Wie kann man Servos vom Zittern in Ruheposition abhalten?

[Getorix]

Hallo zusammen,

ich betreibe meinen Kletterroboter mit drei sehr kräftigen Servos (Kondo, KRS2350, Hochvolt-Version), die ich mit einem Arduino Duemillanove und der dazugehörigen Servo-Library ansteuere.

Das Anfahren von Positionen läuft soweit super - auch wenn die Motoren dabei an ihre Leistungsgrenze kommen.
Aber was ganz schlecht geht ist das Halten der Ruheposition.

Die Servos (alle drei) finden einfach keine stabile Ruheposition und zittern und rattern und stören den Roboterfuss dadurch am Festmachen an der Wand und unnötig Energie aus dem Akku braucht das Zittern auch. Abschalten kann ich die Motoren leider nicht, weil die Schwerkraft den Roboter sonst in eine andere Position fahren würde.

Es ist zwar kein Problem, das den Roboter völlig funktionsuntüchtig macht, aber doch eines, das mich so stört, dass ich es gerne beheben würde.

Über google und die Forensuchfunktion konnte ich bereits herausbekommen, dass das Problem nicht wirklich selten ist, nur weiss ich bis jetzt nicht, ob und was man dagegen tun kann.
- Es tritt auch auf, wenn ich die Servos mit einer Spannungsquelle betreibe und auch, wenn das Arduino seperat mit spannung versorgt wird.
- Kabellängen sind so kurz wie möglich (Kondo-Originalkabel wird in einen selbstgelöteten Stecker gesteckt , der ins Arduino kommt)

Hat jemand von euch eine Idee?

- ich denke ist ist eine Art "Überschiessen" des servointernen Regelkreises - und ich vermute, dass analoge Servos gutmütiger wären, hab aber leider keine gefunden, die mind. 3 Nm leisten (besser ab 4 Nm, denn eigentlich will ich am Roboter später Gewicht anhängen können)
- Aber evt. kann man da über die Ansteruerung von aussen etwas machen?
- oder würde ein "Entstören" etwas bringen? Wie würde man das korrekt machen?

Liebe Grüsse
Lina

[oberallgeier]

Hi Lina,

mit hochpreisigen Servos habe ich praktisch keine Erfahrung (ausser durch Hinsehen/Fachsimpeln bei Modellfliegern) aber diese unschönenen Zitterpartien scheinen nicht nur mit den Regelalgorithmen zu tun zu haben.

... Kondo, KRS2350, Hochvolt ... zittern und rattern ... auch, wenn das Arduino seperat mit spannung versorgt ...

Lina, also ich hatte festgestellt, dass eine separate Versorgung so ne Art MUSS ist - fast jegliche Art von Servos, Motoren, Sensoren u.ä. bringen einfach so viele Störungen zum Controller, dass sich der geringen Mehraufwand auch in der Störsicherheit rechnet. Ich hatte erst kürzlich einen platzmässig ziemlich gedrängten Aufbau mit einer separaten Versorgung betriebssicher(er) gemacht. Aufwand der lohnt.

Ein Servo hat als Stellungsgeber üblicherweise einen Poti in Spannungsteiler-Schaltung, der durch die Abtriebswelle angetrieben/verstellt wird => die Mittenspannung ist ein Maß für die Servostellung. Die Abtriebswelle muss daher irgendwie an das Poti gekuppelt werden - und dies ist dann leider öfters keine sehr eng tolerierte, möglichst starre Kupplung. Dadurch rattern die Servos öfters bei gleichbleibendem Signal "im eigenen Saft". Holzhammermethode wäre also eine mikroskopische Menge Kleber (Epoxy, Heißkleber - würde ich testweise bevorzugen, Papiermache o.ä.) in diese Kupplungsstelle einzubringen. Für Schäden, die dadurch am Servo auftreten übernehme ich keine Haftung.

Andere Möglichkeit wäre natürlich, die gesamte Mess- und Regeltechnik selbst aufzubauen, Stichwort "OpenServo" (klick hier). So wäre durch geeignete Soft- und Hardwarelösungen sicher eine deutliche Verbesserung möglich. Noch ne Möglichkeit: Ich habe mehrfach in Billigservos eine Drehzahlerfassung eingebaut (klick hier). Du könntest also die Servos hacken (Poti drin lassen) und über die Drehzahlmessung zusammen mit dem Potisignal selbst eine sauberere Lösung aufbauen (so ne Art DoItYourselv-Open-Servo). Fazit: es gibt (fast) nix Gutes, ausser man tut es (selbst).

Viel Erfolg.

[James]

Hi.
Ich denke, dass das Problem vom Poti im Servo kommt. IMHO rauscht das ein bisschen und abhängig von der Schaltung im Servo zittert er dann.
bzw. Kannst du mal ausprobieren, ob der Servo seine Position hält, wenn du ihm kein Signal mehr schickst?
Bernhard

[Geistesblitz]

Ich hatte bei meinem Roboter gerade ein ähnliches Problem, das sich teilweise lösen ließ, indem ich mithilfe von dicken Gummibändern eine Gegenkraft eingebaut hab, die das Eigengewicht des Armes beim absenken kompensiert. Muss nicht so wirklich genau sein, wichtig ist dabei nur, dass dem Servo ein guter Teil der Last abgenommen wird. Kommt halt auf den mechanischen Aufbau an, wo man sowas am besten platziert und wie man es einstellt. Die meisten Servos arbeiten sowieso bei geringen Geschwindigkeiten recht ruckelig. Eigenen Servoregler entwerfen ist aber auch nicht ganz ohne...

[oderlachs]

Obwohl ich noch nicht allzuviel Erfahrungen mit Servos so habe, aber eines habe ich feststellen können, das alle bei mir auftretenden Fehler bei Servos mit einer separaten, gesiebten Betriebsspannung, für Ansteuerung, µC, wie auch Servobetriebsspannung, ausgemerzt werden konnten , auch das "Rütteln" des Servos im algemeinen. Ich muss dazu sage, dass es von Servo zu Servo unterschiedlich war, also auch Servotypabhängig ist... bei Pollin habe ich mir 'nen "Sack" billige Ferritdrosseln versch. Bauart gekauft, damit ich Allgemeinen besser die Spannungen sieben kann, auch die der Motore zum Antrieb. Die bei meinen "Entwicklungen" immer über eine separate Stromversorgung(Ackupack) verfügen, wenn es möglich ist.

Gruss
Gerhard

[Arkon]

Das Problem wird sein, dass die Servos an ihrer Grenze arbeiten. Bei erreichen der SOLL-Position schaltet das Servo auf eine Art "Haltemoment". Dieses ist aber nicht hoch genug, um den Servoarm in dieser Position zu halten, da das Gewicht des Bots dran zerrt. Somit verlässt das Servo seine SOLL-Postion und regelt nach. Dieser Umstand äußert sich durch das zittern.

Da dies ein mechanisches Problem ist, kann die Software nicht viel ausrichten.

Ich würde dir den Lösungsvorschlag von Geistesblitz empfehlen, und die Servos nach Möglichkeit mit Federn und/oder Gummis unterstützen.

[malthy]

Hallo,

Zittert der Servo auch ohne Last? Das Problem hatte ich kürzlich bei einem Miniservo. Es war nicht durch äußere Maßnahmen in den Griff zu bekommen, deshalb hab ich mich von den Dingern wieder verabschiedet. Wenn das Problem bei Dir nur unter Last auftritt, könntest Du - am besten mit einem Oszi - mal kontrollieren, ob die Versorgungsspannung dabei signifikant einknickt. Wenn das nicht der Fall ist, wirst Du den Servo wohl zu nah an seiner Leistungsgrenze betreiben (wie hier bereits vermutet wurde).

Gruß
Malte

[PICture]

Die Servos (alle drei) finden einfach keine stabile Ruheposition und zittern und rattern und stören den Roboterfuss dadurch am Festmachen an der Wand und unnötig Energie aus dem Akku braucht das Zittern auch.
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Hat jemand von euch eine Idee?

Rein theoretisch sollte eine grössere Hysterese beim Vergleichen der "ist" und "soll" Positionen helfen ?

[Getorix]

Hallo,

Rein theoretisch sollte eine grössere Hysterese beim Vergleichen der "ist" und "soll" Positionen helfen ?

Ja. Nur kann ich da Einfluss drauf nehmen? Macht das nicht die servointerne Elektronik?

Im ersten Schritt sollte man den Fehler sichtbar machen, also den Servo zittern lassen, bei einer Spannungs-Versorgung über ein langes Kabel oder über einen entsprechenden Widerstand. Dann sollte man Kondensatoren (Elkos) zur Versorgung dicht am Servo parallel schalten. Es kann schon sein dass dabei ein paar mF zusammen kommen bis das Zittern nachläßt und dass "low ESR Elkos" von Vorteil sind.
Drosseln zum Trennen der Servos (mit Elkos) von der übrigen Versorgung sind sicher auch vorteilhaft.

Nur mal zu Sicherheit, nicht dass ich es falsch löte.
Der Kondensator kommt zwischen das + und - Anschluss jedes Servos, oder?

Habt ihr Erfahrungswerte, was bei einem starken Servo in etwa Sinn macht? So um die 500 µF?


Liebe Grüsse
Lina

[PICture]

Praktisch muss man leider in die servointerne Elektronik eingreifen.