Sensor für balancierenden 2-Rad Roboter

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Das ist so gemeint: Wenn am Ausgang des Spannungsreglers die Spannung mit einer Zeitkonstanten von 100µs einbricht und man verzehnfacht den Kapazitätswert und die Zeitkonstante vergrößert sich um den Faktor 10 dann hat man schon einen Zusammenghang verifiziert

OK, jetzt hats geklingelt
Ich habe noch Elkos mit 100, 220 und 1000nF, die kann ich bei Gelegenheit mal durchprobieren.

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@Manfred,
Das Messen von der Eingangsspannung und mit verschiedenen Elkos muss ich mal am Wochendende machen.
Um da halbwegs vernünftig was messen unbd die Elkos austauschen zu können, muss ich das Ding erst nochmal auseinandernehmen und ein paar Kabel an die Platine löten.
Mit dem provisorisch angeklemmten 2200µF Elko funktioniert der Spannungsregler ganz gut.


@UlliC

Bevor du die Bandbreite des Sensors modifizierst würde ich erst einmal die Zeitkonstante des Systems ermitteln.
Einfach den Robbi an den Rädern über Kopf pendeln lassen und die Schwingungsdauer für mehrere Perioden stoppen.

Da das Gestell nach dem letzten Umbau durch den zusätzlichen Akku höher und schwerer geworden ist, habe ich die Schwingungsdauer nochmal gemessen.
Ist eine ziemlich stark gedämpfte Schwingung, wenn ich ihn bei 90 Grad loslasse fällt er einmal nach unten und pendelt dann nur noch ein paar Grad hin- und her.
Habe ihn auch an den Achsen pendeln lassen, wenn er steht ist ja eigentlich die Kontaktfläche vom Reifen mit dem Boden die Pendelachse
Über 10 Schwingungen habe ich ca. 5 Sekunden gestoppt, also ca. 2 Hz.

Ich kann den Wert aber schlecht einschätzen. Ist das schnell oder langsam, leicht zu regeln oder schwer, oder sogar aussichtlos?
Das Gestell ist 30 cm hoch und wirkt ca. 2-3 kg.
Genauer wiegen kann ich erst wenn ich es das nächste mal ausseinadernehme und die Einzelteile wiegen kann.

[UlliC]

Hi recycle,

etwa 200ms sind ok. Einen ähnlichen Wert erreicht mein UCBalBot auch.

Zur Lösung deines Randproblems LM317 wäre es interessant zu wissen, welchen Wicklungswiderstand der RB35 hat.
(Wenn du den LM317 schon nicht überbrücken willst....)

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Hallo UlliC

Zur Lösung deines Randproblems LM317 wäre es interessant zu wissen, welchen Wicklungswiderstand der RB35 hat.
(Wenn du den LM317 schon nicht überbrücken willst....)

Das Problem mit dem LM317 ist mit dem zusätzlichen 2200µF Elko eigentlich grössten Teils gelöst. Die Spannung iam Ausgang st jetzt über den gesamten PWM Bereich schön glatt.

Beim Ein- und Ausschalten der Motoren springt sie noch ein bischen nach unten, bzw. nach oben, aber das stört mich im Moment nichts so sehr, da der Regler eh nur für die Motoren da ist.

Die anderen Elkos will ich eigentlich nur noch ausprobieren um vielleicht dahinterzukommen, warum der Regler vorher so seltsam reagiert hat.

etwa 200ms sind ok. Einen ähnlichen Wert erreicht mein UCBalBot auch.

Dann müsste ich mit meinen ca. 500ms ja theoretisch eine ganz gute Chance haben. Wenn meine Regelung das bloss auch so sehen würde
Irgendwie habe ich momentan gar nicht so das Gefühl, dass ich ds Ding irgendwann mal ans balancieren bekomme.
Aber wenns zu leicht wäre, wäre das ja auch langweilig.

[UlliC]

Hallo recycle,

muß natürlich 500ms heißen und nicht 200ms. (War wohl doch schon spät..)
Hast du den Gyro schon eingebaut ?

[recycle]

Hallo UlliC

Hast du den Gyro schon eingebaut ?

Jein
Ich habe zusammen mit dem Spannungsregler auch Stecker für den Sharp und den Gyro auf die Platine gelötet.
Von dem Gyro bekomme ich aber so kein Signal, der braucht wohl - wie ich schon vorher vermutet habe - das Einganssignal des RC-Empfängers.

Dieses Eingangssignal mit dem µC zu erzeugen ist mir von der Programnmierung her etwas zu umständlich.
Wenn das Eingangssignal nicht sauber ist, kann das Signal vom Gyro auch nichts taugen und wenn der Timer für das Eingangssignal dem "PULSEIN" Befehl für das Auslesen dazwischenfunkt bekomme ich völlig falsche Messwerte.
Das Problem lässt sich sicher irgendwie lösen, aber während der Rumprobiererei an der Software ständig drauf zu achten, dass sich da nichts in die Quere kommt ist mir zu mühsam.

Also werde ich einen RC-Empfänger an den Eingang des Gyros hängen.
Den muss ich aber erst mal ausseinandernehmen, Kabel dran löten usw. weil ich keine passenden Stecker dafür habe. Mal sehn ob ich da am Wochendende zu komme.

Ich habe aber ein bischen mit dem Sharp rumprobiert, besonders viel Erfolg hatte ich damit aber auch noch nicht.
Solange das Ding maximal 2-3 Grad um die Nullage pendelt, balanciert es ein wenig. Sobald es aber nur ein ganz bischen schräger kippt, fängt es sich nicht mehr. Länger als 3 Sekunden ist es bisher noch nicht stehen geblieben, meist kippt es früher.
Ich glaube das liegt auch daran, dass der Sharp alle paar Messungen mal einen falschen Wert einstreut. Dann geben die Motoren mal kurz zuviel Gas, das Ding kippt zuweit und fängt sich nicht mehr.

Ich habe ausserdem ein bischen die Befürchtung meine Motoren reagieren etwas zu träge, bzw. mein Fahrgestell ist zu schwer.

[UlliC]

Also werde ich einen RC-Empfänger an den Eingang des Gyros hängen.
Den muss ich aber erst mal ausseinandernehmen, Kabel dran löten usw. weil ich keine passenden Stecker dafür habe. Mal sehn ob ich da am Wochendende zu komme.

Hallo recycle,

vielleicht ist es einfacher die Pulsbreite mit einem NE555 o.ä zu erzeugen.

Ich glaube das liegt auch daran, dass der Sharp alle paar Messungen mal einen falschen Wert einstreut. Dann geben die Motoren mal kurz zuviel Gas, das Ding kippt zuweit und fängt sich nicht mehr.

Der "analoge" Sharp, GP2d120 neigt zu Störungen. Abblocken der Versorgungsspannung direkt am Sensor mit 10 µF und ein RC-Glied mit T~ 50ms in der Leitung zum ADC hat bei mir geholfen.

Ich habe ausserdem ein bischen die Befürchtung meine Motoren reagieren etwas zu träge, bzw. mein Fahrgestell ist zu schwer.

Zur Motorauslegung:
Die Vortriebskraft sollte etwa 20 bis 30% des Fahrzeuggewichtes betragen. Also in deinem Fall etwa 8 N, bzw 4 N pro Motor. Mit der Getriebeübersetzung und dem Radradius könnte man abschätzen, ob die RB 35 Motoren ausreichen. Lt. Datenblatt haben die etwa 20 mNm/A.
Übrigens liegt der Stillstandsstrom der Motoren bei 1.5A bis 2 A, was das LM317 Problem erklärt.

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Hallo UlliC

vielleicht ist es einfacher die Pulsbreite mit einem NE555 o.ä zu erzeugen.

Stimmt. Beim Anschliessen des RC-Empfängers kam mir auch die Erleuchtung, dass der ja nur das richtige Signal ausgibt, wenn der Sender an ist und den will ich eigentlich nicht auch noch auf den Robby montieren.
Ich habe den RC-Empfänger trotzdem erst mal drauf gemacht um mir anzusehen was überhaupt aus dem Gyro rauskommt und leider festgestllt, dass gar nichts beim µC ankommt. Vermutlich habe ich mal wieder irgendwo beim Löten gepatzt. Hatte am Wochendende leider keine Zeit da weiter nachzuforschen.

Der "analoge" Sharp, GP2d120 neigt zu Störungen. Abblocken der Versorgungsspannung direkt am Sensor mit 10 µF und ein RC-Glied mit T~ 50ms in der Leitung zum ADC hat bei mir geholfen.

Hört sich gut an. Die 10µF habe ich drauf, das RC Glied werde ich noch ergänzen.

Ich habe inzwischen auch mal einen Array für die Messwerte angelegt, damit ich mir nach einem Test mal ausgeben lassen welche Messwerte überhaupt im Betrieb auftauchen.

Zur Motorauslegung:
Die Vortriebskraft sollte etwa 20 bis 30% des Fahrzeuggewichtes betragen. Also in deinem Fall etwa 8 N, bzw 4 N pro Motor. Mit der Getriebeübersetzung und dem Radradius könnte man abschätzen, ob die RB 35 Motoren ausreichen. Lt. Datenblatt haben die etwa 20 mNm/A.

Die Übersetzung ist 1/50, laut Datenblatt haben die Motoren damit 90Ncm. Der Radradius ist 6 cm. Theoretisch sollte das dann ja eigentlich reichen.
Wenn ich mir ansehe, wie die Motoren das Ding durchrütteln (siehe hier) habe ich auch nicht den Eindruck, dass die Motoren generell zu schlapp sind.
"Zu träge" ist vermutlich falsch ausgedrückt. Die Motoren reagieren nicht feinfühlig genug auf die Spannungsänderung. Entweder wird das Fahrgestell wie auf in dem Clip hin- und hergerüttelt oder es kippt bis zur Stütze um und richtet sich nicht mehr auf.

Übrigens liegt der Stillstandsstrom der Motoren bei 1.5A bis 2 A, was das LM317 Problem erklärt.

Das erklärt, warum die Spannung beim Umschalten auch jetzt noch kurz einbricht, aber nicht, warum sie ohne den 2200µF Elko so seltsam auf die PWM reagiert hat.
Zur Not überbrücke ich den Regler aber auch wieder.

[UlliC]

Das erklärt, warum die Spannung beim Umschalten auch jetzt noch kurz einbricht, aber nicht, warum sie ohne den 2200µF Elko so seltsam auf die PWM reagiert hat.

Hallo recycle,

ich denke die Spannung ist unschuldig und macht genau was sie soll.

Sie sieht halt zwei parallele Motorwiderstände von je 8 Ohm, der L293 möchte auch gern ca 2,5 V haben und der LM317 besteht auf einem Ausgangswiderstand von etwa 6 Ohm.

Nach einer erwartungsgemäßen Verhandlungsdauer von einigen 100µs wird die Spannung aufgrund des Ohmschen Gesetzes in der aktuellen Fassung zum Zusammenbruch bis zum Ausschalten des L293 verurteilt.

Wegen der grundsätzlichen Bedeutung dieses Falles ist eine Revision vor dem zuständigen Gericht für Meßfehler und Mißverständnisse zugelassen.

[recycle]

ich denke die Spannung ist unschuldig und macht genau was sie soll.

die Spannung macht vielleicht genau was sie soll, aber daran, dass ich ständig wieder an irgendwelchen neuen Problemchen hängen bleibe ist sie nicht unschludig.
habe gerade festgestellt, warum ich kein Signal von meinem Gyro messen kann. Das Signal von den beiden RC-Empfängern die ich ausprobiert habe hat nur ca. 2,5 Volt, das reicht nicht um es mit dem Pulsein Befehl auszuwerten.