Sensoren für Balancing Roboter

[Che Guevara]

Hm also wenn du eher hochwertige Komponenten verbauen möchtest, dann würde ich an deiner Stelle evtl. den IMU-Würfel von Willa (Shrediquette Thread) nachbauen.
Als Akku würde ich entweder 3S (11.1V) oder 4S (14.8V) Lipos werden. Diese haben sehr viel Energie klein und leicht (relativ) verpackt.
Die Bereiche der Sensoren kann ich dir nicht sagen, aber schau dir doch mal an, in welchen Bereichen andere gängige Sensoren arbeiten.

Die Sensoren sollen natürlich recht schnell sein

Was meinst du damit? Die Auslesegeschwindigkeit? Oder den max. Bereich? ...
Ob die Sensoren lieber Analog- oder Digitalwerte ausgeben sollen ist IMHO Geschmackssache Beides hat Vor-, aber auch Nachteile.

Gruß
Chris

[JanPet]

Ich meinte die Auslesegeschwindigkeit.
Bin mir nicht sicher wie schnell so ein Balance Roboter zu regeln ist. Wenn die Sensoren der langsamste Teil der Schaltung
wären, wäre dies sicherlich hinderlich.

Aber soweit ich das bisher in anderen Projekten gesehen habe werden diese Sensoren
oft verwendet. Bin schließlich nicht der erste der mit diesen Sensoren einen balance roboter bauen möchte.
Puuuhhh ich muss ehrlich gestehen das es mir am liebsten wäre auf fertige bauteile zurückzugreifen.
Großartige Fehler (auf die ich eher stoßen werde wenn ich selbst "dinge" nachbaue) kann ich mir auch zeitlich nicht
erlauben.

Also wenn ich den Akku 4S nehme, könnte ich mir die Spannung für die Motoren (12V) per Step-Down-Regler erzeugen, schätze ich
mal.

[Che Guevara]

Wenn du so einen IMU-Cube nicht selbst bauen möchtest, würde ich entweder auf eine fertige IMU oder auf die WMP + BMA020 zurückgfreien. Letzteres ist um einiges günstiger und funktioniert genauso. Ich benutze diese um meinen Quadrocopter (erfolgreich) zu regeln. Die Geschwindigkeit sollte also für deinen Bot kein Problem darstellen.
Auf den Step-Down-Regler kannst du verzichten, wenn du einfach die Motoren mittels PWM ansteuerst und diesen PWM-Wert auf einen Wert begrenzt, welcher 12V DC entspricht. Aufpassen musst du aber, wenn du Logik und Motoren mit dem gleichen Akku versorgst, dass die die Logikspannung nicht zusammenbricht. Entweder einen 2. Akku nehmen oder mit ein paar Kondensatoren (viele kleine sind besser als 1 großer) die Versorgungsspannung puffern.

Gruß
Chris

[JanPet]

Hi ich nochmal

Danke für deine Ratschläge bisher!
Habe mich nun für einen IMU entschieden (5DOF).
Ich denke ich werde mit 2 Akkus arbeiten. Einen als Versorgungsspannung von Arduino, Sensoren, usw.
Einen für die Motoren.
Als Akku nehme ich einen S3 nehmen. Den Arduino sollte man wegen der Verlustwärme wohl nicht
mit Spannungen >15V versorgen...

Gibt es Erfahrungen mit dem Entstören von Getriebemotoren, Sensoren usw?
Die Entstörung der Getriebemotoren habe ich mir bereits angeschaut (RN-Artikel).
Aber zu diesen IMUs finde ich immer nur die Datenblätter der einzelnen Sensoren
Dort werden immer RC-Glieder, Kondensatoren, Spulen usw. zum entstören verwendet.
Ist dies beim IMU genauso oder wird da vom Hersteller schon etwas "geholfen" ?

Der Motorstromkreis ist ja leider mit dem Steuerstromkreis verbunden, da vom Arduino PWM-Signale an den Motorcontroller
gesendet werden. Deshalb mache ich mir da so gedanken drüber

schönen Gruß

[SirRene]

Ich mache Grade eine Umschulung zum mechatroniker und interessiere mich für microcontroller. Habe vor mich mit den Thema auseinander zu setzten, da ich aber nicht irgendwas sinnloses bauen möchte habe ich mir den Balance bot ausgesucht. Ich habe die Möglichkeit über mein Ausbildungsbetrieb mir viele Teile über einen 3d Drucker zu drucken also geht es sich hauptsächlich über die e teile. LG Rene

[i_make_it]

Da beide Bauteile in einem Gerät sitzen, wären die Sensoren ja dicht beieinander,
wäre es nicht sinnvoller den Beschleunigungssensor an die Drehachse des Roboters zu setzen und den Gyrosensor an den höchsten Punkt des Roboters?

Das hört sich jetzt vermutlich sarkastisch an, aber da der Gyrosensor sagt wie groß die Abweichung von der senkrechten ist und der Beschleunigungssensor, wie schnell sich diese Abweichung ändert,
habe ich bei dieser Frage meine Zweifel ob Du Dich groß mit Kaplanfilter und PID Regelung befassen mußt.

Die Frage lässt den Rückschluß zu das ein grundlegendes Verständnissproblem der Physik im Bereich Mechanik besteht.


Mal eine Aufgabe die ich in der Schule in Physik in der 6. Klasse hatte.
Welcher der drei Punkte (A;B;C) wird bei Drehung der Graden (L) um den Koordinatenursprung (O), von Position (L1) zu Position (L2) der größten Beschleunigung ausgesetzt?

Die Antwort beantwortet Dir dann auch Deine Frage.
Das traurige ist, daß Du die Frage stellst wärend es um deine Abschlußarbeit geht und nicht im ersten Jahr der Technikerschule wo das Thema laut Lehrplan behandelt wurde.
Sprich wenn Ich von diesem Wissensdefizit bei den elementaren Grundlagen ausgehend darauf schließe mit welchem (nicht)wissen Du bei einem Arbeitgeber anfangen willst, hoffe ich daß Du keine Arbeit machen wirst von der Menschenleben abhängen.
Ich kann nur spekuliern ob die Schule versagt hat, oder Du wunderbar für Prüfungen lernen kannst ohne die Zusammenhänge wirklich verstanden zu haben.
Ich hoffe für Dich daß Du mit diesem Projekt diese Lücken schließen kannst.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Also wenn ich den Akku 4S nehme, könnte ich mir die Spannung für die Motoren (12V) per Step-Down-Regler erzeugen, schätze ich
mal.

Du machst da schon mehrer Denkfehler.
1- Die Akkuspannung ist nicht konstant --> Entladekurve.
2- Du brauchst ein Stellglied für die Motoren. Alle elektronischen Schalter erzeugen aber einen Spannungsabfall. Hinzu kommt noch, dass du vielleicht den Motorstrom an einem Shunt messen willst ....
3- Um unterschiedliche Beschleunigungen zu erzeugen, muss die Motorleistung sowieso geregelt werden. Dies sollte aber auch unabhängig von der genauen Akkuspannung erfolgen.

Wie schon geschrieben wurde, kann das alles über die PWM geregelt werden.

Grundsätzlich sind die 12V bei Motoren die Nennspannung, wie auch die Angaben bei einer Batterie.

z.B. ein 12V Blei-Akku im Auto, hat praktisch eine Klemmenspannung zwischen 10.5V und 14.4V.

MfG Peter(TOO)

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Hallo,

Das geht natürlich auch einfacher (Warmduscher-Variante). Siehe mein Beispiel bei dem das MiniD0 einen Entfernungssensor (Sharp) auf einem Ausleger zum balancieren benutzt. Bei diesem Miniprojektchen hatte ich Einiges sehr einfach gelöst - so basiert die Regelung NUR auf dem gemessenen Abstand des Sensors zum Boden, siehe verlinktes Posting. Small is beautiful - sagt der gebildete Bastler.

So etwas ist auch eine dankbare Aufgabe für Fuzzy-Logic!

MfG Peter(TOO)

[RP6conrad]

Einige tips : Heute finden sie eine 9 DOF IMU sehr billig ueber Ebay. Ueber I2C oder SPI lassen sie sich einfach verbinden mit einen Arduino. Eine gute H-Brucke finden sie auch dort. Wichtig : die H-Brucke muss sicher das 4-fache von Nominal Strom des Motoren verkraften. Am besten nehmen sie auch Motoren mit Encoder, für bestimmte Aufgaben is das notwendig (odometrie). Einen 12 V motor konnen sie auch mit 14 Volt benutzen (3 Zelle lipo), allerdings darf den Strom nicht zu hoch werden (Belastung von Motor soll in Grenzen bleiben).
Meine Erfahrungen mit Balance Roboter sehen sie in dieses Video : und auch diese :