Kugelroboter

[recycle]

Gering vielleicht schon, aber konstant bleibt der ganz sicher nicht, denn der Roboter hüpft manchmal stark auf dem Ball herum.
Der Ball muss aus Gummi sein, damit die Omniwheels genug Reibung haben.

Ich glaube du sprichst hier von 2 unterschiedliechen Eigenschaften von Gummi die man auch getrennt betrachten und nutzen kann.
Was die Omniwheels benötigen ist die Reibung, was das Hüpfen verusacht ist die Elastizität. Ein gummibechichtete Kugel aus einemanderen Material könnte weniger hüpfen und trotzdem die nötige Reibung aufweisen.
Ist aber wahrscheinlich schwierig etwas passendes zu finden.

Ich könnte mir vorstellen, dass man das Hüpfen bei einem Gummiball etwas reduzieren kann, wenn man z.B. etwas Wasser einfüllt - habe aber keine Ahnung ob das deinem Zweck entgegenkommt.

[recycle]

Ich habe mir mal die Daten der Sensoren auf dem PC anzeigen lassen, einmal im Stillstand, einmal beim Balancieren. Wenn die Motoren aus sind, liefert die Sensorplatine einen sehr genauen Winkel. Sobald der Roboter balanciert, habe ich ein sehr starkes Rauschen auf allen Sensoren (ACC-Sensor und Gyro) und deshalb auch auf dem berechneten Winkel.

Bei "Rauschen wenn Motor an" fällt mir als erstes die Entstörung der Motoren ein. Hast du die mit Kondensatoren entstört?
Von Haus aus sind an den von dir verwendeten Motoren ja keine Entstörkondensatoren dran.

Die Motoren die du verwendest ziehen auch reichlich Strom, besonders, wenn Sie beim Balancieren ständig hin - und hergeschaltet werden.
Das könnte sich auch als Störungen auf deine Spannungsersorgung auswirken.
Bei einer Akkuspannung von soweit ich sehe 7,2V könnte ich mir vorstellen, dass die deine Versorgungspannung teilweise sogar unter den von deinem Spannungsregler benötigten Bereich ziehen.
Falls es daran liegt, könnte man mal probieren, ob sich das Rauschen mit einem grösseren Elko reduzieren lässt.

Eigentlich erstaunlich, dass der Roboter überhaupt balanciert.

Hmm, ja - den Bildern nach müsste der Roboter ohne die Sensoren eigentlich noch besser balancieren
Kann es sein, dass du vielleicht auch nur irgendwo einen kleinen "Fehler" im Programm zur Ausgabe der Werte gemacht hast?

[kehrblech]

Hast du die mit Kondensatoren entstört?
Von Haus aus sind an den von dir verwendeten Motoren ja keine Entstörkondensatoren dran.

Der Kondensator zwsichen den beiden Motorpolen war von Anfang an dran. Die Kondensatoren zum Motorgehäuse habe ich erst bei einem Motor angelötet. Ich hatte das vor dem Einbauen vergessen und jetzt komme ich sehr schlecht dran. Muss ich wohl nochmal alle Motoren ausbauen.

Bei einer Akkuspannung von soweit ich sehe 7,2V könnte ich mir vorstellen, dass die deine Versorgungspannung teilweise sogar unter den von deinem Spannungsregler benötigten Bereich ziehen.

Das sollte funktionieren. Für die Logik habe ich einen 5V Low-Drop Regler, für die Sensoren einen 3,3V. An den 3,3V hängt außer den Sensoren auch nichts dran, sodass die Spannungsversorgung stabil sein müsste (Kann ich leider nicht messen).

Falls es daran liegt, könnte man mal probieren, ob sich das Rauschen mit einem grösseren Elko reduzieren lässt.

Nein, dadurch ändert sich nichts.
Eigentlich bin ich mir auch ziemlich sicher, dass das Rauschen nicht von der Elektronik kommt, sondern von der Mechanik. Mein alter Kugelroboter hatte genau das gleiche Problem. Testweise habe ich die Motoren auch mal mit einer extra Stromversorgung laufen lassen, das änderte auch nichts. Die Sensoren werden durch Schwingungen, die von den Motoren übertragen werden gestört. Ich habe die Sensoplatine mit Moosgummi befestigt, dadurch wurde es minimal besser.
Wie funktioniert das eigentlich bei den Quadrokoptern? Da treten doch sicher auch Schwingungen auf.

Kann es sein, dass du vielleicht auch nur irgendwo einen kleinen "Fehler" im Programm zur Ausgabe der Werte gemacht hast?

Ich wüsste nicht wie das gehen kann. Das Programm weiß ja nicht ob der Roboter gerade balanciert oder nicht. Es zeigt einfach nur die Daten der Sensoren an.

[recycle]

Das sollte funktionieren. Für die Logik habe ich einen 5V Low-Drop Regler, für die Sensoren einen 3,3V. An den 3,3V hängt außer den Sensoren auch nichts dran, sodass die Spannungsversorgung stabil sein müsste (Kann ich leider nicht messen).

Stimmt, ohne Oszilloscop ist das schwierig. Du könntest höchstens mal die Akkuspanniung messen, während du die Motoren vorsichtig ein wenig abbremst um zu sehen ob sie dabei in die Knie geht.

Zitat:
Kann es sein, dass du vielleicht auch nur irgendwo einen kleinen "Fehler" im Programm zur Ausgabe der Werte gemacht hast?

Ich wüsste nicht wie das gehen kann. Das Programm weiß ja nicht ob der Roboter gerade balanciert oder nicht. Es zeigt einfach nur die Daten der Sensoren an.

Ok, da habe ich deinen vorherigen Post missverstanden oder etwas falsches reininterpretiert.

Wegen "Da meine Abtastgeschwindigkeit beim Balancieren sehr langsam ist," habe ich irgendwie geschlossen, dass du das Balancieren im Programmcode abgestellt und dadurch eventuell irgendwelchen für die Messung relevanten Code geändert hast.

Die Sensoren werden durch Schwingungen, die von den Motoren übertragen werden gestört. Ich habe die Sensoplatine mit Moosgummi befestigt, dadurch wurde es minimal besser.

Was passiert denn, wenn du die Sensorplatine mechanisch von den Motoren trennst und nur die Sensorplatine in der Hand bewegst. Mechanische Störungen durch die Motoren müssten dann ja rausfallen, elektrische würden bleiben.

Irgendwie aber seltsam - das Balancieren klappt ja, d.h. so schlecht können die Werte der Sensoren gar nicht sein.
Vielleicht ist das was wir da als Rauschen ansehen ja einfach nur das Blancieren

[kehrblech]

Akkus sind noch relativ voll, Lehrlaufspannung so um 7,7V. Wenn ich nur einen Akku benutze, einen Motor schnell laufen lasse und ihn so stark blockiere, dass ich noch keine Angst um die Radbefestigung habe, bricht die Spannung auf ca. 7,4-7,5V ein. Laufen alle Motoren gleichzeitig los, ohne blockierung, geht die Spannung kurz runter, so etwa auf 7,2V.
Wenn ich beide Akkus benutze sollte die Spannung noch höher bleiben. Angeblich kann ein Akku einen Strom von 40A liefern (behauptet der Hersteller, aber die übertreiben manchmal etwas), zusammen also 80. Sollte reichen.

Wegen "Da meine Abtastgeschwindigkeit beim Balancieren sehr langsam ist," habe ich irgendwie geschlossen, dass du das Balancieren im Programmcode abgestellt und dadurch eventuell irgendwelchen für die Messung relevanten Code geändert hast.

Der Code für die Messung verändert sich dadurch nicht, nur der Interrupt fürs Balancieren springt eben öfter dazwischen, sodass ich die Werte nicht mehr so schnell hintereinander bekomme wie sonst.

Was passiert denn, wenn du die Sensorplatine mechanisch von den Motoren trennst und nur die Sensorplatine in der Hand bewegst.

Es sieht dann deutlich besser aus, fast keine Störungen mehr. Das was noch übrig bleibt kommt wahrscheinlich von meiner Handbewegung.

Ich habe die Sensorplatine wieder eingebaut und das Balancieren gestartet. Der Roboter fuhr dabei aber nicht auf dem Ball, sondern lag verkehrt herum auf dem Tisch. Die Sensoren haben noch ein paar Schwankungen, aber der berechnete Winkel ist wirklich deutlich besser (Bild). Dass er nicht mit den Beschleunigungssensor übereinstimmt liegt daran, dass der Roboter nicht damit klar kommt, dass er verkehrt herum liegt.
Vielleicht ist das "Rauschen" wirklich nur das Balancieren.

[4apaev]

Hallo,
alle letzte Frage. Es ist mir gerade aufgefallen wie du Räder befestigt hast. Ist das nicht besser wäre die Radachse auf 90 Grad zu drehen?
Grüß
Paul

[kehrblech]

Das verstehe ich jetzt nicht ganz. Meinst du den Winkel zwischen den verschiedenen Rädern? Zwischen zwei Rädern sind das 120°. Wenn man das mit 90° macht bräuchte man 4 Räder.
Oder meinst du die Neigung der Räder? Also, dass die Räder nicht richtig den Boden berühren, wenn man den Roboter auf eine glatte Fläche stellt.
Das ist Absicht, weil die Räder so der Wölbung des Balls angepasst sind.

[Willa]

Hallo,
ich hatte ja oben schonmal nach der Filterung von ACC und Gyro gefragt. Welche Grenzfrequenz hast du für den Tiefpass gewählt? Es ist normal, dass der ACC total rauscht, aber der wird "normalerweise" mit einer fg von ca 5Hz oder so gefiltert. Und Gyros kann man ruhig mit einer fg von 40 Hz betreiben, das schadet einer schnellen Regelung nicht (obwohl man das erst kaum glauben mag). Mit welcher Geschwindigkeit läuft dein Regelkreis? Mein Copter läuft z.B. mit 400 Hz. Das kannst du einfach messen indem du eine Variable jeden Durchlauf um eins erhöhst und wenn 500 erreicht sind, setzt du die wieder auf null und toggelst eine LED. Oder schreibst was auf den Serialport.

[kehrblech]

Hallo,

Regelkreis läuft mit 100Hz.
ACC-Sensor hat einen Tiefpass mit 50Hz (Ich filtere das Signal aber nochmal in der Software), beim Gyro habe ich keine Ahnung. Da ich sowieso mit Analogtechnik überhaupt keine Erfahrung habe, benutze ich die Mikrokopter Beschaltung. http://mikrokopter.de/ucwiki/FlightC...et=FC_V1_3.gif
Rechts sind die Gyros + Operationsverstärker. Einziger Unterschied ist bei mir, dass ich keinen DAC benutze, sondern den Widerstand R8/12/16 jeweils an den Gyro (Vref) anschließe.
Soweit ich das verstanden habe kann man den Tiefpassfilter in dieser Schaltung nur mit C9/15/17 beeinflussen, ohne dass sich die Verstärkung ändert.
Welche Kapazität entspräche denn 40Hz?

[Edit]:Nach langem rechnen bin ich darauf gekommen, dass der Tiefpass-Filter des Gyros 150Hz haben müsste. Keine Ahnung wie genau ich jetzt darauf gekommen bin und ob es stimmt.
Nach meiner Rechnung bräuchte ich einen Kondensator mit ca. 85nF um auf eine Grenfrequenz von 40Hz zu kommen. Kann das mal jemand nachrechnen?

[damaltor]

Hallo Kehrblech, der kleine blaue button über den beiträgen dient zum melden eines beitrages an die moderatoren. ich denke nicht dass du willst dass der beitrag gelöscht wird, deshalb lass ich ihn mal so stehen

grüße
damaltor