outdoor I

**inka** · 21.10.2019, 11:18

hallo allerseits,

bin beim leistungsfähigerem RP6 ausgestiegen und habe mir die zeit genommen um eine vernünftige, preiswerte mechanik zu entwerfen und zu bauen. Hier der erste überblick...

Die grundfläche entspricht in etwa einem DIN A4 blatt, antreiben sollen es vier NEMA17 schrittmotoren, akku 12V 9.800mAh, steuerung mit einem Arduino mega 2560, kommunikation nach außen mit einem ESP32, intern über I2C.

Die kosten bewegen sich bei ca. 200 bis 220€, je nach dem was man an Sensoren noch verbauen will. Habe aber nicht jede schraube und stück litze mitgezählt....

Kann hier gerne auch die auflistung der teile und die bezugsquellen posten. Der roboter fährt noch nicht, wie man in dem video sehen kann - der accu fehlt noch. Auch die verdrahtung muss noch ein bischen optimiert werden, an der software schraube ich noch...

Es würde mich freuen, wenn sich jemand findet der hier mitentwickelt...

**Moppi** · 21.10.2019, 11:25

Sieht sehr solide aus, find ich gut!

Zum mitentwickeln müsste man das Teil dann schon mal so weit nachbauen - oder dachtest Du an was anderes?
Eine Stückliste und wie man es zusammenbaut wäre daher schon auf jeden Fall wichtig.

Ansonsten, wenn Du Hilfe brauchst, solltest Du sie hier bekommen.

MfG

**inka** · 21.10.2019, 13:53

als anhang die liste der teile, die ich verwendet habe...

Die abmessungen ergaben sich im wesentlichen aus den makerbeamprofilen:

- die längsprofile haben die originallänge von 300mm
- die querprofile sind 230mm lang, die höhe ergibt sich aus dem rest...

für die befestigung der motortreiber habe ich teile gedruckt, es sind insgesamt drei pro treiber, mir ist nichts einfacheres eingefallen

die adapter zwischen dem Stepper und den rädern sind auch druckteile, bei bedarf kann ich die files zur verfügung stellen...

ansonsten - bei bedarf - fragen...

ansonsten - mitentwickeln - dachte ich daran meine entwicklung hier einfach mal zur verfügung zu stellen und darüber diskutieren, was man evtl. noch besser machen kann. Aber es wäre natürlich toll, wenn es mehrere leute gäbe die die gleiche hardware hätten...

HaWe · 21.10.2019, 14:41

ich könnte mir vorstellen, dass dein Modell mit deiner Fahrgestell-Geometrie auf Teppich, auf Rasen oder im Sand nicht ohne weiteres auf der Stelle drehen kann (und auch sonst nicht in engen Kurven), insb. wenn er mit 10kg++ beladen ist?

**inka** · 21.10.2019, 15:07

ich könnte mir vorstellen (als ausbaustufe) zwischen die schrittmotor-winkel und den rahmen so etwas einzusetzen und die räder dann mit einem servo auszurichten. Ich wolte den roboter aber weder an die Ostsee mitnehmen, noch mit 10kg++ belasten. Das ginge beides natürlich nicht. Eigentlich ist mein ziel mit dem roboter feinere aufgaben im gelände zu erledigen. Einen sixpack Jever oder Radeberger müsste aber zu schaffen sein

HaWe · 21.10.2019, 15:36

es funktioniert grundsätzlich mit dem Drehen besser, wenn die Radachsen länger sind als der Abstand der Räder vorn-hinten!

**Moppi** · 26.10.2019, 09:27

Zitat von inka

ich könnte mir vorstellen (als ausbaustufe) zwischen die schrittmotor-winkel und den rahmen so etwas einzusetzen und die räder dann mit einem servo auszurichten. Ich wolte den roboter aber weder an die Ostsee mitnehmen, noch mit 10kg++ belasten. Das ginge beides natürlich nicht. Eigentlich ist mein ziel mit dem roboter feinere aufgaben im gelände zu erledigen. Einen sixpack Jever oder Radeberger müsste aber zu schaffen sein

Ich kann mir vorstellen, dass der ein oder andere gleich eine Lenkung einsetzen würde. Wobei Du verschiedene Möglichkeiten hast: nur die vorderen Zwei gemeinsam zu lenken, nur die vorderen Zwei einzeln zu lenken oder eventuell sogar alle Vier einzeln zu lenken.

Als Alternative sind die Mecanum-Räder hier schon öfter erwähnt worden. Davon gibt es mittlerweile eine größere Auswahl, hier mal ein Link.

Vielleicht solltest Du von Anfang eine Variante mit einplanen(?).

MfG

- - - Aktualisiert - - -

Jetzt kam mir gerade nochmal die Frage zum Gewicht, dass die Plattform bewegen könnte., deshalb mache jetzt mal hier explizit einen Frageabsatz draus:
Diese NEMA17 haben ca. 40ncm Max.-Drehmoment; wenn das so richtig ist und ich Pi mal Daumen drüber nachdenke - mit Radgröße, dürften etwa max. 1.5kg pro Motor rauskommen; die Plattform jetzt könnte - geschätzt - etwa 1.5kg auf die Waage bringen; da kommt noch der Akku dazu der einiges an Gewicht mit bringt; die spätere Nutzlast könnte bei 3 bis 4kg liegen? Inka was hattest Du so für eine Vorstellung?

**inka** · 26.10.2019, 11:14

Zitat von Moppi

Ich kann mir vorstellen, dass der ein oder andere gleich eine Lenkung einsetzen würde. Wobei Du verschiedene Möglichkeiten hast: nur die vorderen Zwei gemeinsam zu lenken, nur die vorderen Zwei einzeln zu lenken oder eventuell sogar alle Vier einzeln zu lenken.

ich dachte hier wirklich nur an eine alternative als "notlösung", wenn es ohne nicht geht, weil ja die notwendige mechanik das ganze komplizierter und störungsanfälliger macht. Und die möglichkeiten des 3D-drucks sind ja auch begrenzt...

Zitat von Moppi

Als Alternative sind die Mecanum-Räder hier schon öfter erwähnt worden. Davon gibt es mittlerweile eine größere Auswahl, hier mal ein Link.
Vielleicht solltest Du von Anfang eine Variante mit einplanen(?).

ich habe schon die kombination aus 3 rädern durchmesser ca. 50mm

Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

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ID: 34425

und vier rädern mit einem durchmesser von ca. 70mm

Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name: IMG_20191026_2812.jpg
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ID: 34426

ausprobiert. In innenräumen ok, draussen nur begrenzt, weil sie doch recht schnell und gründlich verdrecken

Abgesehen vom preis, bei 100 mm durchmesser sind es sicher 30€ pro rad...

Zitat von Moppi

Jetzt kam mir gerade nochmal die Frage zum Gewicht, dass die Plattform bewegen könnte., deshalb mache jetzt mal hier explizit einen Frageabsatz draus:
Diese NEMA17 haben ca. 40ncm Max.-Drehmoment; wenn das so richtig ist und ich Pi mal Daumen drüber nachdenke - mit Radgröße, dürften etwa max. 1.5kg pro Motor rauskommen; die Plattform jetzt könnte - geschätzt - etwa 1.5kg auf die Waage bringen; da kommt noch der Akku dazu der einiges an Gewicht mit bringt; die spätere Nutzlast könnte bei 3 bis 4kg liegen? Inka was hattest Du so für eine Vorstellung?

entspricht in etwa Deiner schätzung, die platform wiegt schon ohne den akku fast 2kg, die nutzlast schätze ich auf maximal 4-5kg...

**inka** · 01.11.2019, 12:23

ich hab mir jetzt noch einmal die beispiele ohne lib angeschaut, schwierig ist es wirklich nicht. Zumindest der anfang

Code:

// Define Stepper motor connections and steps per revolution:

#define dirPin_VL 2
#define stepPin_VL 3
#define dirPin_HL 4
#define stepPin_HL 5
#define dirPin_VR 6
#define stepPin_VR 7
#define dirPin_HR 8
#define stepPin_HR 9

#define stepsPerRevolution 200


#define enbl_VL 40
#define enbl_HL 42
#define enbl_VR 41
#define enbl_HR 43


void setup()
{
  // deklariere pins als output:
  pinMode(dirPin_VL, OUTPUT);
  pinMode(stepPin_VL, OUTPUT);
  pinMode(dirPin_HL, OUTPUT);
  pinMode(stepPin_HL, OUTPUT);
  pinMode(dirPin_VR, OUTPUT);
  pinMode(stepPin_VR, OUTPUT);
  pinMode(dirPin_HR, OUTPUT);
  pinMode(stepPin_HR, OUTPUT);


  Serial.begin(115200);
// mache enaable pins stromlos:
  digitalWrite(enbl_VL, HIGH);
  digitalWrite(enbl_HL, HIGH);
  digitalWrite(enbl_VR, HIGH);
  digitalWrite(enbl_HR, HIGH);

  Serial.print("code---- /home/georg/Arduino/outdoor_robo/stepper/test_vier_stepper/ohne_lib/vier_stepper_ohne_lib_basic_example_idx_enbl_1");
}
void loop()
{

  // bestrome enable pins:
  digitalWrite(enbl_VL, LOW);
  digitalWrite(enbl_HL, LOW);
  digitalWrite(enbl_VR, LOW);
  digitalWrite(enbl_HR, LOW);



  // drehe alle vier Stepper langsam vorwaerts einmal herum:

    //set dir pinns vorwarts

  digitalWrite(dirPin_VL, LOW);
  digitalWrite(dirPin_HL, LOW);
  digitalWrite(dirPin_VR, HIGH);
  digitalWrite(dirPin_HR, HIGH);
  
  for (int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++)
  {
    // These four lines result in 1 step:
    digitalWrite(stepPin_VL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_VR, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HR, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin_VL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_VR, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HR, LOW);
    delayMicroseconds(2000);
  }
  delay(1000);

    // drehe alle vier Stepper schnell rueckwaerts einmal herum:

    //set dir pinns rueckwaerts

  digitalWrite(dirPin_VL, HIGH);
  digitalWrite(dirPin_HL, HIGH);
  digitalWrite(dirPin_VR, LOW);
  digitalWrite(dirPin_HR, LOW);
  
  for (int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++)
  {
    // These four lines result in 1 step:
    digitalWrite(stepPin_VL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_VR, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HR, HIGH);
    delayMicroseconds(1000);
    digitalWrite(stepPin_VL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_VR, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HR, LOW);
    delayMicroseconds(1000);
  }
  delay(1000);


    // drehe alle vier Stepper langsam vorwaerts fünf mal herum:

    //set dir pinns vorwarts

  digitalWrite(dirPin_VL, LOW);
  digitalWrite(dirPin_HL, LOW);
  digitalWrite(dirPin_VR, HIGH);
  digitalWrite(dirPin_HR, HIGH);
  
  for (int i = 0; i < 5* stepsPerRevolution; i++)
  {
    // These four lines result in 1 step:
    digitalWrite(stepPin_VL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_VR, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HR, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin_VL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_VR, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HR, LOW);
    delayMicroseconds(2000);
  }
  delay(1000);

      // drehe alle vier Stepper schnell rueckwaerts fünf mal herum:

    //set dir pinns rueckwaerts

  digitalWrite(dirPin_VL, HIGH);
  digitalWrite(dirPin_HL, HIGH);
  digitalWrite(dirPin_VR, LOW);
  digitalWrite(dirPin_HR, LOW);
  
  for (int i = 0; i < 5* stepsPerRevolution; i++)
  {
    // These four lines result in 1 step:
    digitalWrite(stepPin_VL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HL, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_VR, HIGH);
    digitalWrite(stepPin_HR, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(stepPin_VL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HL, LOW);
    digitalWrite(stepPin_VR, LOW);
    digitalWrite(stepPin_HR, LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }
  delay(1000);
  
}

der code funktioniert soweit, was mich noch ein bischen stört, sieht und hört man in dem video hier . Wenn zusätzlich zur stromversorgung (immer noch ein steckernetzteil) der atmega 2560 an der USB verbindung zum PC hängt passiert es nicht. Das kenne ich von den steppern 28BYJ_48 und ULN2003 treibern so nicht, da stand der Stepper beim einschalten.... Ob sich das bei akkuversorgung ändert?