Mein Kunsttier (BEAM) mit Elektronik

**PICture** · 21.08.2010, 19:12

Hallo!

Sorry, dass ich erst jetzt antworte, aber musste bei meinem Lapi die Festplatte auswechseln und alles neu installieren.

@ Searcher

Danke fürs Anschauen und Fehlersuche. Ich wollte zuerst die Spielzeuge, wie du, ohne µC bauen. Aber es scheint mir mit einem kleinem µC wirklich viel einfacher. Ich glaube, dass genug Platz vorhanden ist, dass ich sogar auf SMD IC's verzichten könnte, was mir, wegen alter, immer lieber wird ...

Anscheinend werde ich dem Pumpi ein Schalter einbauen und während des Saugens meiner Wohnung ihn auf ein Möbel stellen müssen...

Das muss ich aber zuerst sehen und darauf bin ich echt gespannt, was passieren könnte. Der Pumpi wird aber sicher zu groß um eingesaugt zu werden ...

@ Richard

Schönen Dank für deinen guten Vorschlag, aber leider wegen geringen Masse und Geschwindigkeit vom Pumpi glaube ich nicht, dass es beim Anfahren eines Hindernises ausgelöst wird. Ich habe schon getestet und der Motor wird beim Hindernis sicher gebremst und manchmal sogar gestoppt, deswegen bleibe ich bei Drehungsüberwachung.

MfG

**PICture** · 02.09.2010, 21:40

Hallo!

Endlich läuft mein Lapi zufriedenstellend und ich kann weitermachen. Zur Zeit möchte ich ein bißchen über das geplannte Program für µC und vor allem den virtuellen Bumper diskutieren.

Mir scheint es am einfachsten so, dass nach dem Einschalten wird die Frequenz der Impulse vom Motor gemessen, eine Untergrenze berechnet und gespeichert. Damit sollte für verschiedene Motoren kein Wert vorgegeben werden muss. Eventuel sollte der gespeicherte Wert in gewissen Zeitabständen aktualisiert werden um sich an sinkende Akkuspannung anzupassen.

Weiterhin sollte periodisch die momentane Frequenz mit der gespeicherter verglichen werden und wenn sie den gespeicherten Wert unterschreitet ein Hindernis angenommen. Das sollte die Drehrichtung für gewisse Zeit wechseln und danach zum geradeaus Fahren zurückkommen.

Damit der Pumpi nicht in dunkler Ecke meiner Wohnung "einschläft", möchte ich das der Motor nur bei genau 0 V des Solarpanels abgeschaltet wird. Es wird auch eine Charakteristik U = f (I) der Schottky Diode nötig um den Motor ab gewissen Ladestrom abzuschalten, da die dünnschicht Solarzellen am Tag sogar ohne direkter Sonnenstrahlung ein Akku laden.

Weil der Trackball aus einer Maus genug hoch ist, möchte ich Unten bedrahtete IC's sogar mit Sockel und oben SMD 1206 Widerstande und Kondensatoren verwenden, weil ich keine andere mehr habe.

Für Testaufbau werde ich eine kleine Lochrasterplatine 15x15 Lötpunkte nehmen, die zum Tesfahrten, nach ausführlichen Prüfungen "auf dem Tisch", oben drauf auf Fahrgestell vom Pumpi gelegt wird. Mit TDA2822M sollte es sogar mit zwei 1,2 V /300 mAh NiMH Zellen mit Lötfahnen in der Grösse 2/3 AAA, die ich bei mir gefunden habe, für Testfahrten ausreichen ...

Wenn der Pumpi sich schon für mich zufriedenstellend bewegen wird, erst dann kann ich die ganze ausprobierte Schaltung auf die Platine von Pumpi übertragen, weil die Lochrasterplatinen eigentlich nur einmal lötbar sind bevor die Lötpunkte sich lösen ...

Für PIC Benutzer habe ich die Pinbelegung wie im Code geplannt. Es können noch ein paar Bauteile (R,C, Dioden) zwischen oben skizzierter Hardware und µC dazu kommen. Für Softwareentwicklung nehme ich einen PIC16F88 mit PIC Miniterminal und PIC Trainer (siehe dazu http://www.rn-wissen.de/index.php/PI...er#Hilfsmittel ).

Was denkt ihr darüber ? Andere Vorschläge ?

MfG

Code:

       VCC         GND
        +          ===
        |   .--U--. |
        +---|     |-+
            |     |
     M2 <---|     |-< US
            |     |
     M1 <---|     |-< REF
            |     |
     UA >-+-|     |-< IMP
          | '-----'
          |  ___
          +-|___|-|<- + VCC
             10k   D

           PIC12F675
           von oben

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

**PICture** · 01.10.2010, 18:47

Hallo!

Mein bisher unerfüllter Wunsch ist ein k.T., der ganz selbständig "lebt". Zuletzt ist mir eine "verrückte" Idee eingefallen, der Energieverbrauch stark (ca. 100-fach) zu reduzieren. Dafür habe ich erfolgreich mit einem Antrieb aus mechanischer Quarzuhr mit Zeiger experimentiert und jetzt möchte ich meine erste Ergebnisse presentieren (siehe Fotos).

Ich habe das Spielzeug gewogen:

Kompletter Fahrgestell ... 20g
2x2/3 AAA, 300 mAh ....... 15g

Danach habe ich einige elektrische Werte gemessen bzw. ermittelt:

Spannung .............................. 2,4 V
Spulenwiderstand ................. 300 Ohm
Stromimpuls .......................... 8 mA / 32 ms
Mittlerer Stromverbrauch ...... 256 µA
Geschätzte Bewegungszeit .. ca. 50 Tage mit 300 mAh Akku

Weil in dem Uhrwerk eine Untersetzung 30:1 ist, entspricht die Impulskraft auf der Antriebsachse einem Motor mit ca. 0,5 W Leistung. Der "Motor" könnte sich leider nur in einer Richtung drehen, was interessantere Konstruktion und Steuerung verlangt. Momentan habe ich noch k.A. wie es am Ende ausgeht. Ich möchte mich jedoch weiter mit Basteln von einem mit µC gesteuerten k.T. mit solchen zwei Antrieben beschäftigen.

Die dünnschicht Solarzellen ohne direkter Sonnenstrahlung nur um 1% des Ladestroms bringen, was sie wegen nötige Fläche und Gewicht für mich als einzige Energiequelle uninteressant macht. Deshalb als Energiespeicher möchte ich möglichst kleine Akkus verwenden. Vielleicht finde ich schmale und runde Akkus mit nötigen Durchmesser um 25 mm, die ich als Räder nutzen könnte ...

Weil jeder "Motor" mit einem Uhrenquarz per IC gesteuert ist, möchte ich den µC (PIC12F675) mit schon vorhandener Frequenz takten um den Stromverbrauch laut Datenblatt auf max. 16 µA zu minimieren, da es langsam laufen darf. Die "Motoren" können direkt vom µC gesteuert werden.

Das enzige was ich bisher schwer realisierbar finde, sind "Nullkraft" mechanische Bumpers, weil die "Motoren" kann ich leider nicht als virtuelle nutzen. Angeblich wegen geringer "power" wird sich mein k.T. in einem "Käfig" mit glattem Boden bewegen müssen. Die Experimente auf unebenen Untergrund sind leider negativ ausgefallen. Hoffentlich mit zwei "Motoren" und sehr leichtgängigen "dritten" Rad wird es besser.

Ich freue mich sehr auf eure Meinungen und Erfahrungsvorschläge ...

MfG

**PICture** · 26.10.2010, 13:53

Hallo!

Nach zahlreichen Experimenten mit dem für Pumpi vorgesehenem Fahrgestell, habe ich die Idee leider verwerfen müssen. Praxis zeigt eben, dass so kleiner und leichter Kunsttier (k.T) aus mehreren Gründen keine Chancen hat, sich fast ununterbrochen in meiner ganzer Wohnung bewegen zu können.

Ich sehe erst jetzt deutlich, dass ich ich mir die Schöpfung eines autonom "lebendes" k.T. zu einfach vorgestellt habe. Ich wurde noch als Kind durchs Lesen eines Buches über k.T. so stark beeindrückt, dass der Wunsch sowas selber zu bauen leider bis heute lebendig geblieben ist ...

Vor zig Jahren, war es für mich natürlich nicht möglich irgendwas in der Richtung zu tun, aber heute ...

Mit der Anzahl meiner bisherigen Experimente ist meine Erfahrung natürlich erheblich gewachsen und mein Ziel mit Berücksichtigung aller Kompromisse scheint immer näher zu sein.

Als bisherige Energieverbrauchgrenze, Größe und Gewicht scheinen die beim Artan langfristig ausprobierte (ca. 12 mW mit nur einem momentan laufenden Motor, ca. 12x15 cm für dünnschicht Solarzellen und ca. 250g) scheinen für meine Bastelkonstruktionen optimal und realistisch zu sein.

Ich möchte weiterhin experimentieren bis zum irgendeinem Ergebniss, bin aber sicher nicht sicher, wie das endet ...

Mein Wunsch wäre natürlich eine Bauanleitung für von mir gewünschtes k.T. im Netz zu finden, ich habe aber nie im Leben Lotto gespielt ...

Ich werde mich selbstverständlich melden, wenn ich weiterkomme ...

MfG

**Searcher** · 26.10.2010, 14:17

Hallo PICture,
um sehr stromsparenden Motor zu nutzen, der aber nicht in der Lage ist das k.T. zu bewegen, müßte man die mechanische Energie speichern. So, wie die Sonne den Akku auflädt und bei genügender Ladung den Motor antreibt, könnte man mit dem Motor eine Feder spannen oder das Wasser eines Pumpkraftwerks fördern

und bei genügend Kraft freigeben.

Nachteil ist sicher eine geringere Effizienz und k.T. wird sich nur zeitweise bewegen, dafür aber auch nachts.

Hab leider keine Idee zur praktischen Ausführung und war nur so ein Gedanke.

Gruß
Searcher

**PICture** · 26.10.2010, 15:02

Hallo Searcher!

Vielen Dank für deine Gedanke, die meiner gleich ist.

In meinem Kopf schwebt seit einiger Zeit eine Vision, die ich umsetzen möchte, wenn die bei Ebay gekaufte Solarzellen (dünschicht) aus Hong Kong ankommen.

Für mich ist das Speichern von mechanischer Energie leider praktisch zu kompliziert. Deswegen habe ich mich aufs Minimierung des Energieverbrauchs konzentriert.

Der Artan hat sich als mechanische Konstruktion durch langzeitiges Wandern durch meine Wohnung schon für mich bestätigt. Das einzige Nachteil ist, dass beim Umfahren der Hindernisse zu viel Energie für Anspannen des Gummipfades und Reibung an Hindernissen verloren geht.

Deswegen als nächste Bastelkonstruktion möchte ich etwas ännliches bauen mit dem Unterschied, dass das lenkende Rad per zweiten Motor bewegt wird. Die beide Motoren werden gleichen Stromverbrauch haben und nur abwechselnd laufen.

Dass das k.T. sich nur zeitweise bewegen wird, nehme ich gerne in Kauf und erlaube ihm auch am Tag ein "Schläfchen". Die Elektronik (mit µC) sollte dafür sorgen, dass es sich nur bei Helligkeit bis minimaler und erst ab festgesetzter Akkuspannung bewegen darf.

Momentan überlege ich zwei Akkus und zwei Modis: bei beiden "guten" Akkus ein "normales" Leben und wenn ein Akku schon "leer" ist, sparsame Bewegung nur wenn die Helligkeit damit wächst, sonst stehen bleiben und "schlafen" bis beide Akkus wieder voll werden.

Ausserdem wegen fast ständigem Laufen der Motoren möchte ich in Getrieben Zahzräder aus Metall verwenden, damit das k.T. länger "gesund Leben" kann. Nach so langer Zeit vom permanenten "Laufen" (Tag und Nacht) ist der Artan wegen Verschleiß des Getriebes mit Kunstoffzahnräder leider fast "gestorben".

Das traue ich mir noch zu basteln ...

MfG

**PICture** · 27.10.2010, 15:47

Hallo!

Wenn ich nicht "verrückt" wäre, müsste ich wirklich mit dem Pumpi aufhören. Leider gestern habe ich zufällig https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=46662 gelesen. Weil mir sowas wahnsinnig gefällt, hat mich das zum intensiven Denken inspiriert, wie ich den schon gebastelten Fahrgestell von Pumpi retten könnte.

Dabei ist mir eine weitere "verrückte" Idee eingefallen, die alle bisherige Probleme beseitigt, aber neue mit sich bringt. Ich möchte eben den Pumpi, so wie er vorgesehen war, in einer durchsichtiger Kugel plazieren, die sich beliebig zwischen Gegenständen in meiner Wohnung bewegen sollte. Das wäre dann ein virtuelles Käfig in dem sich der Pumpi problemlos bewegen kann. Mit stärkerem Motor und Akkus wiegt er jetzt ca. 50 g.

Was denkt ihr darüber, hätte es Sinn?

Ich bin sehr dankbar den mehr Erfahrenen für Beurteilung im voraus.

MfG

**Searcher** · 27.10.2010, 18:07

Hallo PICture,
also ich finde Deine Ideen gar nicht so verrückt. Man hat sowas nur noch nicht oder zu selten gesehen.

Ich kann auch nur spekulieren, wie sich Pumpi in der Kugel verhält. Eigentlich wäre das schon so eine Art mechanischer Akku. Kommt die Kugel an ein Hindernis rollt sie erst mal nicht weiter, Pumpi wird an der Innenwand nach oben fahren bis die Kugel mit dem Übergewicht das Hindernis überwindet oder eine Steuerung den Pumpi in eine andere Richtung lenkt.

Soweit meine ersten Gedanken dazu (ohne Gewähr)

Gruß
Searcher

**PICture** · 27.10.2010, 18:40

Hallo Searcher!

Danke sehr, für deine Unterstützung meiner Ideen !

Ich möchte, dass wenn der softwaremässig eingestellte virtuelle Bumper beim Pumpi bestimmte Belastung feststellt, wird mein k.T. die Fahrrichtung ändern.

Die Kugel sollte nur eine schützende Funktion haben. Sie muss genügend leicht sein und durchsichtig, damit sich innen befindliche Akkus von dünschicht Solarzellen auf dem Pumpi aufladen können. Ich denke anfangs an aufgeblasener Luftballon.

Es benötigt noch sicher, wie bei dir, eine Experimentenzeit. Momentan ist für mich am wichtigsten das ich nicht mit etwas sinnloses meine Zeit verschwenden würde.

Ich habe noch nie im Leben etwas angefangen, wo ich das Licht am Ende eines Tunels mit unbekannter Länge gleich gesehen habe und bin immer nach deiner Signatur vorgegangen. Noch mal vielen Dank für die Bestätigung, dass ich noch kein Termin bei einem Psychiater brauche ...

MfG