Basic(-Billig/-Baby) Mono Wheel

[mausi_mick]

hi Klingon,

Hatte leider keinen Rundtisch, aber einen x-y- Feintrieb (Proxxon), obwohl ich den da eigentlich nicht genutzt habe.
Die Bohrungen waren ein Problem, hab auch ein Zahnrad dabei geschnetzelt (aber erst beim Nachbohren, hatte einen Fräsbohrer vom Flohmarkt mit beim Anbohren ca 2mm Durchmesser und anschliessend 3 mm: Bin dann wohl, als ich per Hand nachgebohrt habe, etwas zu tief geraten und hatte dann einige 3 mm Bohrungen, bei denen mir das Hell/Dunkel-Verhältnis zu ungünstig schien.)
Hab das Zahnrad auf eine 3 mm Welle gesetzt und die dann im Schraubstock auf x-y Tisch eingespannt. Dadurch war das Zahrad drehbar, sodass ich den richtigen Achsabstand hatte. Konnte Rad dann auf der Welle drehen und musste dann "nur" den Winkel richtig einstellen. Hab mit feinem Filzstift die Winkel vorher aufgezeichnet. Hatte wegen des unteren kleineren Zahrades etwas Probleme mit der Einspannung, da sich das Rad beim Bohren etwas bog. Wollte das untere Zahrad - obwohl es nicht zum Einsatz kommt - nicht entfernen, da das Rad hinterher auf der Achse fester sitzt.
Habe deshalb eine kleine Holzplatte untergelegt, in der das kleinere Zahnrad versenkt (ca 6mm Bohrung) wurde.

Betreff Impulsgeber:
Ich hatte zuerst auch an einen Impulsgeber gedacht (Magnetisch, Halleffekt ...), hätte dann aber, um eine hohe Auflösung zu bekommen, mehrere Magnete auf dem Zahnrad anbringen müssen. Hatte aber im Herbst mich mal beim ASURO (Kurve fahren) etwas engagiert und dort u.a. die etwas kritischen Reflexsensoren gegen Gabellichtschranken ausgetauscht. Die Software (encoder,...) ist da bereits vorhanden und ist bei 8-bit Auflösung ( die für die Reflexsensoren zur Hell/Dunkel-Kennung notwendig waren, bei der Gabel-LS etwas überdimensioniert sind ) recht schnell (mehr als 200 Ticks / s bei 8MHz Takt ATMega8, wenn ich mich richtig erinnere).
Problem war eher die Unterbringung der Gabel-LS in dem engen Raum (ca 2cm x 4 cm) bei dem Basic MW .

Ich hätte auch gern diesen Linearmotor als Wiegebalken ausgeführt (damit die Ausgleichsmasse sich in etwa parallel zum (ebenen) Boden bewegt) , aber da fehlten mir mindestens 5 mm zur Aufhängung.



Gruß

mausi_mick

[Klingon77]

hi,

in der Industrie wird oft die Spitze der Zähne eines Zahnrades abgetastet.
Die Zahnräder sind da aber auch größer.

Wäre es ggf. auch möglich gewesen die Zähne des Zahnrades zur Unterbrechung oder zumindest zur Abschwächung des Lichtstrahls zu nutzen?

Modul 0,75 schätze ich mal; Zahnhöhe also ca. 1,5mm?



Als ich noch keinen Rundtisch hatte druckte ich mir im Corel-Draw immer eine passende Scheibe mit den Bohrpunkten aus.
Diese klebte ich dann möglichst genau auf das Werkstück und konnte danach die Bohrungen körnen und Bohren.
Zum Kleben verwendete ich Sprühkleber, welcher ein nachträgliches Abziehen des Papiers erlaubte.


Freue mich schon darauf mehr von Deinem Projket zu lesen.

liebe Grüße,

Klingon77

[mausi_mick]

Hi Klingon 77,

mit den Zähnen glaub ich nicht so recht, dass das bei den kleinen Zähnen klappt, zumindest kommt da kein TTL - Signal raus (eher Sägezahn / Sinus ) mit vermutlich viel Rauschen ähnlich wie bei einer Reflexlichtschranke, sodass man einen sauberen Schmittrigger (software oder Hardwaremässig) braucht. Bei grösseren Zähnen müsste das aber eigentlich gehen. Ich vermute auch, dass ich bei den 50 Zähnen und der hohen Drehzahl auch Probleme mit der AD-Wandlung bekomme, zumal der ATMega8 hier auch noch die AD-Wandlung von dem Neigungssensor macht / machen soll.
Wäre aber intersessant mal damit zu experimentieren , aber unter nicht so engen räumlichen Verhältnissen.

Mit dem Zeichnen auf deem Zahnrad war ich auch nicht so begeistert,
aber anhand der bereits 4 vorhandenen Löcher konnte ich die Winkelhalbierende einigermassen treffen ...

Eine saubere / grössere Winkelschablone wäre aber auch nicht schlecht gewesen ...

Gruss

mausi_mick

PS: MW fährt wieder - aber nur mit einfachem Programm ohne Regelung über Neigungssensor - bewege die Masse mit " mitllerer Geschwindikeit" (PWM =55) ca 3 cm hin und her. Scheint aber damit stabil - schlingernd/eiernd zu laufen. Na ja, geht ja auch auf Ostern zu.
Komm aber kaum noch hinterher: Hat jetzt 4 Lipos und weniger Masse. Fährt jetzt wohl mit mehr als 2 m / s.

[oberallgeier]

Hallo,

es besteht vielleicht eine hauchdünne Chance, die Zähne selbst zu detektieren. Bei der von mir verwendeten Gabellichtschranke Sharp GP1S093HCZ ist der Lichtspalt (Slit with) 0,3 mm breit. Die erforderliche Schlitztiefe beim Encoder ist 1,6 mm Minimum.

.....................Bild hier  

Der freie Durchgang der "Gabel" ist aber nur 2,0 mm (+/- 0,2) - also wäre das nur für relativ dünne Zahnräder. Ich hätte das gerne bei meinem Hackeservo gemacht (schon von Anfang an) - aber dort sind die Zähne eher M0,5 oder kleiner. Aber es KÖNNTE ab M1 funktionieren. Siehe dazu auch hier. Und das Signal der Gabellichtschranke bei mir ist prächtig. Dabei verwende ich 330R für die LED und 10k für den Phototransistor. Das Signal werte ich mit extINT0 und ~1 aus - es wird einfach auf steigende Flanke getriggert.

[Klingon77]

hi,

Schmitt-Trigger hatte ich vorausgesetzt...
Sorry; vergaß ich zu erwähnen.

Als ich noch keinen Rundtisch hatte und das Kleben und Körnen nicht mehr sehen konnte bastelte ich mir aus meinem und Schwiegervaters Märklich-Metallbaukasten einen kleinen Rundtisch.
Er beatand einfach nur aus einer senkrecht stehenden Welle auf die ich alles mögliche zentrisch aufnehmen konnte.

Auf diese Art fertigte ich mal eine 7-Bit Encoderscheibe mit 1mm Bohrungen.
Immer schön die einzelnen Bits in den Schritten 1-100 von innen nach außen.
Das achte Bit war als Indexbit reserviert.
Diese Bohrungen waren nur 0,5mm dick.

Dadurch wurde gewährleistet, daß die 7 Bit nur ausgelesen wurden wenn das achte gesetzt war. Ich hatte also eine Fertigungstoleranz von 0,25mm nach jeder Seite.

Was ich damit sagen möchte:
Das hat erstaunlich gut funktioniert!
Die Scheibe wurde (den Umständen entsprechend) echt gut und funzte einwandfrei.

Mit dieser Scheibe konnte ich die Wellenumdrehung absolut in 100 Schritte (bei M6 = 1/100mm) unterteilen. Ein geschlossener Regelkreis war nicht mehr nötig.

Den spielarmen Aufbau realisierte ich durch ein leichtes "Verspannen" von Schnecke und Schneckenrad. Kurbeln darf man nur in eine Richtung.

Den Vorschub in Radialrichtung mit Hilfe eines kleinen selbstgebauten Schlittens (Führungsschiene und Kugellager).

Die Encoderscheibe war aus einem Reststück Hartpapierplatine mit 35 mü Kupferauflage (lichtdicht).

Ausgewertet wurde sie mit einer 8er-Reihe BPX 81; also im ca. 2,5mm Raster gebohrt (von innen nach außen).


Das Ganze ist mit etwas Geschick auch ohne Dreh-Fräsmaschine aufzubauen.


Leider habe ich aus dieser Zeit keine Fotos von meinen Basteleien...


liebe Grüße,

Klingon77

[mausi_mick]

hi,

hier noch ein paar Fotos nach dem Einabau des Linearantriebs.

Die Kreiselmasse auf dem MW hab ich deutlich reduziert, ich glaube, das reicht bereits zur Stabilisierung - falls notwendig - kann ich die Drehzahl noch bis zum Abheben erhöhen (von PWM 35 auf 127) .

Gruß

mausi_mick

[mausi_mick]

hi MW-ler,

hab mal ein AVI bei YOUTUBE reingestellt, zeigt Verschiebung des Ausgleichgewichts (Pendelmasse) per Fernbedienung (RC5-Code).

http://www.youtube.com/watch?v=Jsx6CYW7jPU

Bin zur Zeit noch mit der Positionserkennung/Bestimmung der Ausgleichmasse beschäftigt...

Gruß

mausi_mick

PS: Hab heute kurz nach 7:00 mal wieder eine Fahrt auf dem Parkplatz gemacht, war im Vergleich zum letzten Aussentest (bei -4°) recht angenehm, auch froren beim MW nicht gleich die Ionen fest, sodass der Akku doch für einige(wenige) min hielt.
MW fährt sehr stabil (vermutlich mehr als 100 m ohne zu umzukippen), ist wohl etwas rechtslastig und fährt daher Kurven mit Radius von ca 6 m. Wollte eigentlich Fernsteuerung über RC5 testen. Funktionierte aber nicht richtig, da Fahrzeug meist wohl Schräglage über 3 ° hatte und da dann das MW die Steuerung selbst in die Hand nahm ...

Muss das wohl beim nächsten (morgen ?) Aussentest mal deaktivieren bzw. nicht so kritisch einstellen. Hab Probleme mit dem Handling, daher auch kein Video: Fahrzeug auffangen, fernsteuern per RC5-Fernbedienung und gleichzeitig AVI aufnehmen ist doch für eine Person - zumindest für mich - ein bisschen viel.
Vielleicht sollte man eine Kamera am MW montieren - oder besser zwei - sodass sie am Reifen vorbeilinsen können.
Die liefern aber wohl ein Videosignal und ich weiss nicht, wie ich das vernüftig speichern kann...

[Klingon77]

hi,

Glückwunsch zur gelungenen Ausfahrt \/

100m ist schon wirklich beachtlich!

Nachdem ich Dein letztes Video gesehen habe dachte ich, daß die Stellgenauigkeit nicht reicht.
Deine Gewichte scheinen mir "aus dem Bauch heraus" im Verhältnis zur Gesamtmasse recht hoch zu sein; um so genauer muß man sie verschieben können.

Ich freue mich aber wirklich, daß ich mich da geirrt habe \/

Du könntest mal Deine Holde zu einem Spaziergang zum Parkplatz einladen und ganz zufällig Dein MW und eine Kamera mitführen?
Ein Stück Kuchen und eine Tasse Kaffe in angenehmer Umgebung nach dem vermeindlichen Spaziergang glätten dann die Wogen wieder.


liebe Grüße,

Klingon77

[mausi_mick]

hi Klingon77,

hab heute nochmal eine Testfahrt auf dem Gelände gemacht mit
unkritischeren Winkeln (+-12 °) zum automatischen Verschieben, sodass ich die Fernsteuerung (Reichwerte ca 8m) testen konnte bzw. hätte testen könnnen.
Leider fährt das Innenteil in den ersten Sekunden, bis das Aussenrad Geschwindigkeit hat, recht hoch und rutscht dann wieder zurück, was wohl u.a. zu einem heftigen seitlichen Aufschaukeln führt. Dabei springt dann wieder die Neigungsautomatik an ...
Quintessenz: Muss morgen ? nochmal eien Versuch ohne Neigungsregelung machen. Fahrweise ist sehr - trotz zeitweise seitlichem Pendeln - stabil, kann leider nicht die 100 m ohne Eingriff fahren, sondern muss MW zeitweise etwas führen, damit es nicht gegen den Bordstein knallt ( Die freie Fläche auf dem Parklatz ist nur etwa 20 x 20m ).
Mit den Gewichten seh ich das anders: Bei einer Gesamtmasse des MW von ca 1400-1500 g sind die Pendelmassen ca 2 x 70g, wobei der Vefahrweg aus der Mittenlage nur ca 3-4 cm beträgt.
Auch wenn ich die Ausgleichsmasse in eine Endposition fahre, neigt sich das MW nur sehr wenig (vielleicht wegen der rotierenden Massen (Räder/Motor/Kreisel). Werde morgen eventuell auch grössere Massen
anbringen.

Bin am Überlegen, ob ich für den Fahrmotor noch PWM-Steuerung (die dritte) einbauen kann: Benötige eigentlich nur einen Leistungs-Fet und Diode und ein / zwei Fet's zum umschalten des PWM-Signals von IR-Diode (die ich eigentlich nur zur Kommunikation mit dem PC brauche) auf den Leistungs-Fet.
Ist wohl allmählich ein Platzproblem. Auch will ich die Versorgung des Neigungssensors verbessern, er hängt jetzt an einem 7805- kompatiblen Schaltregler (Recom). Die 5 V /3 mA für den Sensor kann ich störungsärmer mit einem 78L05 oder TL431 erzeugen.

Parallel dazu muss ich noch an der Positionserkennung arbeiten
(Ticks zählen von Ruhelage aus und in Fahrstrecke links/rechts umrechnen...)

Für die Kameraführung hab ich noch ein paar Bekannte, die etwas motivierter zu sein scheinen als meine "Holde" , obwohl da meine bisherigen Fahrtermine (kurz nach 7) auch keine Begeisterung auslösen wird. Vielleicht finde ich auch noch einen besseren (grösseren/flacheren)
Platz.


Gruß

mausi_mick

[mausi_mick]

hi,

hab dann erstmal 5 V/5 mA - Spannungsversorgung für den Neigungssensor mit TL431 aufgebaut und das Programm entschärft , so dass bis Neigungswinkel +/-20° die Fernbedienung funktionieren sollte.

Der Test heut morgen verlief etwas erfolgreicher, die Fernbedienung funktionierte teilweise, die Reaktion des MW war - auch wenn ich die Ausgleichsmasse in die Endposition fuhr - sehr gering.
Kann damit vermutlich nur Kurven > 8 m Durchmesser fahren.
Muss wohl doch noch die Masse deutlich erhöhen (von jetzt ca 2 x 60/70 g auf 2 x 120 g).
Werd aber erst mal mit der Tick-Zählerei weitermachen (eigenes Upro)
und testen.

Gruß

mausi_mick