Pro Bot 128 / Projekt: Motorsteuerung verbessern

[Schmirk]

Meistens sitzt das Problem vor dem Rechner...
Habe übersehen, dass ich die Funktion PRO_BOT128_INIT() bei den diversen Versuchen mit Geschwindigkeit etc. aus versehen "auskommentiert" habe !!!
in dieser funktion werden am anfang alle variablen und ports definiert und auch die interrupts gesetzt... sprich ohne aufruf dieser funktion am anfang ist der probot nicht lebensfähig!

mein programm läuft nun soweit und die encoder zählen brav mit. versuche grad vernünftige werte für die PID anteile per try and error zu ermitteln.
problem dabei: der linke motor scheint zu schwächeln. werde mir mal anschauen, wie das andere leute hier für ihren asuro gelöst haben. der linke motor braucht länger um das rad in bewegung zu setzen. nach einer kurzen strecke fährt mein bot dann grade. aber eben nicht in die ursprüngliche richtung, sondern bedingt durch den frühstart des rechten motors immer mit versatz nach links. dieser effekt ist beim vorwärtsfahren deutlicher als beim rückwärtsfahren.

Lösungsansätze:
1. Regelgröße speed_left manuell vor Übergabe an den PWM-Timer um einen bestimmten wert erhöhen bzw. speed_right verringern.

2. rechter motor darf erst gas geben, wenn am linken motor der erste interrupt durch die zählscheibe ausgelöst wurde.

3. akkupack (6x1,2v hinten auf motorplatine) auf die experimentierplatine montieren, möglichst zentral zum drehpunkt. durch die masseträgheit übersteuert er speziell bei schnellen drehungen um die eigene achse. je kleiner der winkel, desto deutlicher die übersteuerung.

Ziele:
1. genauigkeit verbessern bei wegstrecke bzw. drehung um einen bestimmten winkel.
2. funktion für kurvenfahrten integrieren. z.b. drehung um 90° mit einem vorgegebenen bogenmaß um einen imaginären drehpunkt.

3. wenn das steht sehe ich mal weiter was mir dann einfällt. würde z.b. gerne ein lc-display einsetzen auch zum debuggen im gelände und nicht nur am pc.

4. Ultraschallsensor auf servo montieren als umgebungsscanner

es gibt viel zu tun!

[Schmirk]

bin mir zwar nicht sicher, ob das hier überhaut noch jmd. mitliest aber ich schreib mal weiter (mein) tagebuch:

1. Motorsteuerung läuft soweit, aber gerade fährt der kleine noch nicht. muss wohl nich weiter an den PID Werten feilen...

2. Die Motorspannung am L293D kommt bei mir direkt aus dem Akku (6*AA Zelle, frisch geladen ca. 8,4v) Mir ist aufgefallen, dass hier durch die getrennte versorgungsspannung gar kein kondensator mehr im stromkreis ist. habe nun einen elko mit 100 microfarad parallel zu GND dazwischengeklemmt. nächste versuchsreihe steht noch aus.

3. mittels I2C portexpander pcf8574 habe ich ein 2x16 zeichen lcd auf der breadboard platine hinzugefügt. hat dank der vorhandenen I2C lcd lib (fast) auf anhieb geklappt. problem war anfangs ein zu kleines poti am kontrastpin, wodurch das lcd nichts angezeigt hat.

4. für erste gehversuche mit SPI habe ich außerdem 8 stück rote 3mm low current leds auf der vorderen hälfte der breadboard platine angeordnet und über ein 74hc595 schieberegister an den spi bus angeschlossen. hat auch (fast) auf anhieb geklappt. hab halt einfach mal den takteingang am falschen mc pin angelötet (bis 7 zählen ist schon schwierig)...
mittels byte arrays kann ich mir nun neben dem lcd auch über diverse blinkmuster der leds z.b. zustände oder aktuelle funktion anzeigen lassen.
oder ein nightrider lauflicht für den "coolness-faktor"

5. da die alten bumper, bestehend aus mikrotastern mit schaschlikspießfühlern bei den diversen probefahrten bzw. bei schnellen drehungen um die eigene achse zu nahe an einer wand gebrochen sind (schaltwippe) habe ich mir aus einem gebogenen eisstiel und zwei drucktastern einen neuen bumper gebaut, der hoffentlich stabiler ist. funktion allerdings noch nicht getestet.
brauchen ziemlich viel druck zum auslösen (ca. 250 g).

nächste schritte:
-zusätzlicher distanzsensor mit tendenz zu einem sharp ir auf servo
-stromversorgung überarbeiten
. aktuell gelöst mit 7805er für die logikspannung. besser wäre eine ultralowdrop variante oder schaltregler
-libraries nochmal sauber durcharbeiten
-programm mit subsumptionsarchitektur aufbauen und den bot mit ein paar aufgaben unter einbeziehung aller verfügbaren Sensoren und aktuatoren rumfahren lassen
-selbständiges anfahren einer ladeschaltung
-weltherrschaft ^^

werde gleich mal ein paar fotos für interessierte einstellen.

- - - Aktualisiert - - -

unterste Platine mit neuem Frontbumper (rechts), Spannungsversorgung (links), Schmitt Trigger Huckepack auf Motor Dir IC, um die Signale der Radencoder zu verbessern (Mitte)

mittlere Platine mit "Front-Scheinwerfern" (rechts) Danke nochmal an den user bnitram für die Hilfe dabei), Anschlüssen für die Versorgungsspannung und dem 4 poligen Kabel für den SPI Bus zum Schieberegister auf der oberen Platine (SCK, SCLK, RCLK und OE)

obere Platine ohne LCD mit Portexpander PCF8574 (Mitte), Schieberegister 74HC595 (oben), Pinleiste für das LCD (rechts) und den LEDs am Schieberegister (rechts außen)

so sieht er aktuell zusammengebaut aus...

Stromversorgungsplatine mit 7805 und reichlich Anschlussklemmen
Front-Scheinwerfer
Radencoder mit Reflexlichtschranke CNY70 und selbstgedruckter Encoderscheibe (selbstklebende Folie mit Laser bedruckt auf Aluminiumfolie), Auflösung 32 Ticks

[Rabenauge]

Ich les hier mit- ich mag solche "Tagebücher", auch wenn ich nicht alles nach vollziehen kann- hab keinen ProBot.
Und nen Tipp zur Stosstange: ich weiss nicht, wie du das Holz gebogen hast, hoffentlich nicht kalt und einfach verklebt?
Das wird gewaltig verkanten...
Nimm Kabelbinder, der NiboBee hat welche als "Fühler"- das ist unverwüstlich.
Guck dir mal an, wie das beim NiboBee gemacht ist (die Aufbauanleitung ist frei verfügbar), vielleicht kannst du daraus was entnehmen.

Generell würd ich aber auf berührungslos setzen (ich find es generell uncool, erst gegen ne Wand fahren zu müssen, um festzustellen dass da eine ist), bei Ebay gibts spottbillig fertige IR-Sensoren (Stückpreis um nen Euro), die ein digitales Signal liefern, Reichweite zwischen 10 und 20 cm, das sollte dem kleinen doch genügen?

[Schmirk]

Moin Rabenauge!

den tipp mit dem nibobee schau ich mir nachher mal an, danke dafür.

den eisstiel habe ich paar minuten in kochendes wasser gelegt und ihn dann um eine gut gekühlte bierflasche gebogen, sprich die rundung bleibt danach so. da die knöpfe der ein taster, an denen die stoßstange gestgeklebt ist, leichtes spiel haben verkantet da nix. wetd nachher mal testen, ob der bot genug "wumms" hat um den kontakt auszulösen.

der probot hat von haus aus je drei ir sendedioden auf der vorderseite der mittleren platine und mittig dazu ein tsop empfänger, beides gepulst mit 36khz.

meine größte baustelle aktuell ist die motorsteuerung. die motoren kommen egal mit welchem pwm takt erst ab 50 duty cycle auf touren. sprich ich muss bei meinem PID- Regler eine minimalgeschwindigkeit vorgeben, sonst dreht er sich fröhlich um ein blockierendes rad und die stellwerte spielen verrückt...

[i_make_it]

Eventuell auch eine interessante Variante, die Taster sind aus alten Mäusen (haben mich nix gekostet) Auslösung bei 55g.
https://www.roboternetz.de/community...164#post622164

Aktueller Baustand: (die Bumper bekommen später noch umgebogene Ränder damit sie sich nicht verhaken können)

[Schmirk]

@rabenauge
Die fühlerkonstruktion vom Nibobee ist ja echt raffiniert mit den zwei wege tastern. werde ich mir für evt eigenbauten merken. für das design des probots als "monolithische" konstruktion finde ich es allerdings nicht ganz passend. ich will möglichst keine auskragungen an der karroserie.

@i_make_it
deinen thread zum roboterbau mit kindern habe ich tatsächlich vor kurzem gelesen. habe das auch mal mit dem neffen von meiner freundin angefangen. das problem mit der aufmerksamkeitsspanne ist echt nicht zu unterschätzen...

dahinter steckt aber ein weiteres problem und zwar, dass (nicht nur bei kindern) lieber "konsumiert" wird als "produziert". solange alles (z.b. sein iphone) funktioniert interessiert das WIE herzlich wenig. ich hab mich schon immer für die zusammenhänge interessiert, bin quasi nie so ganz aus der frühkindlichen WARUM phase rausgewachsen.

deine konstruktion mit den maustastern ist auch gut zum nachbauen geeignet. sind da eigtl. alle 4 taster beschaltet oder nur zwei bzw. 2x2 parallel? und hast du die federn in der mitte selber hergestellt?

[Rabenauge]

Ich meinte auch gar nicht, dass du die NiboBee-Konstruktion nachbauen solltest (so gut, wie das aussieht, isses in Wirklichkeit nicht, weil die Fühler mit Drähtchen in die Platine gelötet sind, die bei jeder Betätigung in sich verdreht werden, irgendwann fällt das dann ab), aber du könntest anstelle des Kantholzes z.B. nen vorgebogenen Kabelbinder benutzen- der federt nämlich etwas.

Ja das Problem mit PWM und Billigst-Motörchen, kenn ich.
Da hilft es echt nur, den Regler so zu begrenzen, dass er nie unter eine gewisse Schwelle fallen kann- oder dann direkt auf "0".

Ich bau mir da immer Konstrukte wie diesen ein:

if((berechnetePwm < mindestWert)&& (berechnetePWM>0))
{
pwm=mindestWert+1)
}
Dirty, aber zuverlässig.

[oberallgeier]

.. ich will möglichst keine auskragungen an der karroserie ..

Kein Problem. Ich habe in mehreren Threads meine Versuche mit selbst gebauten Reflexlichtschranken beschrieben. Die bestehen a) aus einer gepulsten UND gewobbelten (ge-CIRP-ten) IR-Sendediode passender Wellenlänge und b) einem IR-Empfänger SFH5110 (ähnlich TSOPxxxx), siehe hier (klick). Damit fährt mein MiniD0 prächtig rum. Hier die große Schwester vom MiniD0, Dottie bei der autonomen Fahrt die auch MiniD0 beherrscht.

.. meine größte baustelle .. die motoren .. erst ab 50 duty cycle auf touren ..

Das ist (bei meinen Gefährten) normal. Das kann der Regler ab, wenn man ihm Zeilen beibringt in der Art: wenn 0 < sollPWM < 50 dann sollPWM = 50 usf.

[Schmirk]

Verständnisfrage: wofür ist die abfrage, ob 0<pwm-wert ist wichtig?

frage in meinem von waste abgekupferten reglercode lediglich ab, ob motor_speed (pwm duty) kleiner min._speed (bei mir ca. 100 bei 255 periodendauer) ist. wenn der speed darunter fällt bleibt das entsprechende rad stehen und der bot dreht sich im kreis...

pulsdauer von 0 muss ich auf jeden fall vermeiden, da ein wert von 0 bei der c-control nicht zulässig ist und dazu führt, dass die pulsdauer auf 255 gesetzt wird. das war nämlich auch eine der Macken in meiner steuerung.

würde es aus eurer erfahrung heraus was bringen, wenn ich den motor aktiv abbremse durch kurzschluss am l293d?

das zwischenschalten eines kondensators in der versorgungsspannung für den motor hat schon mal was gebracht. allerdings fährt der bot nun gefühlt langsamer als vorher. ist das aus elektrischer sicht logisch?

würde es was bringen die motoren zu tauschen? liebäugle schon länger mit gehackten servos. aber dazu müsste ich dann auch neue radencoder installieren...

[i_make_it]

sind da eigtl. alle 4 taster beschaltet oder nur zwei bzw. 2x2 parallel? und hast du die federn in der mitte selber hergestellt?

Aktuell 2x2 parallel. Eine höhere Auflösung, also jeder Taster einzeln, kann später aber eventuell noch kommen.
Die Federn sind aus versilbertem Messing Basteldraht selbst gewickelt und gebogen.
So kann man die schön an die jeweiligen Abmessungen anpassen (je nachdem wie man sich die Schalter baut).
Ich habe die Federn so gebogen, daß schon eine leichte Vorspannung auf die Taster vorhanden ist.

Ja, das mit Kindern Arbeiten ist nicht ganz einfach.
Eigentlich war geplant in der ersten Januarwoche weiterzumachen.
Aber ab dem 24ten waren alle anderen Spielzeuge wichtiger.
Ostern konnte ich dann nicht. Jetzt ist Pfingsten geplant um weiterzumachen.

Für den Probot könnte ich mir als Bumper auch eine Schürze wie beim MIT Rugwarrior vorstellen.
Runde, ziemlich zylindrische, Plastikschüssel die etwas größer ist als der Probot, Boden raussägen und ggf. den Rand nacharbeiten.
3 Löcher alle 120° am Umfang bohren und mit Hosengummies am Probot befestigen dann 3 Taster alle 120° am Probot (aber 60° versetzt zu den Hosengumies) anbringen.
damit hat man einen Bumper der einmal rundum geht und 6 verschiedene Kontaktzonen erkennen kann.