zunehmende Differenz bei Antrieb

[Moppi]

Hallo,

ich brauche mal etwas Input. Also Brainstorming. Ich habe meinen Antrieb selber gebaut, weiß ich, aber ich habe noch keine Idee, wo ich suchen sollte. Nicht, dass es super schlimm wäre, aber es stört mich doch etwas, weil ich mir das (noch) nicht erklären kann:

Was ist gegeben:

1. Mein Schrittmotorantrieb fährt in eine Richtung, beide Räder gleich schnell.
2. Meine Auflösung über die Encoderscheibe ist ein 100stel. Mein Raddurchmesser 80mm. Kurz: einem Schritt der Encoderscheibe entsprechend etwa 2.5mm Fahrstrecke.
3. Bei 2mm vorgegebener Fahrstrecke erhalte ich die gewünschte Differenz, nämlich einen Schritt vorwärts um 2.5mm.
4. Bei 1mm vorgegebener Fahrstrecke fährt nichts vorwärts, so weit auch richtig.
5. Ich kann ein Vielfaches von 2.5mm fahren. So die Theorie.

Was ist das Problem:

Wenn ich eine Strecke von 290mm fahre, habe ich eine Differenz von +8mm. Wenn ich kürzere Strecken fahre, ist die Differenz kleiner. Um es auszuprobieren, habe ich die 8mm durch 29cm geteilt und mit 4 multipliziert (entsprechend 4cm Fahrstrecke). Bei 4cm Fahrstrecke entspricht die tatsächliche Differenz der berechneten. Das Gefährt bleibt bei 4.1mm stehen.


Was ist die Frage:

Ich müsste immer eine max. Differenz um etwa 2.5mm haben. Warum nimmt die Differenz mit weiter zurückgelegtem Weg linear zu zu, so dass man das theoretisch sogar vorausberechnen kann - pro Millimeter Fahrstrecke um etwa 0.0276mm? 2.5mm geteilt durch 0.0276mm sind ziemlich genau 9, auch das sagt mir nichts.



Freundlichen Gruß
Moppi

[HaLa]

lass mal etwas Luft aus dem Reifen, Du hast 82,209mm wirksamen Reifendurchmesser

[Moppi]

Wow! Kaum geschrieben, doch schon einen Verdacht! So schnell kann es gehen.

Vermutlich ist es der Raddurchmesser, der nicht 100% genau angegeben werden kann. Da ich die Zahl der Schritte per Encoderscheibe ermittle, indem ich die zu fahrende Strecke durch den Radumfang teile. Einen halben Millimeter kann ich leider nicht angeben, so weit habe ich nicht gedacht. Mal einen Millimeter mehr versuchen. Wenn das auch nicht hin haut, und sich das dann ins Negative umkehrt, ist die einzige Möglichkeit, eine Korrekturrechnung durchzuführen und eben die Differenz von der zu fahrenden Strecke "abzuziehen" oder zumindest einen Teil davon. Das muss ich mal spielen..



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Super Antwort, HaLa!

Luft raus lassen geht aber nicht.

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So, sieht so aus, als ob es funktioniert hat. Mit größer angegebenem Durchmesser fährt es jetzt ziemlich genau.

[Rabenauge]

Supergenau wird sowas nie, Moppi.
Deswegen kann man ja auch nicht alleine nach Odometrie dauerhaft manövrieren.

Was du aber machen kannst ist, eine Messtrecke zu benutzen, um das Ganze zu kalibrieren.
Steck dir irgendwo auf möglichst griffigem Untergrund ( Schlupf verfälscht das Ergebnis) eine exakte Strecke ab (5m, besser wären 10) und lass den Robbi genau diese Strecke fahren.
Am besten mehrmals.
Dabei dann mal die Odoticks mitzählen.
Daraus kannst du dir dann ne ziemlich gute Formel basteln.
Was ähnliches steht mir in den nächsten Tagen auch bevor- mein Testkandidat ist bald soweit.

[Moppi]

Hallo!

Supergenau wird sowas nie, Moppi.

Da hast Du wohl recht! Aber auch deswegen wollte ich Schrittmotoren verbauen. Eine gewisse Differenz ist mir bewusst, aber das war gestern etwas eine Fehlleistung, war schon ziemlich abgespannt und habe das nur durch Zufall nebenbei bemerkt. So bin ich nicht gleich drauf gekommen. Mit den Getriebemotörchen war das eine Vollkatastrophe. Ich habe jetzt aber erst im Netz gelesen, dass andere mit dem Gleichlauf, genau dieser T-Getriebe, ebenso so ihre Probleme haben.

Fünf oder zehn Meter ist leider nicht möglich. Die Parameter haben nicht die nötige Bitbreite. Maximale Streckenlänge ist 320mm. Ich habe eben dann diese 29cm genommen, so kann ich es mit einem Lineal messen. Jetzt bin ich aber im Toleranzbereich, mal etwas unter Zielwert, mal etwas drüber, aber anscheinend nun immer in den 2.5mm (Ablesefehler kommt auch noch irgendwo dazu). Heißt jetzt, zum Test fährt das etwa +/-1.2mm genau. Das ist nun nur zum überprüfen, ob alles funktioniert, also eine Gegenprobe, wenn man so will.

Jetzt überlege ich, was ich als nächstes in Angriff nehme. Werde vermutlich nochmals einen Programmablauf für die Steuerung mit IR-Fernbedienung bauen. Danach wollte ich Pfade aufzeichnen und die abfahren können, noch ohne Sensoren. Die könnte ich dann anbauen und mir mal während des Fahrens die Werte anschauen, um mir ein praktisches Bild davon zu machen, ob das zu meiner Theorie passt, die mir so vorschwebt oder ob da noch andere Problemchen warten, die ich bisher nicht kenne.

MfG

[Rabenauge]

TT-Motoren...die hab ich in meinem Testkandidaten auch verbaut.
Version 1 hatte keine Odometrie- das kann man vergessen, ohne ne Regelung läuft das nie geradeaus.
Das Problem ist, dass Bürstenmotoren immer ne Vorzugs-Drehrichtung haben. Mag einige wenige Ausnahmen geben, aber ansonsten immer.
Wenn du jetzt nen Roboter baust, der zwei Räder als Antrieb hat, drehen diese Motoren in der Regel entgegengesetzt- einer wird also immer gegen seine Vorzugsrichtung laufen.
Da aber die TT-Motoren (bzw -antriebe) asymmetrisch sind, werden die meist eben auch um 180° verdeht eingebaut- das kann dann gar nich geradeaus laufen. Da läuft immer einer gegen seine Liebingsdrehrichtung.
Darum hab ich die Testmaschine nochmal neu gemacht- mit Encodern (irgendwann rüste ich den um auf TT-Antriebe von DF-Robot, die haben Hall-Encoder an den Motorwellen, das wird noch viel genauer als die Lichtschranken-Zählwerke an den Abtriebswellen).
Ich hoffe, sogar ne PID-Regelung für den Geradeauslauf hinzukriegen.
Aber dieses Jahr wohl nicht mehr...

[oberallgeier]

.. Testmaschine nochmal neu gemacht- mit Encodern .. Hall-Encoder .. sogar ne PID-Regelung für den Geradeauslauf hinzukriegen ..

Ich hatte das mit meinen gepimpten Servo-Gleichstrom-Motoren mit Encoder (an der Motorwelle) gemacht, also da noch ohne Hall-Encodern. Der Test war dann mit der Coladose, die mit diesen kleinen Dinger angetrieben wird. Encoder, Sprungantwort aufgenommen, Regelung - natürlich PID. Dann mal nen Test: Turn - Geradeauslauf - Turn - danach mit separatem Task das Ganze rückwärts. Das funzt nicht schlecht. Sprich: mit ordentlicher Regelung auf Basis der Eigenschaften des Targets kriegt man die Odometrie ganz nett hin. Natürlich nur ohne Kies-Fahrbahn, Wiese oder sowas . . . Später, archie, hat Motoren mit Hall-Encodern. Die laufen möglicherweise besser. Aber Grundlage sind natürlich wieder Motor- und Fahrdynamik im Status "as build" - danach wird aber einfach und nur mit 8 Bit gerechnet/geregelt.

Dann für Dich viel Glück um Neuen Jahr mit Deinem Projekt.

Nachtrag (30.12.2020) : Ich hatte vor fast zwei Monaten meinen 3pi hervorgekramt : neues Teilprojektchen, Experimentierträger für ne Orientierungseinrichtung. Hab den wieder weggepackt, weil er simple DC-Motoren hat, keinen Platz für nen Motorencoder oder nen Radencoder. Und ne Kugel- oder Lasermaus wäre mir dabei zu aufwendig.