SHEEPi Rasenmäher

[silas]

Ich hab in letzter Zeit alle Energy in einen Garagenbau gesteckt. Aber mal ein Video mit dem aktuellem Stand auf Post1.

[urmel79]

@Richard,
Asche auf mein Haupt, da ich gerade eine Thread-Leiche ausbuddle - aber evtl. interessierts doch wen

Zu Deinem Kommentar bzgl. Motorregelung per PID:
Hast Du Dich schonmal intensiver mit Antriebsregelungen auseinander gesetzt? (regelungstechnisch + programmiertechnisch)
Wenn ja, wirst Du sehr schnell erkannt haben, dass Dich irgendein "globaler" PID-Regler in der Motorregelung nicht wirklich weiterbringt!
Digitale Antriebskonzepte bestehen in der Regel aus einer sog. Regelungskaskade, d.h. ineinander verschachtelte Regler: ganz unten ein Strom- (meist PI) darüber ein Drehzahl- (meist PI) und ganz oben ein Lageregler (typischerweise reiner P-Regler).
Diese Regelungskaskade wirkt dann aber nur auf einen Antrieb, heißt, man muss sich für einen Geradeauslauf noch eine sinnvolle Art der Interpolation zwischen den beiden Motoren einfallen lassen - also eine Art Differentialregler, der wiederum im Idealfall den kompletten Bewegungsvektor beider Kaskaden bedient (I, n, x).

Des Weiteren gibt es dann noch das Problem mit den Hochlauframpen im Lageregler ...
Heißt, die primitive LR-Gleichung n_soll = K_V * (X_soll - X_ist) führt eigentlich nur zu unbeherrschbaren Überschwingern.
Man muss also seinen Sollweg in viele kleine Lage-Sollwertsprünge unterteilen (Hochlauframpe) + in jedem Takt eine Bremsweg-Berechnung machen (wie lange brauche ich zum Bremsen aus der aktuellen Geschwindigkeit mit vorgegebener Bremsverzögerung), damit er rechtzeitig anfängt zu bremsen und nicht über das Ziel hinausfährt und um die Sollposition herum-"schwingt".

Interessanterweise spielen D-Anteile in der Antriebstechnik im Prinzip keine Rolle. Das liegt u.A. daran, dass der differentielle Anteil (Dirichlet'sche Stoßfunktion) einfach zu schnell und damit zu stark auf die Strecke "haut" und damit der geschlossene Regler schnell zu Überschwingern neigt - also das, was man nicht unbedingt haben will (kommt darauf an, über welche Regelungsebene man spricht).

Gibt auch sehr interessante Literatur dazu. Siehe z.B. hier:
Technik elektrischer Vorschubantriebe in der Fertigungs- und Automatisierungstechnik: Mechanische Komponenten, Servomotoren, Messergebnisse

Bis jetzt fährt aber dieser hypothetische Bot nur einigermaßen gut geradeaus (Rad-Schlupf + daraus folgende seitliche Drift zunächst vernachlässigt).
Für eine Kurvenfahrt (Vorgabe: Radius + Bogenlänge) müsste man nun einen sog. "Geschwindigkeitsproportionalen Lageregler" entwerfen, damit das kurveninnere Rad deutlich langsamer (geschwindigkeitsproportional zum äußeren Rad => Berechnung) fährt.
Nur so besteht die Chance, dass beide Lageregler beider Räder gleichzeitig starten und quasi gleichzeitg ankommen => halbwegs guter Kreisbogen.

Ja - nun noch das Thema mit der Odometrie (nur angedeutet in Schlagworten) ... heißt: wo auf meiner Kreisbahn bin ich denn nun eigentlich angekommen? => Berechnung notwendig! => mit welcher geschätzten Genauigkeit stimmt meine Odometrie? => Fehlerbetrachtung! => wie verhält sich meine relative Position zur absoluten meiner Umgebung/Karte etc.? => Lokalisierung! => Aktualisierung meiner Weltkarte? => SLAM! usw. usw. usw.

Das vermeintliche Allheilmittel "PID" hilft einem in der komplexen Welt der Antriebsregelung und möglicher darauf basierender Navigation/Selbstlokalisation also nur bedingt weiter ...

In diesem Sinne - viele Grüße,
Björn.

[urmel79]

@Silas:

Ich hatte beim Querlesen Deines Threads grob gesehen, dass Du so diverse Probleme bzgl. unterschiedlicher Spannungspegel hast/hattest? Wahrscheinlich beim I2C-Bus o.ä.?
Hier mal ein paar möglicherweise interessante Links zu dem Thema:
I2C-Bus: gemeinsam 3.3V und 5V
Philips Application Note
Logic Level Converter
Wiring the TSL2561 Sensor (siehe Warnhinweis ganz unten)

Fazit: wenn Du nur einen I2C-Slave an einen I2C-Master hängst, ist es wegen dem Level-Floating (interne/externe Pullups usw.) noch einigermaßen sicher, mit unterschiedlichen Pegeln zu arbeiten (5V <> 3.3V).
Sobald aber mehrere Teilnehmer mit unterschiedlichen Pegeln dranhängen ist es meistens vorbei mit dem einfachen Leben Wobei es auch 3.3V-Sensoren gibt, die gegen 5V tolerant sind - musst Du aber im Datenblatt genau verifizieren, sonst rauchts halt mal kurz und Dein teurer Sensor ist gegrillt

Auf jeden Fall sicherer ist es, den I2C-Bus in zwei Segmente zu unterteilen 5V + 3.3V. Heißt im Klartext: 2 Konstantspannungsquellen für beide Ebenen und zumindest für eine Ebene (z.B. 3.3V) einen Pegelwandler für die Daten- und die Taktleitung.
Alles in allem etwas aufwendiger, funktioniert aber bei mir seit einiger Zeit sehr zuverlässig!
Bin auf dieses Problem gestoßen, als ich meinen 3-Achs-Schwingungssensor (ADXL345) in meinen bis dato 5V-I2C-Bus integrieren wollte.

Viele Grüße,
Björn.

[urmel79]

Edit:

Ah - sehe grad, dass Du das Pegelproblem an dem Bluetooth-Modul BTM222 hast/hattest.
Naja, obige Hinweise + Links zur Pegelwandlerei sollten Dir trotzdem als Info-Quelle dienen können ...

[silas]

Ich bin über den Versuchsaubau, wie er im Video ist, noch nicht weiter gekommen. Aktuell ist alles zerlegt, da ich einen komplett überarbeitet Aufbau mache.
Ich nehme jetzt für alle Wellen (Messer und Radantrieb) Miniatur Flanschlager von www.kugellager-express.de (KLF-000-ST).
Dann fliegt das Zahnradgetriebe wegen dem Lärm raus. Dafür habe ich schon einen ordentlich großen Brushless Outrunner (5cm Durchmesser) da liegen von Hobbyking.com (Turnigy 5014 530kv Brushless Multi-Rotor Motor) zum Direktantrieb einer Welle und dann wieder Zahnriemen.
Dann will ich das ganze System mit 3S Lipo (11Volt) betreiben. Bisher hatte ich ja 2S (7,4Volt). Bei niedrigen Akkustand und Stromspitzen ist dann die Spannung nach dem Regler unter 5V zusammengebrochen. Dadurch ist der Prozessor abgeschmiert.
Der kommt übrigens auch raus und ein Arduino Mega 256 rein (liegt auch schon da). Den kann man besser Programmieren (viele Routinen in C-Code im Web).
Die Grundplatte fliegt auch weg, wegen zu vieler Löcher. Dafür kommt ein Aluprofil Rahmen, wo die Komponenten montiert weden und ein Kunststoffgehäuse.
Die Mikroschalter fliegen auch raus, da die bei starken Bodenwellen (Rasengitter Steine) auch ausgelöst haben. Härte aufhängung geht aber auch nicht, weil er dann Sträucher nicht mehr erkennt. Also hab ich kurzerhand 5 Sonar Sensoren bestellt.
Und das er nicht mehr solche Bogen fährt bekommen die Antriebswellen je noch einen Drehencoder.

So liegt der Sheepi nun schon seit Januar in Einzelteilen in der Garage, die auch noch nicht fertig ist, und wartet darauf als ISheep wieder aufzuerstehen.
Mal sehen wann es weiter geht?

[akisek]

Sie 12Ah pb mit LiPo Akku 3 S verändert? Wie viele mAh installiert?, Und wie viel Zeit Sie können es mähen?
Grüße Alojz

[silas]

Die Pb Akkus sind wegen fehlendem Tiefendladeschutz am Anfang schnell defekt gewesen. Ich hab dann einen 8000 mAh 2S Lipo verbaut. Mahlzeit ca. 35 - 40 min und Ladezeit bei 2A ca. 5h dann kamen 5x 2200 mAh 2S Lipos parallel rein. Also 11000 mAh. Mahlzeit 50 - 60 min und Ladezeit bei 5x 3A parallel ca.45-50 min Schon besser. Und das dann noch in 3S.

[Lumri]

hihi, das ist aber ein schickes Schätzchen!!! Funzt er gut?

[silas]

@ lumri: lies mal Post 25

[Miros]

sehr, sehr cool!