Mini-Staubsauger (Roboter)

Diese kleinen Motoren haben unterschiedliche Spitzenströme, je nach Modell. Ich verwende 2 Motoren, je Seite. Bei Pololu gibt es diese Motoren mit 1.6A (6V, High Power - Ausführung). Ich weiß nicht, welche ich bekommen habe, das stand nicht dabei. Habe die nicht von Pololu. Wenn ich aber von 400mA bis 800mA pro Motor ausgehe, sind das gesamt pro Seite vielleicht ~1A, die gebraucht würden. Größere Motoren oder welche mit mehr Drehmoment und dann höheren Strömen wäre ja was in Richtung Flexibilität. Ich habe schon überlegt, den L298N zu ersetzen, aber mir fällt nichts ein, was diskret einfacher aufzubauen wäre. Deshalb tendiere ich überhaupt zu diesem IC. In der Hoffnung, dass der auch die Betriebsströme der vier Motoren ohne Kühlblech wegsteckt.

Zu dem Kollisionssensor habe ich noch eine andere Idee. Und zwar will ich eine Lichtschranke aufbauen. Müsste funktionieren. Eine in der Mitte. Den Schild zweigeteilt, ein Teil linksseitig vorne angebracht und einer rechtsseitig vorne. Die Lichtschranke überwacht beide. Evtl. muss ich zwei Lichtschranken nehmen, muss ich sehen. Um die Richtung festzustellen. Oder vielleicht kann ich auch mit einer die Richtung feststellen, wenn jede Seite einen anderen Wert liefert (Analogausgang bspw.). Mikroendschalter sind ziemlich groß.

Ich finde das ein super Projekt.

Einen Vorschlag hätte ich aber zum Motortreiber. Der L298 ist schon sehr alt und hat einen relativ hohen Verlust.
Ich würde da was moderneres, effizienteres einbauen. Z.b. den L6205, am Besten ist es wenn du bei den Herstellern (ST, LT,....) nachschaust, was es so gibt.

MfG Hannes

Ok, wusste ich noch nicht, Danke!

:)

Beim ULN2003 bin ich am überlegen: man darf Ausgänge parallel schalten. Problem ist aber die Wärmeabfuhr, bei so einem IC im DIL-Gehäuse. Dann könnte man noch einen Kühlkörper drauf kleben. Aber mehr als 1.5A bekommt man dann womöglich nicht da raus, ohne den Chip zu zerstören. Was die Schrittmotoren angeht, wie steuert man mit einem IC drei Schrittmotoren an? So viele Ausgänge hat der nicht, wenn jeder Schrittmotor vier Wicklungsanschlüsse besitzt. Man kann auch mit einem L298N Schrittmotoren ansteuern.

Insgesamt gefällt mir bloß die Sache mit dem PWM gar nicht. PWM = Störungen der übrigen Elektronik bzw. auf der Versorgungsspannung. Der 328P z.B. macht gar kein PWM im 20kHz-Bereich. Außerdem, wie ist das mit Leistungsverlust, bei PWM-Ansteuerung, gegenüber ungepulster Gleichspannung? War PWM da nicht im Nachteil?

Du brauchst schon 3 ULN2003 für 3 schrittmotoren. Könnte dann (allerdings hier mit DRV8825) so aussehen
Anhang 35462
80mm durchmesser, 30mm hoch, dann drüber eine akku-etage und erst dann der leichte saugermodul...

ich habe noch ein beitrag gefunden. DRV8825 mit einem DC-motor
Anhang 35463
weiss allerdings nicht wie ernst man sowas nehmen kann...

Es gibt aber in ähnlicher form wie der 8825 auch treiberplatinchen für DC-motoren. Von pololu glaube ich, natürlich auch in china...

Ich bin drauf und dran, selber was mit Spannungsreglern zu bauen (weil 6V für die Motoren und die anderen haben gar nur eine Nennspannung von 3,7V), und zum Umschalten Relais zu nehmen. Relais mögen zwar "altmodisch" und damit eine gewisse Attraktivität nicht besitzen, haben aber den großen Vorteil, dass sie keine großen Kühlbleche benötigen. Auch einen DC/DC-Konverter wollte ich aussparen, wegen der Störungen. Fraglich ist, ob die Ripple-Spannung dann stören würde. - Natürlich spätestens bei der AD-Wandlung für die Spannungsmessung oder anderes. Mögliche Lösung: Spannungsregler, für jede Seite einen, und Relais, für jede Seite eins ? - Wie wäre es damit? Ich meine den Platz muss man schon im Auge behalten, der ja praktisch nicht vorhanden ist.

Da Du von spannungen sprichst. Mein minisauger hat zwei AA-batterien, also im besten fall 3V. Die saugleistung - ich habe schon darüber geschrieben, ungenügend...
Ich habe noch so modelle gesehen (und in china bestellt :-)) mit USB anschluss zum laden, die haben 3.7V lipos, da sieht es vielleicht schon etwas anders aus beim 3V motor? Allerdings auch nur eine zeitlang...
Ich weiss nicht, von welche betriebsdauer gehst Du denn eigentlich aus? Da ich keine unerreichbaren ecken in der wohnung habe, betrachte ich diesen versuch eher als eine auf'm tisch fahrende coladose, die krümmel sammelt und aufpassen muss um nicht von tisch zu fallen. Also ich gehe - mit ausreichender saugleistung - von maximal 20 minuten laufzeit aus...
Aber mann könnte ja in der akkuetage auch 7.4V lipos unterbringen?

Ich denke an 1000mAh-Akku (LiPo). Mein großer Versuchsroboter benötigt im Stillstand, mit 2x NEMA17-Haltestrom und übriger Elektronik ... zwei A4988 mit viel Abwärme, 4x ATmega328 und einem nodeMCU im Netzwerkbetrieb und einem 7806 + mehreren LDO-Spannungsreglern und dem Regler auf dem nodeMCU, ziemlich genau 1000mAh. Das bedeutet, der Kleine würde gut und gerne etwa 1 Stunde fahren. Mindestens aber 1/2 Stunde. Das ist dann etwa identisch zu der Laufzeit des großen Saugroboter. Kommt aber drauf an, wie viele Saugmotoren ich verbaue. Gedacht habe ich an zwei bis drei. Der könnte dann dennoch etwa eine halbe Stunde durchhalten. Falls aber die Höhe da ist (und das ist wahrscheinlich) könnte ich auch zwei 1000mAh-Akkus verbauen.

ich denke ich werde mal mit den rädern anfangen. So sollten sie aussehen
Anhang 35464
35mm durchmesser, ca. 10mm breit

Bin an einer Stoßstange dran. Eine Funktionsprobe habe ich schon. Ist vielleicht noch etwas instabil. Drucke gerade eine Zweite. Nach deren Funktion werde ich dann zwei Gabellichtschranken benötigen. Will aber sehen, dass ich damit auch auskomme. Abstandssensoren könnte ich mir sparen (evtl. später nur für unten einen vorsehen), die Stoßstange scheint empfindlich/flexibel genug zu sein. Bleibt auch innerhalb der gewünschten Maße.

Bild hier  

sieht gut aus Moppi!
Und so werden meine omni-wheels aussehen, bzw. eines sieht schon so aus. Für glatten boden schon mal geeignet, die rollen müssen vielleicht ein bisschen bauchiger werden...
Anhang 35466

Zitat:

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Zitat von Moppi

.. PWM = Störungen der übrigen Elektronik bzw. auf der Versorgungsspannung. Der 328P z.B. macht gar kein PWM im 20kHz-Bereich ..

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Das mit den Störungen der Elektronik bei Einsätzen der PWM kenne ich nicht - trotz häufiger PWM-Anwendungen mit kleinen und größeren (bis ca. 12V, >4A) Motoren.

Der 328P macht bei 16 MHz-CPU-Takt ne PWM-Frequenz bis gut 67 kHz, bei 20 MHz-Quarz entsprechend mehr (jedenfalls macht der das bei mir *gg*). Das läuft dann als Hardwarelösung. Ob die arduino-Software das beim 328P hinkriegt weiß ich aber nicht. Ne 20 kHz-PWM hatte ich noch nie angestrebt, dürfte aber schon möglich sein. Ob aber 20 kHz für Motorlösungen sinnvoll sind? Von (so?) hohen Frequenzen wird allseits wegen hoher Verluste abgeraten.

@inka, sieht zumindest von der Größe her gut aus. Aber läuft das auch an jeder Ecke rund? Welche Chassisgröße (Durchmesser) denkst Du damit hin zu bekommen?

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Standard ist bei UNO 490Hz und 980Hz. Aber ich habe da was gefunden, ganz nett: https://arduino-projekte.webnode.at/...rung/fast-pwm/
Demnach wäre die höchste Frequenz 62500Hz.

Aber ich bin schon weit weg von PWM etc. Werde wahrscheinlich mit einem Regler mehrere Geschwindigkeiten (wenigsten und voraussichtlich zwei Stufen und Stop - sollte ausreichend sein) - ohne PWM - umsetzen. Abgestimmt über Trimmer. Umpolen über Relais. Ohne Kontrolle der Motorgeschwindigkeiten. Mal sehen ob das den Zweck erfüllend funktioniert. Mit den vier Rädern fährt das Ding jedenfalls geradeaus, wenn die Spannung an allen Motoren identisch ist (auch wenn die nicht alle 100% gleich schnell drehen). Wenn die Stoßstange funktioniert, zusammen mit Lichtschranken, könnte ich ein bisschen was zusammenlöten und das ausprobieren.

Die Räder machen mir noch Sorgen, das wird vielleicht noch etwas kniffelig. TPU hält auf der Motorwelle nicht wirklich gut, gibt irgendwann nach und die Welle dreht durch. Müsste ich evtl. eine Felge aus PLA drucken und auf die Welle aufkleben (mit Zweikomponentenkleber?), danach eine Bereifung aus TPU drauf ziehen. Vorteil: die Bereifung ist tauschbar und es sieht schicker aus :D

Zitat:

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Zitat von Moppi

@inka, sieht zumindest von der Größe her gut aus. Aber läuft das auch an jeder Ecke rund? Welche Chassisgröße (Durchmesser) denkst Du damit hin zu bekommen?

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ich gehe von einem chassis mit einem durchmesser von 80mm aus. Die rollen drehen recht leicht und gleichmässig auf den wellen, allerdings brauche ich noch zwei räder um das zu testen. Es ist ja nicht so, dass das ein schneller flitzer werden soll, der soll sich gemütlich bewegen. Was für mich wichtig war ist das drehen auf der stelle. Wie willst Du bei 4 rädern z.b. wenden?

Du möchtest die Motoren analog steuern?

Ich würde das auf keinen Fall machen, da hast du zu viel Verluste.

Ich würde PWM einsetzen.

Ich kenne die Arduino IDE nicht (habe sie installiert aber nur wegen 3d Drucker).
Soweit ich aber weiß kann man dort auch direkt die Register beschreiben. Man müsste dann eben die TCCRx-Register
und das OCRx-Register direkt beschreiben, hat aber die komplette Kontrolle über die PWM.

Man könnte auch mit der PWM Frequenz die Kraft am Motor einstellen, das habe ich einmal bei einer Eingangstüre so gemacht.
Je höher die Frequenz, desto weniger Kraft hat der Motor (wegen der Induktivität).


Und mit Störungen durch PWM hatte ich noch nie ein Problem.


Ich würde auf analoge Leistungselektronik (Motoransteuerung, Spannungsversorgung,....), wegen den Verlusten, verzichten.
Speziell wenn es sich um ein Akku/Batterie betriebenes Gerät/Fahrzeug handelt.

Zusätzlich würde ich auf moderne, effizientere Komponenten setzen (z.B. statt L298 eine moderne Alternative).


MfG Hannes

Zitat:

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Zitat von inka

Wie willst Du bei 4 rädern z.b. wenden?

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So, wie mit 2 Rädern auch. Beide Räder einer Seite funktionieren zusammen, wie ein Rad.

die omni wheels sind fertig, hier ein kleiner eindruck wie es aussieht. Die drei stepper schleppen hier ca. 700gramm mit, ich rechne bei dem krümmelsauger mit maximal der hälfte...

Immerhin rollen die Räder, von daher ... sieht es erst mal gut aus! :)

Ich habe die Tage allerhand ausprobiert, verschiedene Stoßstangen und evtl. Schalter. Aber das hat mich für die Größe nicht zufrieden gestellt. Heute habe ich weitere Experimente gemacht. Verstärkerschaltungen berechnet und überprüft, Zwecks Berührungssensor. Ich glaube es passt schon ganz gut jetzt. Nun muss ich eine Antriebselektronik zusammenbasteln und Teile des Chassis neu drucken, um das mal in Aktion testen zu können.

ich hab jetzt eine mögliche variante des chassis gedruckt, 80mm sind es nicht, sind 90. Nicht ganz die klassische anordnung bei drei rädern, das "hilfsrad" ist aber nicht nur ein stützrad, kann man sicher beim manövrieren gut nutzen...
Anhang 35475

Ist eben leider sehr miniaturmäßig, mit der Größe kämpfe ich auch dauernd. Wenn ich das so sehe, denke ich mir, dass die Variante mit den Steppern jedenfalls nicht die ist, die am wenigsten Platz benötigt ;) Sieht jedenfalls sauber aufgebaut aus.

Das Problem mit langen Kabeln habe ich aber auch. Ich bin beim Chassis etwa bei 9.5cm Durchmesser über alles.

Zitat:

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Zitat von Moppi

Das Problem mit langen Kabeln habe ich aber auch. Ich bin beim Chassis etwa bei 9.5cm Durchmesser über alles.

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die sind jetzt nur so lang und aufgerollt, oberhalb der stepper kommt eine runde leiterplatte, oben die elektronik, ein nano und die steppertreiber, unterhalb der akku, die stepperkabel werde ich kürzen und direkt an die leiterplatte löten...

Zitat:

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Zitat von inka

Nicht ganz die klassische anordnung bei drei rädern, das "hilfsrad" ist aber nicht nur ein stützrad, kann man sicher beim manövrieren gut nutzen...
Anhang 35475

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Hallo

Das sind Mecanum-Räder. Und die sind eigentlich eher für den vierrädrigen Einsatz gedacht. Für ein chaotisches Fahrmuster beim Ministaubsauger ist diese Anordnung aber sicher auch geeignet.

Meine Versuche aus der Vordreiddruckzeit:
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post303568
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post304434

Viel Spass beim Weiterbasteln.

Micha

Edit: Bitte Stichwortwolke pflegen
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post662847

Gestern kam noch mal das Experimentieren, mit dem 95mm Chassis: wo und wie kann der Akku verbaut werden, wo soll der Saugmotor hin, wie platziert werden, wo der Staubauffangbehälter und in welcher Größe, wo das Sieb vorm Motor (Staubfilter) ...
Das ist vom Platz her schon verdammt knapp. Eigentlich ist die Größe zu klein.

Den Akku muss ich senkrecht verbauen, die Elektronik dann ebenfalls und den Saugmotor ebenso. Erst dachte ich, mit einer Höhe von 5cm (ohne Fahrwerk) auszukommen. Funktioniert aber nicht. Mindestmaß (da müssen auch noch Kabel verstaut werden, auch die vom Akku) sind daher schon mal 10cm Höhe, plus die 1.5cm unterhalb, wo der Großteil der Räder ist und sich die Motoren für den Fahrbetrieb befinden. Ob das jemals so funktioniert? Über die Saugleistung kann ich ja auch noch nichts sagen. Oder man müsste das Ganze noch höher bauen.

ich habe ja schon geschrieben, dass ich mit der saugleistung des saugers, denn ich habe (batteriebetrieben) nicht zufrieden bin. Habe dann den mit lipo und USB-ladebuchse bestellt in der hoffnung, dass der besser ist. Der ist aber noch nicht da. Auch ich muss mit der "saugabteilung" weiter nach oben, im prinzip ist es doch so, dass die saugleistung ja eher nachlässt, je weiter man sich vom motor entfernt, oder?

Zitat:

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dass die saugleistung ja eher nachlässt, je weiter man sich vom motor entfernt, oder?

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Eigentlich schon. Gerade wenn man kaum Leistung zur Verfügung hat. Deswegen will und muss ich das senkrecht verbauen, aber den Saugmotor dann nicht noch oben drüber sondern möglichst weit unten.

Na ja, wenn es unpraktisch wird und das Gefährt bei Schwellen umkippt oder nicht richtig saugt, ist das Experiment vorerst gescheitert. Jetzt die Hälfte des Gehäuses für den Aufbau zu drucken (5cm Gehäuse) sind schon 4 bis 5 Stunden mit dem 3D-Drucker. Vielleicht bekomme ich es wenigstens ans Fahren, vielleicht sogar so, wie ich mir das vorstelle.

Hier mal ein Eindruck, wie die Konstruktion sich schlägt: https://youtu.be/sNDg8XuH5gE

Habe heute das Ansaugen von Staub ausprobiert. Ja, es funktioniert. Auch wenn der kleine Motor höllisch Lärm macht. Aber nur zu saugen reicht für lose Partikel, für feinen Staub, der elektrostatisch festklebt, reicht das nicht aus. Man braucht dafür irgend eine Bürste, die den Staub aufwirbelt, damit der dann vom Luftstrom mitgerissen werden kann.

was für einen propeller hast Du denn auf dem motor?

Zitat:

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was für einen propeller hast Du denn auf dem motor?

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Immer noch die, aus diesem, meinem Beitrag: https://www.roboternetz.de/community...l=1#post663956

MfG

der mini-sauger mit dem Lipo und USB ladebuchse ist gekommen, wurde getestet:

https://youtu.be/PzaVgGF1-GU

ich habe den unterschied in der saugleistung eigentlich erwartet: auf der einer seite 2.8V, auf der anderen 3.7V und ein 3V motor...

noch ein blick ins innere
Anhang 35482

Aber die Technik - das Schaufelrad - ist dann dieselbe, wie bei dem anderen?
Was hast Du als Krümel genommen? - Semmelbrösel? Würde mich für einen Vergleich interessieren.

Ich tendiere dazu, eine Bürste dran zu bauen oder wenigstens eine Gummilippe, zum Schmutz zusammenziehen.

das schaufelrad ist zumindest ähnlich... und ja, es waren semmelbrösel... hab lange überlegt was der beste ersatz für krümmel wäre, meine frau hatte dann den einfall...

Ich konnte den Test noch nicht machen, dann würden die Brösel oben an der Turbine wieder rausgeschleudert :)

Hier mal eine Vorschau, aktueller Stand:

https://youtu.be/-CJvaRZ4xA4

Viel was besseres fiel mir nicht. Von der ganzen Aufteilung her. Direkt über dem Ansaugstutzen wird die Turbine installiert, und zwar vor einem Staubbeutel. Sonst könnte man das so gleich bleiben lassen, weil die Saugkraft dann noch geringer ausfallen würde. Akku muss später auch noch rein. Ich werde wohl auf etwa 6 bis 8cm Höhe kommen.

Die meisten Probleme habe ich gelöst. Das Ansaugen funktioniert und das Abstützen des Gehäuses, beim Überfahren von Hindernissen, dann auch - da bin ich zuversichtlich. Dann bin ich so weit fertig.

In einem letzten Prozess wird noch alles angepasst: Gehäuseteile, Gewichtsaufteilung, Elektronikanordnung, Räder, Software.

MfG

auch wenn's schon erledigt ist, die erste drehung wollte ich noch unterbringen :-)

https://youtu.be/cuWUW7My57U