Quadruped - und er läuft...

[erik_wolfram]

Da hier grade von der Spannungsversorgung gesprochen wird - ich bin grade mit der Planung der neuen Steuerung beschäftigt.
Und in diesem Zusammenhang beschäfftigt mich, ob und wie man es erreichen kann alles über einen LiPo zu versorgen.
Wo man auch guckt wird immer empfohlen eine separate Spannungsversorgung für die Logik zu verwenden. Das bringt mich aber bei dem kleinen Quadruped an die Grenze, da der Patz beengt ist.
Gibt es denn nicht gute Spannungsregler die unempfindlich gegenüber solchen Schwankungen sind.
Oder anders gesagt (geschrieben): wie bekomme ich eine gute unempfindliche Spannunsgversorgung für die Logik zusammen mit der Spannungsversorgung für die Servomotoren aufgebaut?

Oder gibt es noch weitere Gründe das man separate Versorgungen nutzt?

Gruß Erik

[HannoHupmann]

Vermutlich durch eine galvanische Trennung und eine saubere Entkopplung über Kondensatoren. Jeder Spannungsregler bekommt Probleme, wenn die Eingangsspannung einbricht. Hier hilft es die Servos über geschickte Programmierung nacheinander anzusteuern. Ein Regler vor den Servos könnte auch noch als Puffer dienen. Ich habe bisher kein Problem gehabt einen 9V Block für die Logik unter zu bringen, daher waren solche Gedanken nicht wichtig für mich.

[PICture]

Hallo!

wie bekomme ich eine gute unempfindliche Spannunsgversorgung für die Logik zusammen mit der Spannungsversorgung für die Servomotoren aufgebaut?

Eine einfache Schaltung zum Ausprobieren. Der Elko (C) muss praktisch ermitelt werden, damit der µC nicht resetet.

              VCC zu Motoren

               A
               |  D
               |
               +->|-+---> VCC zum µC
              +|    |+
         Akku  -   === C
              ---  /-\
              -|    |
              ===  ===
              GND  GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

[erik_wolfram]

Hallo, hallo!

Es gibt große Fortschritte, aber ebenso kleine Rückschläge...
Ich habe den Quadruped mittlerweile komplett überarbeitet - lediglich die Beine wurden noch übernommen (auch wenn man den Unterschied kaum sieht).
Die Steuerung übernimmt ein Atmega 168 TQFP auf einer selbstgefrästen Platine für die Logik, die mit einer Schnittstelle für ein WLAN-Modul ausgestattet ist.
Das ganze läuft mit 3,3 V um eine Pegelwandlung zu ersparen und die Stromaufnahme zu mindern.

Die Spannung für die Servos wollte ich vom vom Microcontroller freigeben - hierfür wollte ich eine FET-Kombination verwenden - doch leider "spinnt" der Leistungs-Mosfet (P-Kanal) - hier habe ich einen Durchgang von Source nach Drain obwohl ich den Eingang unbeschaltet hab. Eventuell - habe ich hier durch das Löten einen Schaden verursacht...
Nichtsdestotrotz habe ich mal einen Schaltplan angehängt - vielleicht sieht hier noch jemand einen Fehler?!

Mit Mühe und Not habe ich alles auf 2 Platinen verteilt bekommen: eine Platine für die Logik, eine für die Leistung. Die geringe Baugröße zeigt sich aber als sehr einschränkend - ich habe kaum noch Platz für die Korrektur auftretender Fehler.

Die WLAN-Übertragung funktioniert soweit versuchsweise - hier muss ich mich noch mit der Computerseitigen Verarbeitung beschäftigen.



Der mittlere (13.) Servomotor soll später einen Ultraschallsensor aufnehmen - dieser ist aber noch nicht beschafft, aber die Anschlüsse sind vorgesehen.

Die Spannungsversorgung der Logik ist wie von PICture beschrieben aufgebaut - die Brauchbarkeit wird sich in der Praxis zeigen!
Erste Versuche waren Positiv - die Pufferung mittels eines 220µF Elkos funktionierte - dazu kommt noch der 3,3 V Spannungsregler mit einer geringen Dropout-Spannung. So dürfte die Diode (1N4001) der größte (problematsiche) Verlust sein.
Trotz der Belastung der Servos resetete der MC nicht! Dieser arbeitet aber hauptsächlich im Schlaf-Modus - das WLAN-Modul wird hier deutlich mehr Leistung benötigen (ca. 100 mW).

[PICture]

Die Schaltung mit zwei MOSFET's ist sehr gut fürs Lernen jede Schaltung stufenweise in Betrieb zu nehmen. Beispielweise:

1. Ohne erster Stufe mit Q2 das untere Ende von R2 zwischen "Batt" und "GND" schalten und max. belastete "SERVO" Spannung kontrollieren.

2. Bei kompletter Schaltung das "PCO" zwischen "H" und "L" schalten und wie oben "SERVO" Spannung prüfen.

Übrigens, ich vermute, dass der Q2 nicht richtig gesteuert wird.

Bei klarem Ziel und negativem Ergebnis entsprechendes ändern bzw. falls notig, eigenes Wissen um nötiges ergänzen. Mann könnte auch konkrete Frage nach genauer Beschreibung des Fehlers im Forum stellen und auf hilfreiche Antwort mit Hoffnung warten.

[erik_wolfram]

Hallo, ich habe mir gestern nochmal die Platine in Ruhe angeguckt, dabei habe ich u.a. festgestellt, dass obwohl ich das Gate des Leistungstransistors komplett von allen Potenzialen freigelötet habe, dass ein Widerstand von 5k Ohm zur Masse bestand.
Daraufhin habe ich die Platine nochmals gründlich gereinigt bis dieser Widerstand geringer wurde (die Brücke war wohl unter dem MOSFET).
Außerdem habe ich die Widerstände abgeändert um eine bessere Aussteuerung zu erreichen:R2 und R4 betragen jetzt nurnoch 1k Ohm.
Damit merkt man das der Tranistor schaltet - aber im Ruhezustand wenn am Gate V_batt anliegt lässt er Trotzdem 1,5 V durch - auch mit Last. Also ich vermute er hat trotzdem ein Ding weg, oder ist für solche kleinen Spannngen doch ungeeignet.

Aber nichtdestotrotz reicht diese Schaltwirkung um die Servomotoren zu deaktivierenn: die gewünschte Funktion ist vorerst erreicht
Dabnke nochmals für die Hinweise!

Jetzt bin ich fleißig am Progarmmieren: ich denke Ende der Woche wird er sich zeigen lassen können - und hoffentlich noch besser laufen können!

[ichbinsisyphos]

Ich hab mal eine Frage zum Bewegungsablauf von diesen Dingern. Ich seh immer, wie sie sich auf den "Zehenspitzen" nach vorne ziehen.

Ich seh aber auch immer solche Routinen, bei denen der Körper bei fixen Trittpunkten in alle Richtungen verschoben wird. Hat schonmal jemand versucht daraus ein Bewegungsprinzip zu machen ... dass man den Körper bei (zumindest gedacht) fixen Trittpunkten in die Richtung schiebt in die man will und die Beine dann eines nach dem anderen hebt und in die Grundstellung zurückzieht, also so dass der Auftrittpunkt wieder in einer bestimmten Distanz zum Aufhängepunkt des Beines ist.
Als nächstes könnte man das dann gleichzeitig machen.

[erik_wolfram]

Also ganz klar werde ich aus dieser Erläuterung nicht - deshalb schilder ich einfach mal den Ablauf bei mir:

1. Der Korpus bewegt sich mit einer konstanten Geschwindigkeit zum Boden nach vorne
2. Die Beine werden damit relativ zum Korpus, mit festen Trittpunkt auf dem Boden nach hinten bewegt (er schiebt sich vorwärts) (ähnlich wie beim Rudern)
3. Die Beine bewegen sich versetzt (jeweils um 25% eines 100% Bewegungszyklus), damit immer ein Bein die Möglichkeit hat einen Schritt vorwärts zu machen
4. Ist ein Bein am Ende seiner relativen Bahn zum Korpus angekommen - macht es den Schritt nach vorne (Anheben und so weit wie möglich nach vorne - relativ zum Körper - bewegen)
5. Die Schrittbewegung nach Vorne muss deutlich schneller erfolgen: dabei bewegen sich die Beine 4 mal schneller nach vorne, als sie es die 75% des Bewegungszykluses tuen um "aufzuholen"

Ich hoffe diese Erklärung ist eindeutig!

Derzeit arbeite ich grade am Gewichtsausgleich: wird ein Bein angehoben neigt der Roboter zum Kippen in dessen Richtung - dafür muss ich noch eine Kompensation erarbeiten!
Die Steuerung mittels WLAN zeigt sich aber als sehr nützlich - Änderungen können sofort übernommen werden!

[ichbinsisyphos]

Ja, dieses Rudern mein ich mit "nach vorne ziehen". Aber ich glaub, was ich mir vorstelle funktioniert bei quadrupeds nicht so gut. Bei 6 Beinen schon eher, weil ein Hexapod auf 5 Beinen kein bisschen weniger stabil ist.

Was ich meinte ist, während alle Beine auf dem Boden bleiben den Körper in Bewegungsrichtung zu verschieben, und dann die Beine einzeln wieder in die Grundstellung relativ zum (jetzt verschobenen) Körper zu setzen.

[Geistesblitz]

Ich weiß nicht, ob das so eine gute Idee ist, den Körper sich in einer geraden Bahn bewegen zu lassen. Bei den Quadrupeds, die ich bisher in Videos gesehen habe, bewegen sie sich mit dem Körper immer recht weit zu dem Schwerpunkt des Dreiecks, das von den auf dem Boden verbleibenden Füßen gebildet wird, um eben beim Anheben des vierten Fußes nicht so leicht umzukippen. Dadurch bewegen sie sich mit dem Körper ständig hin und her, siehe beispielsweise hier. Das Problem ist nämlich, dass sonst der Körperschwerpunkt etwa über der Kippachse liegt, wodurch der Roboter eben leicht zum Kippen neigt.