Neues Projekt: Das RoboterNetz-Standard-Board für Roboter

[Frank]

Die Idee gemeinsam in der Diskussion eine Art "Standard-Roboter", sowas wie ein neuses Standard-Board zum Bau von Robotern zu entwerfen, finde ich sehr gut. An so etwas hatte ich auch schon mal gedacht, hab es jedoch mangels Zeit nicht näher verfolgt.
Aber wenn hier eine Diskussion mit sinnvollen Ergebnissen entstehen würde und sich jemand bereit erklärt dieses später in die Praxis umzusetzen, dann würde mich das natürlich freuen.

Ich hab erst mal diesen Thread für dieses Thema geöffnet. Jeder kann hier seine Vorstellungen, Anregungen zu dem Projekt posten.

Sollte sich später was konkretes ergeben, könnte ich gerne auch ein spezielles Forum für dieses Projekt eröffnen, Support und die Weiterentwicklung ist ja auch wichtig.

Schaun wir doch mal wie groß das Intresse ist. Später könnte man auch bestimmte Details wo man keine Einigung findet durch Umfragen

• Also was haltet ihr von dem Projekt?
  Was sollte berücksichtigt werden?
  Welche Bauteile würdet ihr bevorzugen?
  Sollte es modulartig aufgebaut sein?

Diese und ähnliche Fragen sollten diskutiert werden! Hartmut, die vorgeschlagene Deadline von 30 Tagen scheint mir etwas knapp, was meint ihr?

Gruß Frank

PS. Aufgrund der bisherigen Diskussion habe ich eine Umfrage zusammengestellt. Jeder kann mitmachen.
Achtung: Es sind bis zu 15 Antworten gleichzeitig wählbar!



Nachtrag:

Dieser Thread ist seit Februar beendet.
Aus der Diskussion sind mehrere miteinander kompatible Boards entstanden. Weitere kommen ständig hinzu. Eine Übersicht findet man hier:

https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=1511

Ist gibt inzwischen auch ein spezielles Unterforum wo Schaltungen, die kompatibel zu den Roboternetz-Definitionen sind, vorgestellt und diskutiert werden. Natürlich können dort auch ergänzende Definitionen und Vorschläge gemacht werden.

Hier gehts zum neuen Forum:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewforum.php?f=30

[Frank]

Hab die beiden angefangenen Diskussionen hier mal als Zitat eingefügt:

Ich möchte demnächst einen Roboter bauen. Von der Schaltung hab ich schon eine Vorstellung. AVR + PWM mit L298 + IR471 + Sensoren + 7805 etc. Ich möchte aber gerne die komplette Elektronik auf einer Platine unterbringen.
Leider kenne ich mich mit Layout-Programmen und dem ätzen von Platinen überhaupt nicht aus. Könnte mir jemand von euch aus einem Schaltplan eine fertige Platine zaubern?
Wie wäre es überhaupt mit einer Art Roboternetz Standardplatine für Roboter?

Stefan



Hallo Stefan,
die Idee einen Standard einzuführen finde ich super. Nur wer definiert diesen ? Wenn bräuchte man meiner Meinung nach drei Platinen nämlich eine mit einem zu definierendem Microcontroller und zwei verschiedene für den Leistunsteil da einige mit Steppern und andere mit Servomotoren arbeiten wollen. Wenn da etwas sinnvolles definiert wird können wir hier gerne eine Platine layouten und fertigen lassen.
Wenn Frank eine Rubrik einrichten würde mit einer Deadline von z.B. 30 Tagen könnte man Ideeen, Anregungen und Schaltungen sammeln eine Quint-Essenz ziehen und einen unserer Hardwareentwickler daran setzen.
Wenn wir dann noch einen sinnvollen Controllertypen nehmen und eine vernünftige Standardinitalisierung -Minikernel- einbringen können wir auch die -ich will zwar aber trau mich nicht- Programmieranfänger beglücken.

Gruß Hartmut

[Frank]

Hier mal auf die schnelle eine erste Idee.
Ich würde vorschlagen das man sich erst mal auf ein reines Elektronik-Board ohne Roboter-Mechanik verständigt.
Man könnte zwar einige Motoren als Empfehlung quasi berücksichtigen, aber ein Chassie würde ich nicht gleich definieren wollen. Problem ist nämlich immer das es meist nichts wird, wenn man versucht gleich am Anfang das optimale für alle zu definieren.

Meine Wunschvorstellungl wären 2 Platinen:

Grundboard und CPU-Platine

Ein Grundboard das folgendes enthält:

- 5 V Spannungsstabilisierung
- 2 Motortreiber (z.B. L29 für Antriebsmotoren PWM gesteuert
- 2 Motortreiber mit L297/L298 für Schrittmotor Ansteuerung
- einige Servo Anschlüsse (z.B. Baustein SD20 über i2C-Port)
- Ein definierter Steckplatz für eine Controller-Platine (AVR oder C-Control, was auch immer)
- min. 2 Relais -(um irgendwas zu schalten z.B Staubsauger,Rotorbürste
- Anschluss für Drehgeber (Antriebsräder) an 2 Ports weiterleiten, eventuell mit Interrupt Auslösung
- RS232 Anschluss
- I2C Bus
- Grundplatine könnte auf einer Seite je nach Größe einige IS471F-Sensoren enthalten. Sie müsste später im Roboter entsprechend montiert werden, falls diese genutzt werden.
- Eigenständige Akku Laderegelung oder zumindest Strom/Spannungsüberwachung und Regelung über Controller
- Anschluss für Display
- billige LED-Matrix könnte für Experimente auch auf Grundplatine enthalten sein


Eine CPU-Platine:
Hier könnte es verschiedene geben. Wichtig wäre nur das diese auf die Grundplatine aufgesteckt werden kann und entsprechend viele Ports zur Verfügung hat.
Ich würde z.B. AVR ATMEGA16 für gut halten

Gruß Frank

[Kjion]

ATmega16 würde ich auch empfehlen. Es wird allerdings eng von den verfügbaren Ports her wenn alles was du aufgeschrieben hast mit auf die Platine soll.
-> event. irgendwelche Portexpander....

Sensoren wie den IS471 sollten nicht auf die Platine, da man sonst schon sehr festgelegt ist wie die Platine eingebaut wird.

Wie sollte denn eine Akku Ladereglung aussehen ?? Event. würde es ja schon reichen wenn man einfach den Gesamtstromverbrauch, den Stromverbrauch der Motoren und die Spannung des Akku misst.

Was auf jeden Fall noch sein sollte ist die Möglichkeit mehrere Platinen über ein Netzwerk zu verbinden. Also noch RS485 oder CAN.

Größe:
Ich wäre für 80x100mm, also 1/2 Eurokarte. Dann ist es nicht zu groß und lässt sich vor allem noch mit der Freewareversion von Eagle erstellen, allerdings wird die Platine dann auf jeden Fall doppelseitig....

Ansonsten finde ich die Idee von der zweigeteileten Platine gar nicht schlecht. Auf der unteren die Leistungselektronik, auf der oberen der Controller usw.

MfG Kjion

[Frank]

Hi Kjion ,

von mir aus könnte Größe durchaus auch Europaformat haben. Funktionalität hätte bei mir Priorität.

Wenn man sich auf die Funktionalitäten der Grundkarte geeignigt hat, dann müsste man mal ausrechnen wieviel Ports man braucht. Aber da man ja I2C-Bus hat, kann man ja ohne Probleme ein oder zwei PCF8574 Porterweiterungen auf der Grundplatine unterbringen. Wenn man dann noch die Servoanschlüsse über SD20 und den Schrittmotortreiber über L297 ansteuert, dann braucht man garnicht mehr so sehr viele Ports.

Optimale Laderegelung wäre wenn wie gesagt Spannung und Strom überwacht und Strom über Controller geregelt werden könnte. Zumindest eine Überwachung von Strom- Spannung mit der Möglichkeit die Ladespannungsversorgung (z.B. über Relais) abzuschalten, wäre gut.

Gegen RS485 oder CAN hab ich auch nix.

Das mit den IS471 auf der Platine hat natürlich den Nachteil das man die nur bei bestimmten Bauformen des Roboters nutzen kann. Das stimmt, schon. Allerdings gibt es viele Einsteiger die schnell zu einem Ergebnis kommen wollen (insbesondere beim ersten Bot). Da wäre es schön wenn man die Platine quase auf einen Rahmen mit Rädern setzen könnte und quasi schon einige Senoren on Board hätte. Diese könnten ja auf der Platine vorgesehen sein, abe rmüssten ja später nicht unbedingt bestückt werden.
Dies hätte auch den Vorteil das man bestimmte Ports für bestimmte Sensoren vorsieht. Das würde den Austausch von Software vereinfachen. Der Austausch von Software sollte von vorherein bedacht werden.

[Frank]

Eine Funkverbindung mit PC wäre natürlich auch nicht übel! Aber ich glaub das wird dann doch etwas zu viel für unser erstes Board-Projekt.

Aber wenn man es schaffen würde ein Board mit verschiedenen steckbaren Controller-Platinen (die so einfach wie möglich ausfallen sollten) zu kombinieren, dann wäre das schon ne tolle Sache.

[Kjion]

Von Funkverbindungen halte ich generell wenig, da meine Bots immer autonom agieren sollen und nicht von einem PC in der Ecke ferngesteuert werden sollen.

Man könnte ja eine kleine Zusatzplatine mit den IS471 machen, die man einfach anstecken kann...

Ich werd mal schauen wie viele Ports man dann braucht...

MfG Kjion

[Rotlaus]

Ansonsten finde ich die Idee von der zweigeteileten Platine gar nicht schlecht. Auf der unteren die Leistungselektronik, auf der oberen der Controller usw.

Kleine Anmerkung von mir, der an dem Projekt gar nicht interessiert ist.
Das würde ich genau anders herum machen, da 'Leistungselektronik' meistens das Problem hat warm zu werden, und wenn da dann der Controller drüber ist....

Just my 0.02 Euro

Andre

Ich würde die Controller-Platine sehr klein halten. Diese braucht ja nicht mehr als die Grundschaltungen für Pic, AVR, C-Control aufzunehmen.
Diese kleine Platine dürfte dann nur nicht gerade über dem Motortreiber sitzen.

[davil]

Eure Idee find ich super, hoffentlich wird was draus.

zur Funkverbindung: Meine Roboter sollen auch autonom sein. Aber Funk- kann trotzdem hilfreich sein. Man kann damit sicherlich gut Sensordaten protokollieren und kann dann schnell Fahrfehler erkennen. Das autonome Programm kann dann leichter optimiert werden.

zur Hitze: Die Motortreiber sollten mit kleinem Kühlkörper versehen sein. Sie könnten so angeordnet werden, das sich diese auch mit Alu-Gehäuse des Roboters verbinden lassen

zur Controller-Platine: Die müsste ja keine feste größe haben. Nur der Stecker darf passen