Beginnend mit Robots - 4QD - Elektromotorsteuerung
Beginnend mit Roboter
Wir bekommen viele Anfragen von Robot Wars Teilnehmer, die nicht wissen, wo ihre Roboter zu errichten beginnen. Ich habe manchmal den Eindruck, dass sie mit der Robotersteuerung beginnen - das ist das falsche Ende der Entwicklungskette ist. Als allgemeine Regel gilt, wenn eine Maschine entwerfen, sollten Sie den mechanischen Mechanismus entwickeln, die das tun, was, bevor Sie anfangen zu arbeiten erforderlich ist, wie es zu kontrollieren.
Ein Roboter ist ein kompliziertes System, in die Mechanik und Elektronik mit einem menschlichen interagieren dem gewünschten Ergebnis zu erhalten. In allen mechanischen / elektronischen Systemen müssen Sie zuerst die Mechanik betrachten. Wie gut die Elektronik, wird es nicht für eine schlechte mechanische Konstruktion zu kompensieren.
Diese Seite ist hier als allgemeiner Leitfaden für Roboter, Ihnen einige Ideen zu geben und Ihnen helfen, Ihre Optionen zu verstehen.
Arten der Antriebs- / Steuerungssystem
Es gibt zwei Hauptfamilien von Antriebssystemen für eine Maschine wie ein Roboter:
Natürlich Variationen des oben sind möglich, wie zum Beispiel 4-Rad-Antrieb, Laufmaschinen usw.
Es ist wahrscheinlich sinnvoll zu beachten, dass die Mechanismen, wie aufgeführt, sind in der Reihenfolge des Steuerungsaufwand zu erhöhen.
1. Antriebs- und Lenk
Powered Castor
Hier ist ein einziges Antriebsrad so verschwenkt, dass Antrieb in jede Richtung ist, wie in der Zeichnung gezeigt. Der Körper der Maschine sortiert sich heraus, abhängig von Reibung und Massenmittelpunkt, nach der verschwenkten Antriebsrads.
Wenn das Antriebsrad kontinuierlich zu drehen, ist frei (die für den Antriebsmotor Leistung benötigen würde Gleitringe) erfordert der Antrieb keine Richtungssteuerung, da dies einfach durch Schwenken des Rades um 180 ° durchgeführt wird. Für die meisten dieser Maschinen konnte die Lenk ‚schwenken‘ mit konstanter Drehzahl motorisiert werden, so eine solche Maschine würde ein sehr einfaches Steuersystem, bestehend aus zwei Relais (eine für vorwärts, eine für rückwärts) und einer Motordrehzahlsteuerung ohne Umkehr erfordern.
Automobilart
Dies ist das ursprüngliche Lenksystem für Automobile mit Heckantrieb und separater Vorderradlenkung verwendet. Nicht sehr manövrierfähig für einen Roboter! Moderne Autos mit Vorderradantrieb verwendet werden, wo die Antriebsräder gelenkt werden, und dieses System in einem Roboter verwendet wird, könnte zu einer Differentialantriebsmaschine mechanisch sehr ähnlich sein! Es wäre ein einfaches Steuersystem eines Lenkaktuator bestehend aufweist [oder Servo] und eine einzige Umkehren Motorsteuerung, wie beispielsweise einer unserer DNO Serie.
Natürlich für Roboter verwenden würde es einfacher sein, eine starke Servoaktuators zu machen. Nach all der Funksteuerung Servo bewegt sich einfach einen Arm um einen Winkel, und Sie sollten diese zu einem Lenksystem verbinden sein können!
Alle diese Vorschläge nicht, werden Sie feststellen, Drehzahlregelung beinhalten! Was bedeutet, dass 4QD nicht in individuellen Lösungen nutzbringend einbringen kann.
2. Differential Drive
Wenn eine Maschine mit zwei beabstandeten Rädern (auf einer gemeinsamen Achse oder getrennt) um eine Ecke fährt, hat das äußere Rad weiter als die inneren, reisen, wie in dem Diagramm gezeigt. Dies ist der Grund, warum Autos haben ein Differentialgetriebe haben.
Tank-Modus - oder unabhängige Steuerung.
Ansonsten ‚Tank-Stil‘ genannt, wo zwei getrennte Kanäle verwendet werden, die jeweils mit einem einzigen ‚Stock‘. Bewegen eines Stick Geschwindigkeiten oder nur ein Motor verlangsamt. Ein solches System könnte zwei DNO Regler mit zwei getrennten Schnittstellen Joystick (JSB-001 oder GK-002) verwenden. Der Basisregler hat eine Geschwindigkeitseingabe (, das mit einem Gaspedal verwendet werden könnte), und einen Umkehreingang (von einem Vorwärts / Rückwärts-Schalter). Kombinierter Geschwindigkeits- und Richtungshebel (auch bekannt als Joystick oder Wig-wag Control) ist ein Potentiometer, das eine Geschwindigkeit von Null in der Mitte führt. Bewegen Sie den Hebel nach vorn vor und zurück zu bewegen, rückwärts zu bewegen. Die ‚Joystick-Schnittstelle‘ enthält die einfache Schaltung diese Mitte-Null-Steuerung in den gewünschten Geschwindigkeit und Richtung Eingang zu übersetzen.
Es soll beachtet werden, dass ein echtes Kettenfahrzeug eine Menge Energie (Motorstrom) in Anspruch nehmen zu drehen ‚auf der Stelle‘, wie das Diagramm deutlich machen sollte.
Die grünen Pfeile zeigen die Maschine um seine Mitte drehen. An den Enden der Spuren die Pfeile sind nahezu im rechten Winkel zu der Spur: Bewegung entlang der Laufrichtung der Spur ist minimal und die Enden der Bahn sind mit seitwärts gleiten, so dass, wenn die Bahn hat einen guten Griff, eine Menge des Drehens Kraft benötigt. Nur in der Nähe der Mitte der Spur ist die Strecke nicht mehr seitlich verschieben.
Klar, je länger die Strecke ist, desto schlechter ist die Wirkung und desto breiter sind die Spuren voneinander entfernt sind, desto besser ist die Drehfähigkeit. Wenn die Spuren weit genug auseinander liegen (im Verhältnis zu ihrer Länge) sind dann je näher verhalten sie sich auf zwei normale Räder.
Um die Drehreibung zu verringern, auf zwei Rädern fahren und die nicht angetriebenen Rades (s) ermöglichen zu verschwenken, Rizinus Art, so dass sie nicht seitwärts gleitet. Vergessen Sie nicht, dass es eine ähnliche Schleppwirkung mit breiten Rädern ist!
‚Speed und Steer‘ control [aka Differentialsteuerung]
Zwei Antriebsräder werden jeweils gesteuert, die jeweils durch ihren eigenen Motor und Motordrehzahlregler. Ein Joystick wird als Kontrolle verwendet: Bewegen dieses vorne nach hinten ändert, um die Geschwindigkeit (und Richtung) beider Motoren zusammen, so dass die Maschine bewegt sich in einer geraden Linie. den Stick von einer Seite zur anderen reduziert die Geschwindigkeit eines Motors, während die Geschwindigkeit des anderen zu erhöhen, wodurch das Fahrzeug zu drehen.
Wenn die Geschwindigkeit der Maschine langsam ist, wird der Controller benötigt ein Rad umgekehrt eine Wende zu bewirken. Unser Dual Channel Radio Control-Schnittstelle [DMR-203] sieht nach all dies. Dies ist eine sehr beliebte Methode der Motordrehzahlsteuerung, die eine Menge verwendet wurde. Das populärste System ist ein DMR-203 mit zwei DNO-10-Controllern. Schwerere Roboter [wie die Haus Roboter in RW] hat zwei 4QD-300s verwendet.
Kontroll systeme
Lassen Sie uns nun auf die verfügbaren Controller näher betrachten und die Art und Weise können Sie implementieren (und verbessern) verschiedene Systeme. 4QD bietet eine ganze Reihe von Komponenten und die Auswahl kann ziemlich kompliziert erscheinen. Doch dieses Baukastensystem bedeutet, dass Sie die Lage Umgang mit 300 Ampere pro Kanal fast jedes Steuersystem aus einem einfachen, wirtschaftlichen, Einquadrant Steuersystem zu einem vollständigen Zwei-Kanal-4-Quadranten-System zusammenstellen kann!
Motordrehzahlregler
Wenn Sie nicht auf Motordrehzahlregler ‚Jargon‘ verwendet werden, dann empfehlen wir Ihnen unsere Führung durch Controller-Funktionen zu suchen.
Sie können einen Permanentmagnet-Motor umgekehrt einfach, indem sie mit einem zweipoligen Umschalter über die Drähte austauschen. Allerdings, wenn Sie das tun, die alle mechanischen bei der Geschwindigkeit, Energie ‚abgeladen‘ in den Schalter oder die Steuerung. Es wäre ein bisschen sein wie Ihr Auto in Rückseite bei 90 Stundenmeilen werfen. Das Problem ist, dass, während niemand zu tun, dass zu einem Auto träumen würde, elektrische Maschinen sind unterschiedlich und die Menschen erwarten genau das mit einem Elektromotor zu tun. So Umkehr-Controller haben sicher zu umkehren. Wir verwenden ein ‚Doppelrampe‘ Umkehrsystem in allen Controllern.
Wir haben vier Familien von zwei und vier Quadranten-Controller.
Auf die Unterseite des Bereichs der Gepäckträger ist, ist dies ein einziges Richtungssteuerung und kann daher nicht besonders geeignet für Roboter
Als nächstes kommt die DNO Steuerungen der Serie Umkehren eine gute Steuerung Mid-Range in vielen Roboteranwendungen eingesetzt.
Die Pro-150 ist für feinere Kontrolle über die Leistungsparameter programmierbar.
Unsere oberen Ende vier Quadranten sind die 4QD Serie, das ist schwere, alle Mosfet-Controller für den größeren oder mächtigen Roboter.
Funksteuerung Schnittstelle
Unsere zweikanaligen DMR-203 können Sie fahren ein oder zwei Steuerungen von zwei Kanälen eines Standard-PPM-Fernsteuerung. Es kann für Sie die Richtung / Lenkmisch tun, oder es kann als zwei unabhängige Kanäle verwendet werden.
Die beliebtesten Entscheidungen
Also dem Controller verkaufen wir? Mit Abstand der beliebteste Wahl ist eine DMR-203 Funksteuerschnittstelle mit zwei DNO-10s. Am häufigsten mit zwei Bosch 750w Motoren eingesetzt.
Wir haben auch 4QD Steuerungen der Serie für den Robotereinsatz verkauft und wir wissen von mehr als einem als die Verwendung von zwei Lynch Motoren in ihren Robotern.
Mikrocontrollern
Ein ausgeklügelter Roboter kann sehr komplex, und es ist möglich, einen Mikrocontroller ue die Impulse vom Empfänger zu verarbeiten und die Parameter in dem Roboter zu messen und die Motoren zu steuern (und Waffen) in eine weit anspruchsvollere Art und Weise. In einer solchen Maschine würde man einfach 4QD der Controller als ‚Leistungsverstärker‘ verwenden, um zwischen den Mikro Schnittstelle und den Motoren. Die meisten unserer Controller können über einen PWM-Ausgang von einem Raspberry Pi oder Arduino angetrieben werden.
Unterdrückung
Ein richtig entworfenes RFI Unterdrückungssystem wird eine Box, die ein kompletter Faraday-Käfig, ohne Löcher ist, und mit alle Metallverarbeitung sorgfältig miteinander verbunden werden. Die gesamte Elektronik wird innerhalb des Käfigs und ein besonderes Augenmerk auf alle Drähte bezahlt, die den Käfig eindringen. Es ist für diese Art von Schutzsystem, das die Mahnung Kondensatoren von Bürste zu verbinden Chassis vorhanden ist, aber in der Praxis, wie ich glaube, dass kein Roboter ich auf Robot Wars gesehen habe so ausgelegt ist, und wenn der Käfig nicht perfekt ist, gekoppelt Störungen es über Diese Kondensatoren Chassis verbunden ist wahrscheinlicher Störstrahlung zu erhöhen als zu verringern.
Wenn die Motorleitungen sind lang genug, um es zu ermöglichen, drehen sie zusammen. Das Gleiche gilt für den Batteriekabel. Denken Sie auch daran, dass der Motor und Batteriekabel hohe Strom ist, pulsiert. Halten Sie sich von anderen Leitungen, und auch vom Empfänger entfernt.
Setzen Sie Ferritperlen auf den Motorleitungen.
Des Weiteren ist ein Ende des Motors zur Batterie verbunden positive (das Ende auf abhängt, die Richtung der Roboter geht), und die andere ist das Umschalten zwischen Batterie positive und negative Batterie (wegen des pwm switching). Zwei Kondensatoren 47n bilden eine hinreichend niedrige Impedanz (170 Ohm jeweils bis 20kHz) Spannungsteiler, so dass die Verbindung versucht, eine PWM-Wellenform bei 20hHz der Hälfte der Batteriespannung zu sein. Sie wollen nicht wirklich diese Art von Spannung / Strom auf Chassis Ihres Roboters!
Fourier-Analyse einer Rechteckwellenform, so dass die von der Grundfrequenz besteht (in unserem Fall 24 V pp von 20kHz) zuzüglich 1/3 seiner Amplitude der 3. Harmonischen (8V pp bei 60kHz) plus 1/5 5. Harmonische (5 V pp an 100kHz) und so weiter. Da die Kondensatoren im Verhältnis Impedanz auf die Frequenz reduziert, können Sie sehen, dass die harmonischen Ströme in diesem Kondensator fließen, können bei höheren Frequenzen ziemlich groß werden. Unterdrückung sollte unerwünschte Signale entfernen - nicht gewünschte Signale an der falschen Stelle zu setzen.
RFI-Unterdrückung ist eine Kunst mehr als eine Wissenschaft: Es gibt gute Dinge und schlechte Dinge zu tun, aber am Ende ist es immer auf empirische Tests! Holen Sie sich ein tragbares Radio und sehen, wie nah an den Roboter Sie es bekommen können, bevor Störungen völlig den Empfang übertönt. Probieren Sie verschiedene Dinge zu sehen, was die Situation verbessert und was macht es noch schlimmer.
Es gibt eine ganze Seite in unserem Anwendungshinweise auf Hinweise über Ihre Roboter Verdrahtung