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BeitragVerfasst: So 17. Jun 2012, 10:46 
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So, erstes Video ist fertig: http://www.youtube.com/watch?v=OIAXlM6StWw

Bitte entschuldigt auch meinen befehlerischen Ton gegenüber der Testfahrerin. Bin normalerweise nicht so... :roll:

Bin mit dem Ergebnis noch bei weitem nicht zufrieden. Die Steuerung reagiert noch viel zu unsensibel, d.h. das Segway muss für diverse Beschleunigungen im Moment noch viel zu stark geneigt werden... Ändere heute noch die Software und vielleicht baue/kaufe ich mir auch einen anderen Motortreiber. Das PWM-Gesumme kann einem schon sehr auf die Nerven gehen.

Für dem allerersten Versuch in freier Wildbahn aber gar nicht soooooo schlecht... :P

Kennt jemand einen guten Motortreiber, der so um die 25A-40A packt? Sonst werde ich mir wohl den Sabertooth 2x60 oder 2x25 besorgen. Der benötigt allerdings u.a. ein anloges Eingangssignal. Dafür würde ich einfach meinen PWM-Ausgang an ein RC-Glied anschließen, welches dann "analog" 0-5V liefert. Wäre damit auch das lästige Summen los.

Apropos Treiber: Gestern ist mir auch ein Mosfet (der IRF9540) explodiert... :x Bei diversen Motorumpolungen fließen sehr hohe Ströme. Dies habe ich auch festgestellt, wie ich die Motoren zum Test an meinem 15V/40A-Netzgerät angeschlossen waren. Bei schnellen Sensorbewegungen, sprich raschen Umpolungen hat der Überstromschutz des Netzgerätes angesprochen...

Auch deshalb ist meine Vollbrücke auch nicht ganz das Gelbe vom Ei. Hätte von euch jemand vielleicht noch eine andere Treiberidee abgesehen von Sabertooth etc.? Am liebsten würde ich den Treiber ja selbst bauen, da er dann von meinen Schülern auch leichter nachgebaut werden kann...

Danke im voraus und bis bald, stoppi


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BeitragVerfasst: Mi 20. Jun 2012, 18:35 
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Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Beiträge: 820
Um die Auswirkung der PID-Regelfaktoren in situ zu erfahren, habe ich meinem Gefährt noch eine Regelungsbox verpaßt. Damit kann ich mittels Potis die Verstärkungsfaktoren des P-, I- und D-Anteils verändern.

Dies habe ich u.a. dazu genutzt, mir nochmals die von der PID-Regelung ausgegebenen Werte näher anzusehen. Dabei stellte ich fest, dass der D-Anteil nicht so wie gewollt funktioniert. Durch die Integer-Winkelwerte betrug der D-Anteil (winkel_nachher - winkel_vorher) zumeist 0 nur unterbrochen von einzelnen Pulsen bei Änderung der Einerstelle. Deshalb erfasse ich nun den Winkel als Kommazahl und der D-Anteil arbeitet wie gewollt. Deshalb brachte die die Veränderung des D-Anteils zuvor auch keine nennenswerte Verbesserung.

Die beiden oberen Potis wären eigentlich für den Verstärkungsfaktor eines der beiden Motoren zwecks Synchronisation bzw. für den Ausgabewert bei Betätigung der Lenkung gedacht. Aber die sechs analogen Eingänge des Arduinos sind bereits alle besetzt. :gruebel:

Einzig die Vollbrücke bereitet mir noch Sorgen, da die derzeit verbauten Mosfets (IRL540 mit 100V/28A und IRF9540 mit -100V/-23A) einfach zu schwach sind und sie bei zu hohen Verstärkungsfaktoren der PID-Regelung bzw. bei zu sprunghaften Bewegungen ihren Dienst quittieren. :-?

Deshalb sind bereits IRL 3803 (30V/120A) und IRF4905 (-55V/-74A) auf dem Weg zu mir. Wenn's mit denen auch nicht klappen sollte, besorge ich mir wirklich etwas käuflich erwerbbares. Mich würde ja wie schon gesagt der Sabertooth 2x60 (2x25 ist wohl auch zu schwach, obwohl der kurzzeitig auch mit jeweils 50A zurecht kommt) reizen, der kostet allerdings auch so um die 160 Euro. Habt ihr vielleicht einen anderen Tipp bzgl. eines leistungsstarken Motorkontrollers für mich? :klatsch:


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BeitragVerfasst: Di 3. Jul 2012, 07:15 
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Registriert: Mo 2. Jul 2012, 10:55
Beiträge: 1

Spezialgebiet: Konstruktion/Entwicklung
hi stoppi,

super dein projekt, ich werde mir demnächst auch so einen segway bauen aber voher werde ich alles in 3D Zeichnen.
Danach kan ich leichter alle Teile Fräsen und Zusammenbauen.

Aber mit der Elektronik bin ich nicht so fitt da werde ich denke ich noch fragen stellen müßen hier.

Gibts die Elektronik nun bei dir zu kaufen oder muß man da alles selber machen.

Viele Grüße Damir


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BeitragVerfasst: Mi 4. Jul 2012, 20:11 
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Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Beiträge: 820
Hallo Damir!

Die Elektronik ist bei meinem Projekt mehr als überschaubar. Arduino, 9V Spannungregler für die mobile Spannungsversorgung des Arduinos, etliche Potis und Verkabelungen, die beiden Sensoren und zwei Vollbrücken, die ich aber im Moment noch stärker auslegen muss. 50-70 A Mosfets werden hoffentlich bald eintrudeln. Denn die bisherigen sind schon mehrmals in Rauch aufgegangen.... Zu kaufen gibt's bei mir leider nichts. Das schaffst du aber sicher auch alleine. Die Programmierung des Arduinos ist auch nicht so kompliziert, eher die Feineinstellung der PID-Regelung und eben der passende, sprich leistungsfähige Motortreiber.

Halte dich und die anderen aber am Laufenden. ;)


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BeitragVerfasst: Fr 20. Jul 2012, 13:04 
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Registriert: Mi 26. Jan 2011, 13:25
Beiträge: 11
Also ich kann dir ne Stange IRF3205 (55V, 110A) anbieten. Müssteste aber die Brücke ummodeln (um mit n-Kanal Moppeds auszukommen). Würde ich aber eh machen. n-Kanal sind viel günstiger und Leistungsfähiger. Z.B. von IR gibt es auch integrierte Treiber mit Bootstrapping (je nach dem kann man bei Niederspannung auch drauf verzichten). Die paar Mark, welche für den Treiber drauf gehen holt man bei den Moppeds schnell wieder rein.

Obwohl es natürlich auch schön ist, wenn du auf Sachen wartest und nebenher andere schöne Dinge bastelst (IR-Kamera und so) ;)
Viel erfolg weiterhin!


Grüße, Max


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BeitragVerfasst: Fr 20. Jul 2012, 21:41 
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Registriert: Fr 31. Aug 2007, 12:35
Beiträge: 2999
stoppi hat geschrieben:
Um die Auswirkung der PID-Regelfaktoren in situ zu erfahren, ...


Warum sieht die Büchse schon wieder aus wie hingesch****? Hast du noch nie etwas von Schrauben und PG-Verschraubungen gehört? Die Dinger kriegste in jedem Baumarkt und bei Pollin für ein paar cent.

Und wenn sie dir nicht gefallen gibt es so etwas wie Steckverbinder. Einen Teil davon kann man ins Gehäuse einbauen, weißt du, was ich meine?

Aber noch viel mehr ärgert mich, dass wir auf Seite 4! noch immer über den eigentlichen Fahrtregler reden müssen. Hättest du vielleicht mal DAMIT angefangen, hättest du zwar nicht so schnell hippe Zwischenresultate rauspumpen können, dafür nicht wieder und Wieder Schrott zusammengebaut.


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"All problems of the world could be settled easily if men wäre only willing to THINK."
Thomas J. Watson (100 Jahre IBM)
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BeitragVerfasst: Sa 21. Jul 2012, 09:27 
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Beiträge: 820
Ad Max: Vielen Dank für dein Angebot. Wenn ich mit meinem Treiber Schiffbruch erleide, melde ich mich gerne bei dir. :)

Ad hboy007: Daß ich mit dem Gehäuse keinen Schönheitswettbewerb gewinne, ist/war mir klar ;) Werde mich aber nach einem schöneren Kabelaustritt umsehen.

Zitat:
dafür nicht wieder und Wieder Schrott zusammengebaut


Bist ja ein ganz strenger; solltest männliche Domina werden ... ;)

Wenn du meine Beiträge hier studierst kannst du sehen, daß ich öfters etwa die Frage nach einem passenderen Motortreiber (z.B. Sabertooth) gestellt aber keinerlei konkreten Vorschläge etc. erhalten habe. Ich will ja keine Komplettlösungen angeboten bekommen, aber vielleicht einmal ein Stichwort oder vielleicht ein nützlicher Link wäre für mich sehr hilfreich.

Probiere demnächst (wenn die Mosfets nun nach fast 4 Wochen vielleicht doch noch zu mir finden) die Vollbrücke nochmals aus und werde dann weitersehen.


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BeitragVerfasst: Mi 1. Aug 2012, 18:31 
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Es ist wie verhext. Gestern sind die stärkeren Mosfets endlich aus Honk Kong eingetroffen. Heute alles wieder aufgebaut und siehe da, das Gyrometer funktioniert jetzt nicht richtig. Zieht verdammt viel Strom, rund 300 mA anstatt der normalen 5 mA.

Jetzt muss ich mich erst um diese Baustelle kümmern, bevor es mit der "neuen" Vollbrücke weitergeht. Strecke aber gerade auch die Fühler nach einem Sabertooth-Driver für 100A-peak aus. Mal schauen, ob ich den bekomme. Bis bald, stoppi ;)


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BeitragVerfasst: Mi 29. Aug 2012, 17:04 
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Beiträge: 820
Nein, der Beitrag ist noch nicht tot... ;)

Habe leider das Gyro + Beschleunigungssensor erneuern müssen. Dürfte wohl doch nicht so gut mit der Vollbrücke harmoniert haben. Deshalb wurde nun der Arduino-Teil vom Motortreiber galvanisch mittels Optokoppler getrennt. Gespeist wird nun der Arduino nicht mehr von den Bleiakkus sondern von einem separaten 12V Batterieblock. Heute das Ganze wieder (zum gefühlten 100-sten mal) zusammengesteckt und in der Küche getestet. Neue Mosfets arbeiten nur bin ich mit der PID-Regelung noch nicht ganz zufrieden.

Bei kleinen Winkelwerten werden die Motoren (von ganz schnellen Bewegungen einmal abgesehen) nur gering per PWM angesteuert, zu gering wie sich herausstellt. Die Motoren fangen erst bei Werten um die 40 herum sich überhaupt erst an zu drehen. Das Maximum liegt bei 255, da geben sie dann auch wirklich Gas. Durch das schlechte Ansprechverhalten ist das Segway aber zu kippelig. Es sollte daher schon bei kleinen Abweichungen stark reagieren (damit es sich auch wirklich "fest" anfühlt und nicht so schwammig wie auf dem Video). Werde deshalb die lineare Ansteuerung durch eine logarithmische Funktion ersetzen, die zuerst steil wächst und dafür bei höheren PWM-Werten stark abflacht. Mal schauen, was dies bringt. Ganz schöner Kabelsalat aber bereits... :aufsmaul:


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BeitragVerfasst: Mi 29. Aug 2012, 18:14 
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Epic Spam Warrior
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Schule/Uni/Arbeit: Physikstudium
N cooles Projekt, das du da vorantreibst...
Viel Glück noch damit!

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Texas Instruments, TL494 Appnote, Kapitel 4.4.2

Du hast einen starken Rechner, brauchst ihn aber nicht immer? Du willst was Gutes tun? Dann falte mit uns!
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BeitragVerfasst: Mi 5. Sep 2012, 09:18 
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Sodale... Habe nun die Motoransteuerung mittels der neuen Funktion PWM_neu = SQRT(255 * PWM_alt) so abgeändert, dass die Motoren gerade bei niedrigen PWM-Werten mehr "Saft" bekommen.

Ergebnis: Es geht etwas besser aber es ist für mich (85 kg :tztz: ) noch immer viel zu wackelig und instabil. Wenn ich das Segway alleine stehen lasse, balanciert es ohne Probleme und korrigiert auch ausreichend schnell. Stelle ich mich aber hinauf, beschleunigt es bei Schieflage viel zu langsam und das Segway kippt extrem leicht nach vorne oder hinten. Der Schwerpunkt ist einfach viel zu hoch, sodass das Segway eine Schieflage durch die beiden 250W-Motoren nicht mehr ausgleichen kann.

Deshalb meine Frage an euch: Würde ein anderer Motortreiber (non-PWM) wie eben der sabertooth die Motoren effizienter und damit stärker arbeiten lassen um eben für ausreichende Beschleunigungen zu sorgen? Oder soll ich versuchen, den Schwerpunkt tiefer zu bekommen? Dachte schon an einen Goldbarren aus meinem Tresor, den ich an der Unterseite montiere... ;)

Frage mich jetzt echt, wie es andere Segway's hinbekommen Schieflage ausreichend schnell zu kompensieren. Bei meinen Kindern geht es schon besser nur bei mir ist es wirklich ein reiner Balanceakt und überhaupt kein Fahrvergnügen, da die Balancearbeit primär von mir und nicht vom Segway geleistet werden muss.

Hat jemand von euch bereits Erfahrungen bzw. Ideen für mich? Danke im voraus und lg stoppi


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BeitragVerfasst: Do 9. Mai 2013, 11:42 
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Holala, ist die Zeit wirklich so schnell vergangen .... :roll:

Habe mir letzte Woche selbst ein "kleines" Geschenk gemacht und den Sabertooth 2x60 Motortreiber gegönnt. 2 mal 60A Dauerbelastung und 2x120A Spitzenleistung für kurze Zeit dürften wohl für das Segway (hoffentlich) ausreichen. Das lästige 400Hz-Summen von der PWM gehört somit der Vergangenheit an und ich hoffe stark, dass die Motoren mit dem neuen kommerziellen Treiber deutlich stärker/besser anziehen. Dies war ja das Hauptproblem mit den DIY-Vollbrücken, dass das segway viel zu lahm reagierte...
Programm ist auch bereits auf den sabertooth-controller angeglichen. Jetzt muss ich nur noch die Hardware umbauen und dann kann es zum nächsten Test losgehen.
Die Pfirsichköpfchen haben mir aber (da sie die Lenkerstange des segway's zu ihrem Lieblingsplatz auserkoren haben) nicht nur die Griffe angeknabbert, sondern auch die Kabel für die Lenkimpulse völlig ruiniert. Also wenn einer von euch demnächst frei umherfliegende Pfirsichköpfchen sieht, darf er sich nicht wundern... :P


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BeitragVerfasst: Di 21. Mai 2013, 10:09 
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Sodale!

Kurzer, leider nicht erfolgreiche Zwischenstand: Habe wie schon angekündigt meine DIY-Vollbrücken gegen den Sabertooth 2x60 motor controller ausgetauscht und das Programm adaptiert. Der Sabertooth wird nun mittels "simple serial communication" mit 9600 baud angesteuert.

Vor einigen Tagen dann der erste Probelauf: Steuerung funktioniert aber die Motoren gehen wieder bei starker/schneller Neigung viel zu schnell in die Knie. Also einmal die Akkus überprüft und siehe da, die waren schon ziemlich entladen. Also beide Akkus wieder vollgeladen und das Drehmoment überprüft. Jetzt haben die Motoren wieder eine ordentliche Kraft und die Hoffnung das segway könnte nun endlich auch die notwendige Beschleunigung liefern stieg. Also neuerlicher Test mit dem nun abermals ernüchternden Resultat, daß nun die Kommunikation beim Anschluss des sabertooth massiv gestört wird.

Steuere ich den sabertooth ohne Gyro + Accelerometer an, so verrichtet er wie gewünscht seinen Dienst; sprich die Motoren machen genau das was man von ihnen will.
Lese ich nur die Daten des Gyro + Accelerometer OHNE Sabertooth aus, erhalte ich "schöne" Winkelwerte und Ansteuerungswerte für die Motoren.

Schalte ich aber nun alles ein (Gyro/Acc + Sabertooth), so spinnen die Messwerte und demzufolge auch der Motor. Die Werte schwanken binnen kürzester Zeit innerhalb der möglichen Grenzen (-127 = voll zurück, 0 = aus, 127 = voll vorwärts).

Um den Fehler einzuschränken, habe ich nun die Spannungsversorgung für den Arduino abgeändert und folgende Varianten durchprobiert:

* Arduino über separaten 12V-Batterieblock betrieben: Ergebnis Winkelwerte/Motoren spinnen
* Arduino über einen der beiden Akkus (habe 2 x 12V/12Ah Bleiakkus) betrieben: Ergebnis Winkelwerte/Motoren spinnen
* Arduino über den 5V Ausgang des Sabertooth betrieben: Ergebnis Winkelwerte/Motoren spinnen

Also an der Spannungsversorgung des Arduino liegt es nicht. Deshalb meine Frage an euch: Hat jemand eine Idee, wie es zu dieser Störung der Winkelwerte durch den sabertooth-motor controller kommen könnte? :gruebel:

Der motor-controller ist über Ground mit dem Arduino/Sensoren verbunden. Das Gyrometer/Accelerometer liefern analoge Werte, welche ich eben mit dem Arduino einlese. Bin im Moment wirklich ratlos und frustriert :?

Danke im voraus, lg stoppi

P.S.: Schreibe auch sabertooth einmal direkt an!


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BeitragVerfasst: Di 21. Mai 2013, 19:02 
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Wiki-Crew
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Registriert: Do 28. Jul 2011, 15:03
Beiträge: 739
Wohnort: Schwentinental

Spezialgebiet: ARM(besonders Cortex M4), USB
Ich würde dir ja ein Digitales Gyro+Acc empfehlen. Gibt es für 6$ auf ebay und werden über I2C ausgelesen.
http://www.ebay.com/itm/MPU-6050-6DOF-3 ... 2a29d9062f
Ich vermute, das die Probleme im Moment durch die Spannungsversorgung kommen, bzw durch Einkoplungen durch den Treiber.
Gruß Jannis


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BeitragVerfasst: Mi 22. Mai 2013, 13:04 
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Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Beiträge: 820
Hallo Jannis!

Danke für deine Bemerkungen; genau dieses Gyro/Acc-Board habe ich mir schon gekauft. Der preisliche Unterschied zu meinen derzeit in Verwendung stehenden analogen Gyro und Accelerometer ist schon beachtlich (25 € Gyro, 12 € Acc).

Stehe mit Sabertooth derzeit in Kontakt. Die meinten zunächst, ich soll den Motorcontroller nicht über den Tx-Pin, sondern einen anderen digitalen Arduino-Pin seriell ansteuern. Werde dies demnächst überprüfen. Wenn die Störungen über die gemeinsame Masse eingestreut werden weiß ich allerdings nicht, wie ich das lösen soll. Denn ich brauche ja einen gemeinsamen Bezugspunkt für die Arduinosignale zum Sabertooth.

Könnte den Sabertooth natürlich auch noch analog ansteuern, aber genau das

Wenn's etwas neues gibt, melde ich mich. Aufgeben tue ich jetzt natürlich erst recht nicht. Werde das Ungetüm schon bändigen ;)


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