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Thema: Basic(-Billig/-Baby) Mono Wheel

  1. #51
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    LiFePo4 Akku selber bauen - Video
    Hi MW-ler,
    Hi Christian H,

    hab mal den neuen Linearantrieb (M3-Spindel) eingebaut, der alte Motor ist noch vorhanden, wird wohl ausgebaut, wenn das mit neuem Antrieb klappt.
    Oberhalb altem Motor ATMega8 Platine (ähnliche Bestückung wie Asuro, aber ohne IR-Sensor SFH5110) .
    Hab mal mit MotorSpeed(Left,Right) getestet, nutze hier nur Left.
    Wertebereich zwischen 170 -255 nutzbar.

    Sharp-Sensoren musste ich leider drehen, sind jetzt leider wesentlich näher am Zentrum. Hab noch Probleme, wenn MW kippt: Motor treibt Gewicht in Endposition und blockiert dann die Welle (selbsthemmend kann auch Nachteile haben). Muss wohl mal irgendwelche Endschalter (Lichtschranke, Pollswitch etc) einbauen.
    Durch die Verschiebung der Sensoren musste ich auch die Ansprechschwellen für den Linearantrieb anpassen.

    Es ist noch viel zu tun ... aber noch hat man Hoffnung.

    Christian H: vielen Dank für die neue/modifizierte Version, scheint
    mit den Parametern doch ganz gut mit den realen Fahrten übereinzustimmen.

    Wird bei mir jetzt aber arbeitsmässig - leider - etwas träger weitergehen, da ich einen "Schmuck"-Auftrag (Sterling-Silber) habe ...


    Gruß

    mausi_mick

  2. #52
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    Hi Mw_ler,

    es kann weiter gehen - Schmuck-Auftrag (zur "vollsten" Zufriedenheit ? erledigt - hab mir bald an dem edlen Material die Finger abgefeilt. Bin vermutlich in den Klingon77 Bereich: +/-1/100 mm vorgedrungen.

    Der neue Linearantrieb ist etwas sensibel. Ich hab noch Probleme mit den Einstelleungen:
    - Mittelage / Senkrechte (Anzeige über ASURO-Backled (beim MW rot: Backbord, Grün: Steuerbord))
    - Geschwindigkeitsstufen bei Überschreiten irgendwelcher Winkel / Sensordifferenzen ( zur Zeit vier: Panik(gelb), Alarm(rot), Warnung(grün),LED(off))
    (Anzeige über ASURO-StatusLED)
    Anm: gerät wohl zu schnell in Panik
    - Aufsuchen Ruheposition / Mittellage
    - festfahren in Endposition

    letzteres - wenn ich es nicht softwaremässig in den Griff kriege - vermutlich über Reflexsensor verhinderbar. Müsste dazu aber Buerklin besuchen ( CNY70 ).

    Hab Sharp-Sensoren jetzt wieder aussen angebracht - sind so etwas feinfühliger und kommen sich wohl auch weniger mit den Antriebsriemen / Scheiben ins Gehege.

    Fahrversuche heut morgen sehr dynamisch: War wohl eine 8 oder ein Ansatz dazu, dauerte aber wohl nur 1-2 s bevor MW hart aufsetzte und
    ein Sensor sich löste ...

  3. #53
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    Hi MW-ler,
    hab mal ein wenig aufgeräumt und die Pendel-/Ausgleichsmasse mehr Richtung Gesamtschwerpunkt gebracht.
    Die Masse des Innenteils beträgt jetzt 513 g, der Schwerpunkt der Ausgleichsmasse ca 10,5 cm über NN.

  4. #54
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    hi Mw-ler,

    hab IR-Schnittstelle mit SFH5110 / LD241 eingebaut (hängt eher an ihren vier Drähten).

    kann zwar leider (noch ? ) keine Programme darüber laden, bekomm aber
    zumindest die Messwerte der beiden Sensoren zurück.

    Bisher hab ich nur einen Versatz experimentell berücksichtigt , aber sie haben auch eine unterschidliche Steigung.
    (Werte liegen zwischen ca 640 - 740 - 785 links bzw. 560 - 650 - 810 rechts für ca +/-20° ). Vielleicht sollt ich doch eine / zwei Tabellen verwenden.

    Unangenehmer ist es, dass das Gewicht sich noch immer in den Endpositionen festfährt. Am leichtesten könnte man das wohl mit Spiralfedern um die Spindel verhindern, aber dazu müsste ich das alles auseinanderbauen (verklebt).

    Besser ist wohl die Lösung mit den Endschaltern...

    mfg
    mausi_mick

  5. #55
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Hei mausi_mick,

    Zitat Zitat von mausi_mick
    ... bekomm aber zumindest die Messwerte der beiden Sensoren zurück ... eine unterschidliche Steigung ... Vielleicht ... eine / zwei Tabellen verwenden ...
    Du kennst hoffentlich die unerfreuliche Eigenschaft des GP2D120? Die habe ich hier beschrieben und danach einiges verbessert - nun läuft er bei mir einigermassen gut. Habe einen 100nF KerKo und einen 220µF Elko, beide direkt hinter der originalen Platine des GP2D.., an den Steckerkontakten des Sensors angelötet.

    Ich habe mit dem GP2D.. eine Messreihe gemacht, in Excel ausgewertet und die Regressionsform grob bestimmt. Die Trendlinie ist leider im Diagramm nur sehr schlecht - dünn gepunktet - zu erkennen. Dazu eine einfache Modellrechnung aufgestellt, mit der die Kurvenform weitgehend nachempfunden wird. Ist ein bisschen Popelarbeit - aber wohl einfacher als Sterlingsilber bearbeiten.

    ......Bild hier  

    Dabei komme ich auf folgenden Code (bei meinem Exemplar):


    Code:
    /* ============================================================================== */
    /*### ADCwert für GP2D120 auf ADC3/PC3/Pin26 des ATMega168 z.B. auf m168D-Platine
     ================================================================================ */
      int GPDist (void)             // Auswerten des aktuellen Messwertes mit dem Sharp
    {
    uint16_t GPDmm = 0, gpdtmp = 0;         // Messwert Distanz in mm, temporärer Wert
      cli();                        // Datenübernahme Interruptgefährdet - 2 Byte
      gpdtmp     = adc3_dat;        // Übernimm Daten
      sei();                        // Gefahr vorbei
      GPDmm  = 25600 / gpdtmp;
      if (GPDmm  > 999)
      GPDmm  = 999;
      if (GPDmm  < 0 )
      GPDmm  = 0;
                 
      return GPDmm;
    }
    // === Ende Abholen des ADC-Wertes und Ausgabe ===================================
    /* ============================================================================== */
    das läuft prächtig so (etwa Sekundentakt, ich hab zwischendurch die Hand unter den GP2D.. gehalten):
    Code:
        Pm168D/20 MHz    m168D_10x61 08juli08 1706
    
        Messen ca. Sekundentakt, 120 => 0
    
      ir12-4    75    127    127    Isvs1    27    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    77    127    127    Isvs1    27    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    76    127    127    Isvs1    27    most12    1    ADCmm 86
      ir12-4    71    127    127    Isvs1    27    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    69    127    127    Isvs1    27    most12    1    ADCmm 86
      ir12-4    77    127    127    Isvs1    29    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    80    127    127    Isvs1    29    most12    1    ADCmm 86
      ir12-4    76    127    127    Isvs1    29    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    78    127    127    Isvs1    29    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    73    127    127    Isvs1    29    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    80    127    127    Isvs1    29    most12    1    ADCmm 55
      ir12-4    67    127    127    Isvs1    31    most12    1    ADCmm 50
      ir12-4    75    127    127    Isvs1    31    most12    1    ADCmm 48
      ir12-4    82    127    127    Isvs1    31    most12    1    ADCmm 51
      ir12-4    74    127    127    Isvs1    31    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    71    127    127    Isvs1    31    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    75    127    127    Isvs1    31    most12    1    ADCmm 87
      ir12-4    84    127    127    Isvs1    33    most12    1    ADCmm 87
    Achtung, je nach Stabilität Deiner AVcc (für den ADC) und Vcc für den GP2D.. kann das Ergebnis doch unagenehm deutlich schwanken. Von Tabellen halte ich nicht viel. Ich mache das mit einem mega168/20MHz.
    Geändert von oberallgeier (30.03.2016 um 22:41 Uhr)
    Ciao sagt der JoeamBerg

  6. #56
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    hi oberallgeier,

    Danke für den Tip(p) mit der Stabilisierung.
    Mit der Messreihe ist das etwas schwierig, sollte vielleicht mal eine separate Versorgung für die Sensoren/ Controller machen oder zumindest den Fahrmotor noch irgendwie abschaltbar. Hab nur mal für drei grobe Positionen +-20°, +-10° und 0° (von der Senkrechten) die Messwerte über IR auf den PC ausgegeben.

    Momentan grösstes Problem ist das Festfahren des Spindelmotors.
    Der Motor schiebt das Gewicht zwar nur z.B. 200ms mit einer bestimmten
    Geschwindigkeit nach links, hält dann einige( 100) ms und fährt dann mit derselben Geschwindigkeit wieder 200 ms nach rechts und sollte damit wieder in der Ausgangsposition sein.
    Aber durch unterschiedliche Reibung (Kollektor, Spindel, Schräglage (Hangabtriebskraft) ,...) klappt das wohl nicht exakt und nach einiger Zeit hängt das Gewicht in der Endposition - was zeitweise sogar beruhigend auf die Fahrweise wirkt - es pendelt ja nichts - ...
    Mach mir Gedanken um Reflexlichtschranken an den Enden und oder eine an der bewegten Masse. Könnte mit letzterer vielleicht auch Mittenlage (über Barcode ) finden, vielleicht sind auch Schritte zählbar.

  7. #57
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    Hi MW-ler,

    hab heute mal ein wenig an der Software rum getestet,
    und auch mal dabei die ganze Messmimik mit den Abstandsensoren ignoriert.
    MW sollte sich nur etwas in die Kurve legen, einen Moment so bleiben (100ms) und dann sich wieder in die Ruhelage zurueckbewegen.
    Hat irgendwie nicht geklappt, da MW bereits bei sehr kleinen Spindelmotor-Geschwindigkeiten und kleinen Auslenkungen (2-3mm) und bei 50 g Gewicht schnell in Schräglage > 30° geriet.

    Die 50 g Ausgleichsgewicht sind wohl deutlich zu wenig.
    Bei einer Schräglage von 10 ° und Gesamtgewicht de MW von ca 800 g braucht man bereits ein Gewicht von etwa 150 g und eine Auslage von 1,5 cm in die Gegenrichtung.

    Die Regelung scheint aber - zumindest für 5-10 s Fahrzeit - zu funktionieren, da dabei wesentlich schnellere und grössere Amplituden mit den Ausgleichsgewichten auftraten bei einem Fahrweg max. um die 10 m.

    Werde morgen noch ein wenig Kurven üben - wohl mit grösseren Pendelgewichten - und dann - aber frühestens Freitag - an die Überarbeitung des Spindelmotors gehen.


    Gruß ,
    mausi_mick

  8. #58
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    Hi oberallgeier,

    hab mal, wie Du empfohlen, die Versorgung der Sharps verbessert, hab sie durch 2 Schottkys von dem Rest der 5V entkoppelt und zwischen Diode und Sharp je 100 µF/100nF plaziert.
    Bei 'ner neuen Messung der Sensorenkennlinien (hab Motor ausgeschaltet gelassen, was für Akku und Nerven gut war), hab ichdie Daten für +-20° in Abständen von 5° per IR / OC-Console erfasst.
    Durch die Siebung der Versorgung hat sich die Nullpunktdifferenz auf ca 1/4 (23 entspricht ca 1°) reduziert. Auch ist die Differenzkennlinie (innerhalb meiner Messtoleranz ) beinahe linear (pro Grad Schräglage ändert sich die Differenz um ca 20,75 (gemittelter Wert).

    Hab dem MW auch einen neuen (leichter, schneller, besser ...) Linearmotor spendiert.

    Werde noch ein Foto posten, auf dem der neue Linearantrieb und die Strichcodebahn bereits zu sehen sind. Werde vermutlich 2 Reflexsensoren (CNY70) brauchen: einen für die Anzahl Steps(schwarz / weiss Wechsel) und einen für die Ende - Mittelstellungserkennung.

    Gruß

    mausi_mick

    PS: mit dem neuen Spindelmotor und den exakteren Messwerten von den Sensoren stablisiert sich das Fahrverhalten deutlich.
    Es können wohl auch leichtere Startprobleme (anfangs relativ grosse Schwankungen durch z.B. Start in leichter Schräglage oder MW nicht austariert) durch die Regelung aufgefangen werden.

  9. #59
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    Hi MW-ler,

    bin in den letzten Tagen doch was weiter gekommen:
    Hab mir eine RC5-Fernbedienung (5€) von Philips besorgt und das
    ASURO-Programm (RC5-Test) angepasst.
    Hatte etwas Schwierigkeiten dabei, wollte mir die Tastenbelegung der Fernbedienung auf dem PC anzeigen lassen, aber die IR-Verbindung geht zur Zeit nur Richtung MW:
    er kann empfangen , aber aus irgendeinem Grunde nicht mehr senden.
    Vielleicht hat's auch die beiden Sendedioden erwischt als ich meinen 1. ATmega8 (in diesem Projekt ) schrottete.
    Auch war mein (einziges) RS232 Kabel defekt, hab nach einiger Schneide-/Lötarbeit den Schaden behoben.

    Bei dem RC-5 Code hab ich eine recht gute Seite gefunden:
    http://home.arcor.de/parabol60/rc5.htm

    Kann jetzt den Spindelmotor in 4 Geschwindigkeitsstufen per RC5 ansteuern und den Neigungswinkel vorgeben.
    Die Bar-Code Geschichte zur Positionserfassung des Gewichts läuft noch nicht.
    Anstelle dessen hab ich diverse Versuche(-Programme) zur Steuerung des MW gemacht.
    Folgende Strategie scheint bisher die erfolgversprechendste:
    1. Auswertung der Abstandsdifferenz ca alle 100-200ms (ca 0,6 s braucht MW für eine Umdrehung (21,3 * pi = 67cm).
    2. "kritische" Fälle (grosse Neigung) zuerst abhanden.
    3. Spindelmotor "langsam" anfahren und vor allem abbremsen
    4. Ermitteln mittlerer Neigungswinkel über mehrere Messungen
    (Selbstlerneffekt)

    MW scheint sich damit bei Geradeausfahrt selbst zu stabilisieren, d.h. aus einer Taumelbewegung (meist in der Startphase) kann er sich häufig von selbst wieder in eine ruhigere Fahrweise bringen.

    Probleme seh ich noch im Kurvenfahren:
    Ist MW zu stark (15° / 20°) geneigt, ist's wohl mit seinen Fahrkünsten vorbei. Ich hab zwar das Ausgleichgewicht auf ca 110g erhöht, viel mehr schafft aber das Motörchen wohl nicht.

    Ich werde an den Programmen wohl noch einiges machen müssen, aber die Hardware (IR-Schnittstelle, vielleicht die Reflexlichtschranken (die beiden CNY70 sind bereits unter dem Gewicht fixiert)) wird auch ihre Zeit fordern.

    mfg

    mausi_mick

  10. #60
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    hi MW-ler,

    hab eigentlich nur eine kleine "Verbesserung" machen wollen, hinten und vorne oben (an beiden Seiten des Alu-Rings) eine bessere Führung , damit das MW nicht soviel Spiel hat (schlackerte vermutlich um +-1 ° in der bisherigen "Führung").

    Hat sich aber gravierend ausgewirkt:
    Durch die geringere Reibung steigt das MW beim Anfahren wesentlich höher und springt dabei häufig aus der Schiene.

    Deshalb musste ich - ähnlich wie beim grossen MW von Klingon77 / Murdoc_mm - noch Stützräder oben anbringen.

    Führt aber zu - eigentlich nicht beabsichtigten - anderen Fahrverhalten:

    Beim Anfahren kommt es - wenn ich es nicht per Hand daran hindere - häufig zum "Überschlag".

    Das Fahrverhalten dabei ist recht dynamisch. Ich werd mal testen, ob ich es - nach diesem "internen Durchdrehen" - irgendwie wieder stabil
    kriege.

    Anbei noch ein Foto von dem jetzigen Bauzustand mit den neuen Führungen links und rechts und den - provisorischen - Stabilisierungsrädern, die dem MW ein wenig ein schwan-ähnliches Aussehen geben...

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