Kugelroboter

[oberallgeier]

... gibt es noch andere Reglerarten, die man für so eine Aufgabe gut benutzen könnte?

Ein Wundermittel (angeblich) gibt es für komplexe Regelungsaufgaben: der Beobachter. Was ist das? Neben einem digitalen Regler normaler Bauart programmiert man ein Modell der Regelstrecke mit ihren physikalischen Eigenheiten (Masse, Reibung etc). Dieser virtuelle Aufbau bewegt sich erstmal wie der reale Aufbau und wird von einem weiteren Regler geregelt. Eventuelle Unstetigkeiten, Unstimmigkeiten, Nichtlinearitäten und all so ein Zeugs lassen sich nun durch Vergleich der virtuellen mit der realen Maschine dazu verwenden, die Regelungsparameter in Echtzeit zu verstellen. Anwendung z.B. bei komplexen Industrierobotern, wo z.B. unterschiedliche Auslenkungen des Roboterarms das System in seinen kinetischen Eigenschaften drastisch verändern.

Das klingt nicht nur nach ziemlich viel Rechenaufwand (und elend viel Programmiererei) - das ist es auch. Für Controller also absolut garnix. Der Nutzen ist nicht immer gegeben: meist sind die "einfachen" Algorithmen tolerant genug.

[kehrblech]

Ich habe es geschafft einen Regler zu entwerfen, der ziemlich gut passt, jedenfalls solange der Roboter langsam bleibt. Wenn er jetzt balanciert bleibt er relativ lange auf einer Stelle, sobald er aber etwas schneller wird, passt der Regler nicht mehr und der Roboter kippt um.
Ich habe jetzt aber leider noch ein ganz anderes Problem:
Die Motortreiber fallen manchmal aus. Das ist nicht völlig neu, aber bis jetzt kam es nur vereinzelt vor. Oft läuft einfach ein Motor nicht, manchmal auch alle nicht. Meistens tritt dieser Fehler mitten beim Balancieren auf, selten auch schon von Anfang an. Ich vermute, dass es an den hohen Strömen liegt, besonders, wenn die Motoren plötzlich umgepolt werden.
Bis jetzt habe ich ausprobiert:
- Reset-Pin direkt auf VCC
- 100nF und 47µF an jeden Motortreiber
- Watchdog aktiviert
- Brown-Out aktiviert

Das hat leider alles nicht geholfen. Es kommt mir auch nicht so vor, als ob der µC einfach resettet. Meistens läuft die Kommunikation über I²C weiter, aber der Motor wird nicht mehr angesteuert. Ich glaube eher, dass z.B. die PWM-Erzeugung aufhört oder manche Pins nicht mehr als Ausgang konfiguriert sind.
Sobald länger als 250ms keine Daten mehr an den Motortreiber gesendet werden, führt der Watchdog einen Reset durch, danach geht wieder alles.
Der µC ist leider an einer schlechten Stelle im Layout. Auf beiden Seiten neben ihm befinden sich die Mosfets für die Motoransteuerung. Kann es sein, dass diese ihn stören?

[kehrblech]

Die Motorausfälle kommen nicht mehr vor. Ich habe einfach etwas Alufolie über den Controller gelegt, natürlich mit Papier dazwischen, damit es keinen Kurzschluß gibt. Danach traten die Störungen nur noch selten auf. Seit ich die I²C-Taktfrquenz von 400000 auf 100000Hz gesenkt habe, hatte ich noch keine Störung.

Außerdem habe ich jetzt neue Gyros. Statt den ENC03R benutze ich jetzt die ADXRS610. Verdammt teuer...
Wenn man sich das Signal anguckt, kann man sehen, dass fast kein Drift mehr vorhanden ist. Beim Balancieren habe ich aber noch keinen Unterschied bemerkt.

[the_muck]

Moin, sehr interessant etwas ähnliches wollte ich auch mal umsetzten, ich habe hier noch 2 ADXRS614 und 2 AD22285 rum liegen die ich mal geschenkt bekommen habe, leider noch nicht auf einer Platine . Mal schauen wann ich dazu komme es um zu setzen.

Brauch aber zur zeit eine Idee wie ich sie auch eine Platine bekomme der ADXRS614 sollte doch aber mit +/- 50 °/s für so eine Balancier Anwendung geeignet sein ?!

[Rabenauge]

Interessante Sache, irgendwo habe ich neulich nen einrädrigen Roboter gesehen, der auch gezielt fahren konnte (Kurven bzw. in vorgegebene Richtungen), das mit dem Ball ist ja ähnlich.
Schick...
Übrigens: du könntest einfach den Luftdruck im Ball vorsichtig etwas erhöhen, dann wird der Ball härter- er wird besser rollen (reibungsärmer), aber sich dabei weniger aufschaukeln lassen.
Wäre nen Versuch wert und ist weniger Aufwand als die Schaum-Geschichten.
Wasser einfüllen würde ich auf keinen Fall: das schaukelt sich nämlich auf und du hast _noch_ mehr Probleme.

[kehrblech]

der ADXRS614 sollte doch aber mit +/- 50 °/s für so eine Balancier Anwendung geeignet sein ?!

Keine Ahnung, beim AXRS610 wird jedenfalls lange nicht der gesamte Messbereich von +- 300°/s ausgenutzt.

Übrigens: du könntest einfach den Luftdruck im Ball vorsichtig etwas erhöhen

Das ist nicht mehr nötig. Der Roboter kann jetzt alleine viele Minuten balancieren. Dabei bleibt er sogar sehr genau auf einer Stelle.
Als nächstes versuche ich gerade den Roboter Hindernissen ausweichen zu lassen. Dazu hat er drei Abstandssensoren, die mit Servos geschwenkt werden. Der Roboter erstellt damit eine "Karte" seiner Umgebung und sucht die Stelle, die am weitesten von allen Hindernissen entfernt ist. Soweit funktioniert es auch schon. Der Roboter hat eine Richtungsangabe und weiß auch wie weit er in diese Richtung fahren soll, nur das Fahren selber schafft er noch nicht (je nach Einstellung fährt er viel zu weit oder fährt erst gar nicht los).

Gruß,
Jan

[Richard]

Bauschaum war ein Beispiel, keine Ahnung wie der sich beim austrocknen verhällt. Gegebenenfalls etwas weniger rein. Allerdings ist mir grad noch eingefallen, dass der wahrscheinlich eh net austrocknet, mangels Luftzufuhr. Aber n Befüllen mit irgend nem Schaum der fest wird wär sicherlich gut. Evtl weiß da ja einer was geeignetes...

MfG
Daniel

Bauschaum ist schon O.K den giebt es in 2k = selbsthärtend.
Das geht sehr schnell. Da man ja zum Befllen ein kleines Loch
in den ball machen muß, kann der beim aufschräumen überflussige
Schaum ja wieder austreten. Deb Ball dabei über eine Mülltüte halten
sonst gibt das ne riesen Sauererei! Nach dem Härten einfach abschneiden
und glatt Schleifen.

Gruß Richard

[Richard]

In einen anderen Threat hat jemande diese Teile einfach
(in) die Platine geklebt und dann mit einzelnen Adern von
Entlötlitze die Pad's an Leiterbahnen angelötet.

Gruß Richard

[Thomas$]

das problem mit dem fahren würd ich mal anders probiern schubs den ball mal leicht an dann regelt er ja sich wieder und diesen effekt kannst du dann nutzen. du verlagerst mit einem servo das gleichgewicht und der ball kippt um das zu komppensieren balangsiert er und damit sollte er fahren

[the_muck]

In einen anderen Threat hat jemande diese Teile einfach
(in) die Platine geklebt und dann mit einzelnen Adern von
Entlötlitze die Pad's an Leiterbahnen angelötet.

Gruß Richard

bei den Beschleunigungssensor habe ich das noch hin bekommen , aber am Gyro wird das ein Spaß .

Na ja das dauert alles noch, ich hatte gestern Abend die Idee einen kleinen Roboter auf meinem Jonglierball fahren zu lassen und habe einfach mal Google an geschmissen und bin hier drüber gestolpert ...

lg