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Thema: Virtueller Bumper ? (entschieden)

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Virtueller Bumper ? (entschieden)

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    Hallo !

    Ich möchte bei meinem künstlichen Tieren (k.T.) und Raumpfleger einen sehr einfachen virtuellen Bumper anwenden (wie im Code skizziert), weil der Getriebemotor zu stark bzw. zu schwach ist um eine Änderung des Motorstroms beim Hinernis ganz einfach und sicher festzustellen.

    Wenn das k.T. fährt die meisten Hindernisse (ausser höhen Möbel, Wänden, usw.) durch, dann ist nur die Neigung bzw. abruptes Bremsen sicher erkennbar.

    Hat das schon jemand probiert und Erfahrungen damit gemacht ?

    Ich würde mich wirklich über Berichte sehr freuen, weil ich keine Zeit für unnötige Experimente verlieren möchte.

    MfG
    Code:
    
                X            X = Befestigung
                |
                |            F = Faden
                |
                |            M = permanenter Magnet
                |
                |F           R = Reedkontakt (evtl. mit Spule)
                |
                |
                |
                |
                |
               / \
              ( M )
               \_/                 _
             _______            __/ \__
         ---|_______|---    ---|_( X )_|---
                R                 \_/

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Vielleicht wäre ein Hallsensor besser

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo TobiKa!

    Danke für deine blitzschnelle Antwort um die Zeit !

    Ein Hallsensor wäre sicher besser. Sorry, ich habe vergessen, dass ich nur max. 2,4 V zur Verfügung habe.

    Nach deiner Antwort, scheint meine "verrükte" Idee nicht ganz sinnlos zu sein. Ich denke dass mit durch die Spule von Reedrelais fliessender Strom lässt sich die Empfidligkeit des "Sensors" erhöhen (falls nötig).

    MfG

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Wenns dir wirklich nur um an und aus geht, dann reicht sicher n Reed Relais mit z.B. nem Neodym... wäre auch einfacher umzusetzen.
    Es gibt Reed Relais auch ohne Spule! Ich denke das ist eher das was du suchst.

    Kann nich schlafen, is so warm

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Ich werde dann sicher damit ein bißchen experimentieren müssen, aber zumindest hat es Sinn.

    Einfacher scheint mir ein Neigungssensor zu sein, mir fehlt jedoch praktische Erfahrung.

    Möglicherweise wäre eine von im Code skizzierten monostabilen Varianten für alle Richtungen besser, da die Bewegungsrichtung der Steuerung bekannt ist ?

    Mir scheinen die mechanische Konstruktionen zu kompliziert zum Basteln zu sein und werde demnächst versuchen den wachsenden bei mechanischer Belastung eines DC Motors Abstand von Impulsen an seinen Bürsten (rein digital jedoch ohne µC) auszuwerten um beim Anfahren eines Hindernises "echten" Bumper zu emmulieren (siehe dazu http://www.roboternetz.de/phpBB2/vie...=504934#504934 ).

    MfG
    Code:
         1. Variante              
                                 _
                               / _ \
                              / / \ \
                             ( ( O ) )
                              \ \_/ / <
                               \ _ /   \
                                        \ Metallring
                                       /
            Leitungen  <-----o-------o<
         zur Steuerung <-------\ O /<---- Metallkugel
                                ---       in Metalldelle
    
    
    
         2. Variante                 Metallkugel
                                   /
                                  /
                                _<
                               / \
                       <--|-----------|<--- Metallring
                               \_/
                                /
           Leitungen            /
        zur Steuerung           /<--- Metallfeder
                                /
                                /
                       <--------/
                         -------------
                           Botboden

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Picture,
    für Dein k.T. sehe ich folgende prinzipielle Nachteile des virtuellen Bumpers gegenüber einem "echten" Bumper:

    1. Der Virtuelle gibt nur kurz Kontakt beim Anstoß. Der echte gibt solange Kontakt, wie die Berührung zum Hindernis da ist. Das k.T. weiss also nicht, wann es wieder freigefahren ist.
    2. Der Virtuelle reagiert nur auf kräftige Anstöße. Schleifende Anstöße und Anstöße aus langsamer Fahrt werden nicht erkannt.
    3. Der Virtuelle ist anfällig gegen Kippen (z.B. Teppichkante, Schwelle, unebener Boden).
    4. Nachdem Du bei Deinen Konstruktionen einen großen Wert auf sparsamen Energieumsatz legst, ist der 4. Nachteil (schaltet auch bei zu schnellem Gasgeben) wahrscheinlich nicht von Belang.

    Ansonsten wären prinzipiell wohl alle gezeigten Konstruktionen geeignet. Der Reedkontakt ist vielleicht nicht so optimal, weil die meisten eine "elliptische Charakteristik" haben: in Richtung der Anschlüsse muss man weiter mit dem Magneten weggehen , damit er schaltet, quer zu den Anschlüssen schaltet er schneller.
    Mein Favourit wäre wohl die Kombination aus 1 und 3: Pendel mit elektrisch leitenden Gewicht in Metallring (man kann statt dem Faden einen kräftigen Draht nehmen und am Ende zu einer 180° Öse biegen, die man in eine ebensolche einhängt. Das gibt ein Pendel mit Freiheit in alle Richtungen und die elektrische Zuleitung zum Pendel iat auch schon dabei). Bei Flipperautomaten sehen die "Tilt"-Sensoren so aus.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Kennst Du herbie? Dort ist eine Spiralfeder in einem Metallring ein praktischer Bumper/Sensor - und sieht aus wie ein Mäuseschwanz. Vielleicht ist das etwas für Dich? Schau mal hier, gleich auf der ersten Seite, da sieht man den Sensor in Großaufnahme, auf Seite 11 und 12 Einzelteile und Zusammenbau.

    ................
    Ciao sagt der JoeamBerg

  8. #8
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    Hallo!

    @ ranke!

    Danke sehr für deine detailierte Analise meinen verrückten Ideen !

    Ich versuche zu allen deinen Bemerkungen kurz meine Stellung nehmen.

    1. Beim Anfahren eines Hindernisses, wenn genügender Grip der Antriebsräder vorhanden ist, wird der Motor ganz angehalten, sonst stark gebremst (verlangsamt) und der Abstand zwishen Impulsen viel grösser als beim Freifahren. Ich möchte das auswerten und somit sollte mein rein elektronischer vertueller Bumper den "echten" fast perfekt emmulieren (ersetzen).

    2. Wenn ich den Abstand zwischen den Impulsen ziemlich genau "messe", kann ich den Antriebsmotor bei leichten Vergrösserung des Abstands fast sofort stoppen (also bei leichter Berührung des Hindernisses).

    3. Da gebe ich dir völlig Recht und sehe bisher keine elektronische Lösung, wenn z.B. der Antriebsrad beim Anfahren eines Hindernisses in der Luft hängen würde, wird das Hindernis gar nicht erkant. Dabei sind die mechanische Lösungen im Vorteil.

    4. Das verstehe ich nicht ganz, da der wirtuelle Bumper sollte nur bei einer Drehzahl die unter eigestellter als Grenze liegt schliessen. Die Geschwindigkeit ist permanent und es gibt kein Gasgeben.

    Dein Beispiel mit Flipperautomaten ist für mich ein Beweis, dass solche Lösung schon praktisch ausprobiert und zuverlässig ist. Ich befürchte nur wahrscheinlich unbegründet, dass es während der Fahrt die Kugel pendeln könnte. Meine alle k.T. werden sich aber langsam bewegen.

    Ich überlege gerade, ob man nicht einen Neigungssensor, anstatt mit Quicksilber, mit Salzwasser bauen könnte. Es wäre nur eine kleine Öffnung im Behälter nötig, damit durch Elektrolyse erzeugter, leider gesundheitschädlicher Chlor ausweichen kann. Aber mit Strömen in µA bereich sollte es kein Problem werden.

    Ich bedanke mich sehr für deinen Favoriten, den ich mir sogar basteln traue und er ist für mich sicher ungschlagbar einfacher als jede elektronische Lösung. Damit werde ich dann experimentieren und bin fast sicher das es klappt.

    Ich denke, dass es auch mit beliebigen Metalstück, anstatt einer Kugel gehen sollte, da ich keine Metallkugel zur Hand habe und es kein Messsensor seien muß ...

    @ oberallgeier

    Von dem Namen kenne ich Herbie schon, näher aber nicht. Herzlichen Dank für dein Link, den ich mir sicher sehr genau durchstudieren werde, weil wachrscheinlich ich die Konstruktion sogar nachbauen könnte.

    Leider Suche ich einen Sensor zum evtl Nachbauen, der im Bot drinn ist, reagiert aber auf Berührung eines Hindernises durch Umfang des Bots und ohne umfangreichen Modifikazionen kann ich es leider nicht direkt anwenden, da meine K.T. möglichst klein/niedrig seien sollten.

    Trotzdem vielen Dank für deine Hilfsbereitschaft

    MfG

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    4. Das verstehe ich nicht ganz, da der wirtuelle Bumper sollte nur bei einer Drehzahl die unter eigestellter als Grenze liegt schliessen. Die Geschwindigkeit ist permanent und es gibt kein Gasgeben.
    Ich hatte mir schon gedacht, dass Deine k.T. eher langsame Bewegungen machen. Dann ist der Einwand für Dich ohne Bedeutung.

    Ich befürchte nur wahrscheinlich unbegründet, dass es während der Fahrt die Kugel pendeln könnte.
    Das wäre schon möglich. Eventuell durch Luftflügel oder Permanentmagnet (Wirbelströme) das Pendel dämpfen? Man wird auch den Luftspalt zwischen Kugel und Ring experimentell ermitteln müssen.

    Ich überlege gerade, ob man nicht einen Neigungssensor, anstatt mit Quicksilber, mit Salzwasser bauen könnte.
    Keine gute Idee: 1. wird Dir das Salzwasser die Kontakte korrodieren (wenn Du nicht alles aus Gold oder Platin machst), 2. Benetzt das Salzwasser viel zu gut, ein dünner Wasserfilm bleibt noch zwischen den Kontakten, obwohl der Tropfen längst woanders ist. Quecksilber benetzt sehr schlecht und nimmt als Tropfen immer die Form einer breitgequetschten Kugel an. Wenn Du einen Sensor in dieser Bauform machen willst, nimm eine Kugel aus einem alten Kugellager.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Noch mat vielen Dank für deine sehr hilfreiche Ratschläge. Ich denke, das eine Kugel am besten wäre. Es muss aber experimental optimaler Gewicht/Trägheit ermittelt werden, damit das Pendeln und Reaktionszeit möglichst klein werden. Auslösend wird der erste Kurzschluss, und danach kann auf Berühigung des "Pendels " abgewartet werden.

    Wichtig ist auch das es beim Anfahren nicht gleich Hindernis erkannt wird. Das ganze für mich obwohl so einfach, so kompliziert seien scheint. Aber dafür habe ich genug Zeit um das Optimale zu finden.

    Ich habe mich im Gymnysium u.a. für Chemie stark interressiert und oft in meinem "Labor" im Keller eine Elektrolyse eines Salzwassers im Glas durchgeführt. Ich habe damals selber rausgefunden, das in Salzwasser gesteckte zwei Kohlenstifte aus alten Batterien mit angelöteten an die Messingkapen Leitungen nach Umhüllung mit geschmolzener Kerze gar nicht korrodiert haben. Deswegen ist mir jetzt diese verrücke Idee eingefallen, weil sie für mich einfacher zum Realisieren wäre.

    MfG

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