Kopfsache - und ein m1284, etliche Servos, viel Alu

[oberallgeier]

.. Das System von Archie hat ja einen ordentlichen Komplexitätsgrad erreicht ..

Danke, schon etwas *gg*. Na ja, langsam nähere ich mich der Modelltreue 25%, bei 2,5 Mh (Megastunde) Verbrauch eben sehr langsam. Ausserdem sah die Antoniusrede mit dem amputierten linken Arm schauderhaft aus, auch wenn der "originale" Sprecher ein edler Soldat Roms gewesen ist. Daher war ne Ergänzung fällig.

Die zweite Hand (unbeweglich) ist mit Ellenbogen am linken Arm und die hat gleich ein Handwurzel-Drehgelenk bekommen.

......Bild hier  

......Bild hier  

Aufbau des Gelenks mit nem Micro-Getriebemotor mit Encoder, angesteuert mit babyorangutan im Datenformat Modellbauservo. Mit passendem Stecker: Vcc, GND, Sig.

[oberallgeier]

Für meinen Archie plane ich in absehbarer Zeit eine kontrollierte Einschaltroutine für alle Verbraucher einzurichten. Die erfolgt über eine zentrale Schaltplatine – evtl. mit getrenntem Leistungsteil – und Sensoren zur Stromaufnahme der beiden Stromquellen „Controllerversorgung“ und „Motorversorgung“.

Idee, etwas grob :
- eine kleine Fertigplatine schaltet bei anstehender
Versorgung der Steuerungsplatinen die einzelnen Platinen
sequentiell ein und prüft dabei die zusätzliche Stromaufnahme
- Auch die, getrennte, Motorversorgung soll so geschaltet werden
- Beim Feststellen einer fehlenden Platine
(vernachlässigbare Stromaufnahme)
erfolgt eine Fehlermeldung
- Beim Feststellen von Überstrom beim Einschalten,
sprich: die zusätzliche Stromaufnahme ist höher als „normal“
beim Einschaltvorgang
erfolgt eine Fehlermeldung
- div. anderes

Geschaltet werden sollen die einzelnen Steuerungsplatinen - Master und Slaves - über einen Leistungstransistor. Beim Durchblättern verschiedener ähnlicher Vorhaben kam mir der HEXFET IRFZ46N (beispielsweise dieser – als TO220) unter die Augen wegen der Möglichkeit auch Ströme bis deutlich über 20 A schalten zu können. Das ist später, beim Einschalten der Motorversorgung, jedenfalls sinnvoll. Hier treten maximale Ströme von bis zu 10/20 A auf.

Fragen
a) Ist dieser Typ sinnvoll ?
b) gibt’s bessere? bei Lieferanten für „privat“ ?
c) Welche Typen ?
d) sonstige Kritiken am Verfahren?

Danke im Voraus.

[oberallgeier]

Vor rund sechs Wochen hatte ich begonnen meine gefädelt-gelöteten Lochraster-Servoplatinen zu ersetzen durch SMD-THT-Platinen. Ein Ziel war dabei die alten Platinen in die Armstruktur einbringen zu können.

Mittlerweile sind die selbst konstruierten Servoplatinen da:

.......Bild hier  

Und das sieht ja wirklich gut aus. Für 2.50 das Stück auch nicht wirklich teuer. Also mal das Notwendigste drauf und probiert. Und wer sagts – es lief wie immer: Start mit minimalem Flashtakt ok, Fuses umgestellt auf externen Takt – und schon war das Ding wieder scheintot. Klar, der Resonator auf der Platine ist – trotz gleichem Firmennamen – NICHT der, den ich habe und hat einen geringfügig größeren Abstand zwischen den drei Lötpads. Und die Platine war umgestellt auf Nicht-Onboard-Oszillator. Na ja, Quarz abgelötet, drei Beinchen dran, angelötet – und JETZT war der Heartbeat zu sehen *gggggggggggg*. Also in aller Ruhe den Rest aufgelötet – ein paar falschrumme LEDs aus- und richtig wieder eingelötet – und nu läufts. Und sieht im Vergleich ganz ordentlich aus, auch wenn manche Lötstelle nicht vom Feinsten ist :-/ :

......Bild hier  

Und funktioniert – ist ja auch der alte Schaltplan. Die Bauteildichte ist noch reichlich locker, das hätte deutlich schlanker werden können, aber egal – ich bin so was von froh darüber. AKTUELLE Abmessung: 40,8 mm x 81,m mm. ENDLICH passt die Platine IN den Arm von Archie rein – siehe kleine U-Schiene an der neuen Platine. Und sieht doch schon recht professionell aus – wenn man nicht zuuuu genau hinsieht.

[i_make_it]

Sieht richtig professionell aus, aber in Verbindung mit dem U-Profil erscheint mir die Platzwahl der Schraubklemmen für UBat und UServo etwas ungünstig zu sein.
Stirnseite wäre da wohl besser.
wärend die beiden 7805 seitlich schon schöne Gratiskühlkörper hätten.

[oberallgeier]

.. in Verbindung mit dem U-Profil .. Platzwahl der Schraubklemmen .. ungünstig zu sein .. seitlich schon schöne Gratiskühlkörper ..

Danke für das Lob. Gratiskühlörper, genau das isses.

Die Platine hat ja nur zwei Befestigungslöcher, das ist mir etwas zu wackelig.

Vorgesehen ist die Platinenmontage leicht "versenkt", etwas unter Schenkelende des U, das ist ja schon wegen der unten überstehenden Kontakte der THT-Bauteile nötig. Dann steht die Platine so hoch, dass die Kabel grad noch in die Schraubklemmen eingeleitet werden können - sprich OK Platine ist etwa 1 .. 2 mm unter OK/Schenkelende U-Träger. Vom Kühlkörper UServo geht ein Alustreifen als Heatpipe und Antiwackelstabilisator in elegantem Versatz an die U-Träger-Aussenseite. So hat die Heatpipe nicht nur ne kühlende Wirkung sondern auch ne tragende Rolle in der Mechanik *gg*. ABER eine Montage des 78S05 bündig mit der Platinenaussenseite war mir zu heikel und wegen der breiten Leiterbahnen für zehn Servos mitsamt Umschaltmöglichkeit (Jumper Drkt|Spr) zwischen Direktversorgung der Servos Drkt und zwischengeschalteten Spannungsregler Spr (Danke Sternthaler für den Schaltungsvorschlag) kaum zu realisieren. Na ja, ich hätte ihn gekröpft montieren können - aber die Heatpipe bliebe trotzdem. Wer hat denn schon so was an seinem Roboter ? In den Oberarmen !

Variante 2 ist denkbar mit weit eintauchender Platine, Direktkontakt des gekröpften Spannungsreglers mit dem U-Schenkel und gebohrten Durchführungen für die Energie.

Ein bisschen Platz ist ja um das U durch die zylindrischen Abdeckungen der Oberarme. Nur lag ja leider bisher die Lochrasterplatine auf den Schenkeln des U auf . . .

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Ich hät da noch eine Idee für zukünftige Entwicklungen mit TO-220 Gehäuse.
Abgewinkelte Liegendmontage auf der Lötseite.
Die TO-220 kommen unter die Platine und zwar mit der Montagefläche weg von der Platine.
Die Befestigungsbohrungen der Platine fluchten genau mit denen der TO-220 Gehäuse und es kommen 4mm Distanzringe zum Einsatz.(Schraube durch Platine, Distanzring, TO-220 und Aluträger)
Dann hast Du den Gratiskühlkörper, den Abstand für die THT, die Gesammtbauhöhe sinkt und mit einer zusätzlichen reinen Befestigungsbohrung wäre es eine Dreipunkt Befestigung.

[oberallgeier]

.. Abgewinkelte Liegendmontage auf der Lötseite .. Dann hast Du den Gratiskühlkörper, den Abstand für die THT, die Gesammtbauhöhe sinkt ..

Prima, das ist ne feine Idee, die muss ich ausprobieren. Danke!

In meiner (mitter-)nächtlichen Antwort hatte ich vergessen, dass ein wichtiger Grund für eine Montage der Platine nahe an den Schenkelkanten des U´s spricht. Auf der Platine sind vier Tasten: RESET, TA, TB und TC. Die letzten drei ermöglichen zusammen mit dem optional anschließbaren LCD verschiedene Tests ohne PC/Terminalanschluss (über UART/USB), dazu gibts ein Menue ähnlich wie das bei meinem alten Servotester. Daher möchte ich gern bequem an diese Tasten kommen.

[oberallgeier]

Handdreh-Probleme, gelöst.

Archie´s zweiter Unterarm mit Hand. Da Hände auch drehbar sind musste für beide Arme ein Handdreh her, siehe oben, bestehend aus nem pololu-Mikrogetriebemotor mit Encoder und nem angepassten babyorangutan. Funktioniert ungefähr so wie ein Modellbauservo. Ungefähr, denn - dumm – nu drehte der Handdreh, soll er ja, aber viel zu früh : schon in der Einschalt-/Anfahrroutine drehte das Handgelenk mal so rum, später so rum, unterschiedlich lang und irgendwie kams mir unkontrolliert vor. War ja auch kein Wunder, am Motor ist ein inkrementaler Encoder, der die absolute Position nicht erkennen kann. Die Regelung geht prächtig, aber es gibt keine vom Gelenk selbst erkennbare Nullposition. UND die Anfangsdrehereien sind links anders als rechts. Seltsam und ärgerlich. Die Servofunktion selbst geht sehr schön mit guter Genauigkeit.

Für mich wenig sinnvoll wären am Handgelenk Endschalter, Endlagentaster und so. Zu viel zusätzliche Struktur. Dazu mindestens ein zusätzlich zu befragender Sensor/Schalter. Nach längeren Überlegungen endlich der Einfall. Nun werden vor dem Start die Hände schön hergerichtet – und es dreht sich in der Anfangsphase nix mehr ungefragt .

Was läuft jetzt anders?

Einfach die Regelung in der Anfangsphase, in den ersten drei Sekunden, abstellen; ebenso die Stromversorgung des Motors. Erst danach wird der Motor bestromt und geregelt. Und da der Encoder auf Interrupts reagiert, die ohne Regelung nicht freigegeben sind, wird die „Nullposition“ per Quellcode vorgegeben. Läuft jetzt gut – ähhhhh – es läuft eben nicht; nicht in der Anfahrzeit. Ne etwas plumpe Lösung, aber sie läuft.

[i_make_it]

Bis auf den fehlenden Referenzpunkt bei Dir, läuft es so aber auch bei den "großen" Maschinen.

Beim Einschalten werden erst alle Logikkomponenten freigegeben.
Dann werden alle Sensoren (Endschalter Druck und Durchflußmesser etc.) abgefragt und dann kommt es auf die Reihenfolge der Achsen an.
Ist Referenzfahrt freigegeben (also das Werkzeug steckt nicht grade nach einem Stromausfall im werkstück)
Wird erst der Regler dann der Motor der Z-Achse bestromt und über das Meßsystem (Resolver) der Stillstand der Achse erfasst.
Dann wird die Bremse gelöst und entsprechend der Maschinenparameter in die Referenzposition gefahren.
Das erfolgt dann nacheinander mit allen Achsen.
Wenn die Hand endlos drehen kann, und keine Endschalter da ist, muß man halt frickeln aber ein kleiner Hallsensor an etwas Cu-Lack Draht und minimagnet mit etwas Superkleber könnte eventuell gehen.
Ich experimentiere ja grade mit den China imitaten der Motoren rum. Ich will mit dem Motorstrom Arbeiten wenn ein mechanischer Anschlag erreicht wird.
Und damit die Referenzposition bestimmen.

[oberallgeier]

.. Wenn die Hand endlos drehen kann .. keine Endschalter .. frickeln aber ein kleiner Hallsensor .. Ich will mit dem Motorstrom Arbeiten wenn ein mechanischer Anschlag erreicht wird. Und damit die Referenzposition bestimmen.

Ja, End- oder Positionsmelder wären eine Alternative. Danke für die Erinnerung daran. Wobei mit endlos drehendem Getriebe ein Positionsmelder alleine reicht.

Diese Variante könnte in manchen Fällen dazu führen, dass je nach Stellung beim Start der Antrieb bis zu knappen 360 Grad fahren könntemüsste um an einen Endpunkt zu kommen. Ein so großer Ausschlag ist bei meiner Fernplanung des Arm-/Handausbaues eher verboten, um die später notwendige Energiezufuhr zur Hand nicht so stark deformieren zu müssen. Daher meine Ausführung einer voreingestellten Position, die vom Anfahrvorgang als "Referenzstellung" akzeptiert wird. In der Natur ist ja der Handdreh bei fixiertem Ellenbogen auf weniger als 180° beschränkt (bei mir jedenfalls).