ich hier habe ... Mal sehn was draus wird...

Ich finde Deine Berichte und Erfahrungen inspirierend und bin auf neue Ausgaben gespannt.


Gruß
Searcher

[PICture]

Hallo!

@ Searcher!

Vielen Dank für Deinen Beitrag!  

Ich war fast und jetzt bin ich ganz sicher, dass mein Pumpi ein echter BEAM-er wird.

Da Du Dich eigentlich auch mit BEAM-er beschäftigst, die sogar Kurven fahren, vielleicht wäre für Dich die Mechanik aus Notebook Festplatten (2,5") interressant, die die Leseköpfe in beiden Richtungen sehr schnell und reibungslos bewegt. Solche und noch kleinere (1,8") defekte Festplatten gibt es fast um sonst bei eBay.

@ alle

Ich bin jetzt in einer Phase, wo ich noch nichts weitermachen kann, bis in meinem Kopf ganz konkrete Vision steht. Ich möchte die ganze überwiegend analoge Steuerung auf der kleiner Fläche des Fahrgestells aufbauen.

Nach Überlegungen, ob ich die Motorspannung auf 2 V erhöhen und TDA2822D (stereo Audioverstärker mit 8 Pins in SMD) als H-Brücke anwenden kann, habe ich die Idee wegen doppelten Anlaufstrom (bis 200 mA!   ) schell verworfen. Ich werde dann die H-Brücke aus 4 SMD Transistoren bauen und nur den hübsch kleinen GoldCap 0,1 F als Energiespeicher für Anlauf des Motors nehmen.

Ein Schnelltest im für Pumpi vorgesehenem "Lebensraum" (Badezimmer) auf den Fliessen mit Fügen hat sofort eindeutig bewiesen, dass der Fahrgestell vom Pumpi, wahrscheinlich wegen sehr geringen Gewicht (ca. 30 g), sich überhaupt nicht kontolliert bewegen kann, da die Räder gewaltig rutschen.

Deswegen muss ich für ihm einen Käfig mit geeignetem rutchfestem Boden vorbereiten. Aus dem Grund sind die virtuelle Photobumper nicht nötig und die Steuerung mit den echten Bumper viel einfacher wird.

So wie oft konnte ich mich nicht freuen, dass ich schon alle Probleme gelöst habe. Verwendung üblichen Bumper ist leider nichr möglich, weil das Fahrgestell an Hindernis nur mit einer Kraft um 20 g drückt, was für meiste Bumper ein Grenzwert ist.

Ich habe bei mir leider keine mechanische Bumper gefunden die beim Anfahren eines Hindernisses immer umschalten. Wahrscheinlich muss ich jetzt zwischen virtuellem Bumper und Impulsen an Motorbürsten wählen.

Nach Analise habe ich mich für enfachere Lösung mit Impulsen von Motorbürsten und retriggerbarem MF entschieden. Der kleine Motor mit ca. 4000 U/Min hat so schwaches Drehmoment, dass er bei Anfahren eines Hindernisses stehen bleibt, was durch den MF schon (fast) sofort erkennbar ist.

Ich werde mich natürlich mit ausprobierten Schaltungen irgendwann melden ...  

MfG

[PICture]

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

           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

[Searcher]

Hallo,

vielleicht wäre für Dich die Mechanik aus Notebook Festplatten (2,5") interressant

Nach Deinem Tipp fand ich jetzt bei Bekannten ein uralt defektes Notebook im Keller mit 512MB Festplatte von Seagate, noch eine in der "dicken" Bauform. Platte ausprobiert und lief auch nicht mehr. Auseinandergebaut und es ist alles eine Nummer kleiner als in den großen HDD, was mir bei meiner augenblicklichen Bastelei sehr entgegenkommt. Das Lager für den Kopf ist auch schraubbar zu befestigen und sogar die einzelnen Arme sind mit einer großen Schraube und Heißkleber auf dem Lager nur festgeklemmt.

Zusammen mit einer Andruckrolle aus einem Kassettenlaufwerk hat mein "5-1er" jetzt an drei Punkten rollbare Bodenberührung  

Davor hatte ich noch ein bißchen mit den großen Schreib/Lesearmen probiert und mal als Pendel aufgehangen. Zusammen mit dem Bumper hat er sich dann ruckartig verschieden lange Strecken fortbewegt - kam aber doch nach einiger Zeit zum stehen.

Bei den Pendelversuchen kam mir die Idee, ob es nicht möglich wäre einen Linienfolger zu bauen, der versucht einer vertikalen Linie zu folgen. Das Pendel als Linie, die von Photodioden abgetastet wird und der Bot am Ende balanciert, weil er nicht nach oben fahren kann  

Zum TDA2822 hab ich mal das Datenblatt angesehen. Der wär auch unheimlich interessant für mich, da gleich zwei Verstärker auf gleichem Platz wie auf LM386 sind.

Ich würde gern noch was zu Deiner Schaltung schreiben. Leider kann ich das theoretisch nicht beurteilen. Die Idee finde ich aber sehr spannend.


Gruß
Searcher

[PICture]

Hallo Searcher!

Vielen Dank für deinen ausführlichen Bericht über Festplatten. Ich Suche immer für meine "verrückte" Ideen einfache und unkonventionelle Lösungen, vor allem in der Mechanik, die meine Schwäche ist.

Mich würde sehr interressieren, wie sich ein Linienfolger auf einem unregelmässig gefärbtem Tepichboden bewegt, vor allem, ob er sich beim Tageslicht und LDR's selber die "vituellen" Linien raussuchen kann.

Meine Ideen werden grundsätzlich durch praktische Experimente geprüft, weil keiner alles rein theoretisch beurteilen könnte.

MfG

[PICture]

Hallo!

Ich habe mir schon Gedanken über Energieversorgung meinen k.T. gemacht um letztendlich feststellen zu müssen, dass in meiner derzeitiger Wohnung direktes Laden eingebauten Akkus mit Solarenergie kaum möglich ist.

Die Schlussspannung beim Laden von zwei 1,2 V NiMH Mignon Akkus beträgt 2 * 1,35 = 2,7 V + Durchflussspannung einer Schottky Diode um 0,3 V also ca. 3 V. Um sie zu laden eignet sich:

http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?...=STRK:MEWAX:IT

Der Artanel, wegen nur einem Akku könnte sich z.B. damit "ernähren" :

http://cgi.ebay.de/Solarladegerat-AA...item483b2877ab

Dann hat man gleich ein Gehäse mit Akkuhalter.

Um aus der Ladestation zwei 1,2 Akkus laden zu können, wenn der Pufferakku schon "am Ende" ist, müssen in der Ladestation drei seriel geschaltete 1,2 V Akkus sein. Um diese mit Solarenergie voll aufladen zu können, sind min. 3 * 1,35 = 4,05 + 0,3 V = 4,35V notwendig. Sie lassen sich also mit drei an Fensterscheibe befestigten und seriell geschalteten z.B. solchen Solarpanelen + Schottky Diode voll aufladen:

http://cgi.ebay.de/TOP-Solarzelle-1-...item483b2aeb08

Wegen fehlender Erfahrung bin ich mir nicht sicher ob es optimale, nur dass es einfachste und fast wetterunabhängige Lösung für Solarenergie ist.  

Ich würde wahrscheinlichst fürs "Ernähren" meinen k.T. ganz einfach ein AC Steckernetzteil (Netztrafo) verwenden. Dann wird jedes k.T. ein Brückengleichrichter mit entsprechenden für benötigte Versorgunspannung Spannungsregler besitzen. Das vereinfacht den Anschluss an zufällig angefahrene Ladestation, weil keine bestimmte Polung nötig ist.

Nach Analise meinen Zielen habe ich entschieden, das für mich das Bewegungsprinzip bei Artanel und Pumpi gleich ist und Spass höchste Prioritet hat. Deswegen werde ich mich mit dem Pumpi ohne Akkus nicht mehr beschäftigen, sondern die Steuerung anfangs ohne µC beim Kartanel aufbauen, da ich, wachrscheinlich schon zu alt bin um mit so kleinen k.T. im Käfig zu spielen.

Die Mechanik funktioniert wie geplannt und das reicht mir aus um weiter zu machen. Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass ich irgendwann dazu zurückkomme. Erhlich gesagt, die kleinste BEAM-er mir sehr gefallen, muss ich sie aber nicht unbedingt haben, um glücklich zu sein ...  

MfG

[PICture]

Hallo!

Ich möchte im diesen Tread möglichst eifach beschreiben Entstehung meinen k.T., bin aber nicht entschieden, wie es seien sollte. Nach meinen ersten Überlegungen sehe ich zwei Möglichkeiten (siehe Code):

1. Jede Funktion wird unabhängig von anderen Funktionen mit einem, spezifischen nur für sie, Sensor und Schalter realisiert.
2. Mehrere Funktionen werden mit spazifischen Sensoren realisiert und für gemeinsamen Schalter miteinander logisch verknüpft.

Am Ende werden beide Varianten genauso Funktionieren, bloß bei der ersten, wird es universal einsetztbar, das heisst mit keinem konkretem z.B. Antrieb verbunden. Diese Variante wird leider mehr Bauteile enthalten müssen, wird aber leichter verständlich sein. Die zweite Wariante wird veniger Bauteile haben, wird aber, wegen logischen Verknüpfungen, schwerer verständlich und nur für bestimmten z.B. Antrieb verwendbar.

Was denkt Ihr darüber, welche Variante würde für Euch lieber ?

MfG

   1. Variante

                  S1              S2
                   _/             _/
         +-------o/  o----------o/  o--------+
         |         A              A          |
         -         |              |         / \
   Akku --- A .---------.    .---------.   ( M ) Motor
         |    |Tag/Nacht|    |  Lade   |    \ /
        ===   | sensor  |    | sensor  |     |
        GND   '---------'    '---------'    ===
                                            GND


  2. Variante                     S
                                  _/
         +----------------------o/  o--------+
         |                        A          |
         -                        |         / \
   Akku --- A .---------.         |        ( M ) Motor
         |    |Tag/Nacht|-+       |         \ /
        ===   | sensor  | |       |          |
        GND   '---------' |  .--------.     ===
                          +->| Logik  |     GND
              .---------. +->|        |
              |  Lade   | |  '--------'
              | sensor  |-+
              '---------'

[Rabenauge]

Wieso soll die zweite Variante weniger flexibel sein?
Du schaltest letztendlich bei beiden _irgendeinen_ Antrieb zu.

Ich würde, aus dem Bauch heraus, der zweiten Variante den Vorzug geben, weil das "Verhalten" einfach weniger vorhersehbar ist, du kannst die ganze Geschichte durch den Logikbaustein wesentlich chaotischer machen- fänd ich für sowas spannender.

[PICture]

Hallo Rabenauge!

Danke für deine Meinung, die meiner gleich ist !  

Bei µC ist es für mich einzige Möglichkeit um s.g TTL-Grab zu vermeinden, da die minimalste Logik lässt sich ganz softwaremässig realisieren. Seit ich mich mit µC beschäftige, denke ich, dass ausser Sensoren mit eventuellen Verstärker und entsprechenden Schalter (z.B. H-Brücke), keine Hardware mehr nötig ist.

@ alle

Nach detailierter Analise der Steuerung meinen k.T. habe ich mich entschieden für eine H-Brücke (voraussichtlich TDA2822M) und einen µC (voraussichtlich PIC16F676 mit 14 Pin's, internem Oszillator, 12 I/O's und 8 DAC's), weil sonst wäre die Steuerung, wie der goara schon erwähnt hat, tatsächlich zu kompliziert. Dafür wird die Versorgungspannung auf min. 2,4 V erhöht, da beide o.g. IC's laut Datenblätter schon ab min.2V funktionieren.

Um das ziemlich einfach zu gestalten möchte ich mich nur auf ausprobierte Hardware beschränken, die an jeden µC (z.B. AVR) angeschlossen werden kann. Damit wird es möglich für alle eigenes Programm (Lebenseigenschaften des k.T.) nach eigenem Wunsch zu gestalten.

Ich weiß nicht genau warum, aber ich immer deutlicher meinen Kartanel als nutzliches künstliches Saugetier (mit Staubsauger) sehe.  

MfG