Line follower: "z" czy "bez" mikrokntrolera?

[marek1707]

No jasne, jest jeszcze przecież taki maluch do wysuwania szuflady. Gdzieś przeczytałem, że codziennie ginie mi w mózgu wiele milionów neuronów. Wczoraj to pewnie były właśnie te od silniczków, szkoda ich No ale wracając do tematu, nie przyszło mi do głowy stosowanie takiego maleństwa do napędu robota bądź co bądź wyścigowego. Większość konstrukcji opiera się na silnikach DC z gotowymi przekładniami - robienie tego ich na piechotę jest może i fajne, choć pracochłonne. Jak zamierzasz przenieść nikły moment swojego silniczka na koła?

Czy odrzuciłeś już ideę robienia sterowania bezprocesorowego? Pytam z czystej ciekawości, bo bardzo mało tutaj ciekawych układowo konstrukcji odbiegających od standardu atmega-mostek-KTIR/CNY-akumulator. A właśnie, trzy baterie, ale jakie? Bo mostek L293 ma duże spadki napięcia i przy niskich zasilaniach straty na nim przekraczają zdrowy rozsądek. Opisz trochę bardziej szczegółowo projekt. Co będzie z czego zasilane, z jakich napięć itd.

[Eyeless]

Pomyślałem o zastosowaniu tego silnika, bo akurat takie posiadam. Mówisz, że lepiej zaopatrzyć się w silnik z przekładnią, bo inaczej będę musiał ją zbudować? To wolę gotowe rozwiązanie w tym wypadku

Co do Twojego pytania w sprawie bezprocesorowego robota, to równolegle lub po skończeniu tego będę chciał zrobić line followera do nauki bez atmegi. Akurat teraz dużo czasu poświęcam nauce o programowaniu mikrokontrolerów, więc chciałbym je wykorzystać w układzie.

Układ chciałbym zasilać w ten sposób, że do ATmegi zostanią podłączone połączone baterie, np. 4x po 1,5V lub 3x1,5V i 293D też podpiąć pod te zasilanie. Jest to możliwe? Będzie to działać?

[Chumanista]

Pomiędzy bateriami a mikrokontrolerem powinieni być stabilizator napięcia. Proponuję jakiś LDO 7805 i 4x1.5V.

[Mechano]

Zwykły 7805 to nie LDO, taki to 1117 na 5V.

[marek1707]

Właśnie z powodu takich szczegółów prosiłem Autora wątku o dokładniejszy opis konstrukcji eleketroniczej, nad którym można podyskutować. Wszystko jedno czy będzie to super dobre i przemyślane czy nie - ważne, żeby było. Jest to jakiś punkt wyjścia i na tej podstawie warto przemyśleć każdy punkt projektu, żeby wciąż nie trafiać na te same grabie. Przy bliższym przyjrzeniu okazuje się, że popularny stabilizator działa tylko w pewnych (akurat dla nas niewygodnych) warunkach, tani mostek - to samo (plus ma jeszcze cechy właściwie wykluczające go w tej konkretnej aplikacji), bateria nie wystarczy do napędzania silników a silniki oddają katalogowy moment gdy mają już 80°C. Dodatkowo zdarza się, że parametry podawane na pierwszych stronach danych katalogowych są oczywiście spełnialne, ale albo z nieskończenie wielkimi radiatorami (mostki) albo były mierzone w warunkach laboratoryjnych nieosiągalnych w praktyce albo.. po prostu ich nie rozumiemy.

Czekamy na opis, może być w punktach typu:

1. Zasilanie z N baterii/akumulatorów typu ... umieszczonych w koszyczku/pakiecie co oznacza napięcie od ..V na starcie do ..V przy rozładowaniu do 0% pojemności lub do ..V dolnego limitu pracy układu co oznacza stratę ..% pojemności całkowitej źródła. Maksymalny sumaryczny pobór prądu zakładam na ..A.

2. Układy cyfrowe zasilane poprzez ... napięciem ..V, przewidywany pobór prądu... mA a więc moc strat na układzie ... wyniesie ..mW w związku z czym przewiduję radiator ...cm² zrobiony z a) miedzi na PCB o powierzchni ...cm² lub b) blaszki miedzianej/aluminiowej/gotowego radiatora typu .. kupionego w sklepie, albo: radiator nie będzie potrzebny po przetwornica typu ... ma w tych warunkach sprawność ..% i praktycznie nie będzie się grzała.

3. Moje silniki typu ... mają przy napięciu ..V pobór prądu w stanie jałowym ..mA a w zatrzymaniu ..A. Mostek typu .. w obudowie typu ... ma w tych warunkach spadek napięcia ..mV co oznacza wydzielanie na nim mocy ..mW co (nie)wymusza stosowania radiatora. Z napięcia zasilania ..V zostaje więc na silniki ..V co uznaję za (nie)wystarczające.

itd...

Coś takiego pomoże zarówno Tobie jak i nam w uporządkowaniu wiedzy, w upewnieniu się, że panujesz nad projektem, że wiesz co z czego wynika i że nie podejmujesz decyzji "bo tak".

[Eyeless]

Ok, na dniach przygotuję dokładniejszy opis i plany. Jest to w ogóle mój pierwszy projekt, więc proszę o wyrozumiałość i pomoc w miarę możliwości

[ Dodano: 31-03-2015, 19:51 ]

Właśnie złożyłem zamówienie na botlandzie i czekam na dwa serwa : TowerPro SG-90 - micro.

Zamierzam je przerobić i za ich pomocą napędzać robota. Dodatkowo wziąłem 8 x CNY70 więc powoli wszystko idzie do przodu

[Eyeless]

Załączam testowy schemat do sprawdzenia i poprawy.

Rzeczy z którymi się borykam i proszę o pomoc/wskazówki:

a) nie wiem na jakie zasilanie układu się zdecydować, podobno lepiej osobno zasilać silniki i osobno mikroprocesor, lecz nie wiem jak to zrealizować

b) chciałbym dołączyć do układu microswitch w celu włączenia i wyłączenia robota, lecz mam problem z rozwiązaniem tego w Eaglu

Bardzo chętnie dokonam analizy, poboru mocy i zasilania, lecz jak już wspominałem, jest to mój pierwszy robot i nie mam jeszcze opanowanych tych wszystkich rzeczy. Proszę o pomoc/wskazówki jak uzupełnić projekt, aby dokonać potrzebnych obliczeń w celu dobrania brakujących elementów.

--------------------------------------------------------------

- jako silników użyję dwa przerobione mikroserwa modelarskie 9g

- przednia część robota będzie połączona przez dwa pinheadery taśmą lub kabelkami.

- podłączyłem do układu 4 diody, aby wykorzystać je do kontrolowania niektórych procesów

[Chumanista]

L2936 jest zbędny. Podłączasz serwa (żółtymi kablami) do wyjść PWM ATMegi.

C3 = C4 >= 100nF (ceramiczny).

Rezystory do diód w CNY to około 250om.

Rezystory podciągające do fototranzystorów to ok. 10k.

Dodaj stabilizator liniowy na wejściu zasilania. LDO jeśli potrzebny.

Dodaj >= 220uF elektrolit na wejściu z baterii i za stabilizatorem liniowym.

Pobór prądu będzie <1A dla całej konstrukcji.

[Eyeless]

Czy o to chodzi?

W jakim celu stosujemy ten stabilizator i czy masz jakąś propozycję zasilania tego układu w związku z jego zastosowaniem?

[Chumanista]

Stabilizator obniża napięcie z poziomu baterii na 5V potrzebne mikrokontrolerowi.

Dokładnie o to mi chodziło.

Te rezystory do diód do mikrokontrolera też ok. 250om.

A do serw proponuję wyjścia 3pin:

[Eyeless]

Super

1. czyli podłączenie 1 serwa wygląda następująco? :

1 pin - połączony z pwm_a_serwo1

2 pin - vcc

3 pin - masa

analogicznie podłączamy serwo nr 2?

2. Dobrze wnioskuję, że będzie jedno źródło zasilania dla wszystkich elementów robota: CNY70, uC, diody, serwa,rezystory, itp?

[marek1707]

Wybór źródła zasilania jest jedną z najważniejszych decyzji. To od tego zależy wiele późniejszych kroków. Ponieważ jest to wybór w dużej mierze subiektywny, musisz sam podjąć decyzję. Było już o tym pisane wiele razy i może dobrze byś przeczytał jakiś poradnik, na pewno coś tu na Forbocie leży. Ja tylko przypomnę, że to właśnie nad tym miałeś się zastanowić. Weź pod uwagę koszty (eksploatacji - baterie wychodzą drogo gdy robot ma jeździć, a droższe akumulatory potrzebują ładowarki, ale taki zestaw kupujesz to tylko raz), wielkość, wydajności prądowe i pojemności. Dopiero jak to będziesz wiedział, zaczynasz obmyślać system zasilania i robić schemat ideowy.

No bo popatrz: sam napisałeś, że dobrze jest rozdzielać zasilanie procesora i silników. Masz rację - wielu się na tym przejechało, więc rozdziel to. Tym bardziej to słuszne, że procesor potrzebuje 5V a silniki serwomechanizmów będą żwawsze przy 6V. OK, będą też działały z 5V, z 4V a pewnie i z 3V też, ale zauważ, że serwa mają duże przekładnie i na wyjściu dają zwykle jakieś 1-2obr/s. To naprawdę wolno i Twój robocik będzie się ślimaczył chyba, że dasz monstrualnie wielkie kółka.

W pierwszej wersji schematu wstawiłeś mostek, który miał regulować prędkość obu napędów niezależnie. To dobry pomysł a po to, by silniki mogły być napędzane innym (zwykle dużo wyższym) napięciem niż logika nimi sterująca, scalak mostka ma dwa piny zasilania. Na jedno podajesz np. 5V i służy ono do zasilania cyfrowych obwodów wejściowych a na drugie możesz podłączyć nawet i 24V jeśli Twoje silniki to przeżyją. Serwa mają małe motorki i 6V im wystarcza, ale ponieważ akurat ten historyczny mostek sam "zjada" od 1.5 do 3V, powinieneś zasilać stronę "silnikową" napięciem ok. 8V. Już widać, że potrzebujesz dwóch napięć: 5V i ok. 8V. Pierwsze powinno być stabilizowane, drugie niekoniecznie. Jeśli weźmiesz akumulator litowo-polimerowy z dwoma ogniwami szeregowo tzw. 2S to dostaniesz trochę ponad 8V po naładowaniu. Podczas jazdy napięcie będzie spadać a Ty nie możesz dopuścić do rozładowania poniżej 3V/ogniwo czyli poniżej 6V. Z tych 6V do silników nawet przy 100% wysterowaniu mostka dojdzie trochę powyżej 4V. Godzisz się na takie spowolnienie jazdy? Jeśli tak, to problem konfiguracji zasilania masz z głowy: mostek bezpośrednio z akumulatora a procesor przez stabilizator. Ponieważ on też potrzebuje jakiegoś zapasu dla swojej pracy a 1V różnicy między wejściem a wyjściem to już maławo, musisz użyć wspomnianego LDO czy "Low-Drop-Out regulator." Na przykład L4941 lub którejś wersji LM1117. Wszystkie typowe LM317 czy np. 7805 odpadają właśnie ze względu na wymaganie dużej różnicy we-wy. Nawiasem mówiąc na schemacie umieściłeś 7902 który jest stabilizatorem napięcia ujemnego i ma inaczej wyprowadzone nóżki niż te dodatnie rodziny 78xx. Wpisuj prawdziwe nazwy elementów jakich zamierzasz użyć a nie to, co Ci podpowiada program CAD.

Kolega Chumanista zaproponował jednak zupełnie inny sposób sterowania silników a Ty go ochoczo przyjąłeś. Rozumiesz co zrobiłeś? Bo sposób pierwszy (z mostkiem) jest chyba oczywisty: wybebeszasz całe serwo zostawiając silnik i przekładnię, dwa kabelki od silnika podłączasz do mostka i gotowe. Napisz proszę jak rozumiesz działanie układu w sensie sterowania silnikami wg najnowszego schematu. Wszelkie porady (moje również) przepuszczaj przez swój zdrowy rozsądek i wiedzę. Jeżeli czegoś nie rozumiesz, pytaj i dopiero gdy jesteś pewien co robisz, zmieniaj projekt. Jak sobie wyobrażasz sterowanie silników ze złącza "SERWA" na którym brakuje masy i zasilania? Nie twierdzę, że pomysł jest generalnie zły, ale mam delikatne wrażenie, że rysujesz szybciej niż myślisz. Wyprowadź mnie z błędu jeśli się mylę.

[Eyeless]

Problem trochę leży w tym, że otrzymuję kilka rozwiązań i ciężko mi zdecydować. Raz słyszę i czytam, że przy serwomechanizmach L293D jest nie potrzebny, raz że można go użyć...

Generalnie chciałbym zostać przy pierwszym pomyśle projektu, z wykorzystaniem mostka. Rady innych użytkowników są równie pomocne, ale Ty bardzo przystępnie objaśniłeś mi całe zagadnienie związanie z L293D. Zależy mi na tym, aby robot nie poruszał się zbyt wolno, a po napisaniu algorytmu sterującego sprawnie pokonywał trasę.

Jak rozumiem poprawiony schemat? Po usunięciu mostka, silniki pracowałyby z napięciem ok 5/4 V, a jeśli zależy nam na szybkości, to powinniśmy osobno je zasilić. Teraz do do mnie dotarło trochę bardziej.

Opcja z mostkiem bardziej mi odpowiada.

[ Dodano: 02-04-2015, 01:36 ]

I zamiast 7902 wstawiam np. L4941

[ Dodano: 02-04-2015, 01:38 ]

Z drugiej strony w dokumentacji jest napisane, że dla serwa wymagane napięcie to 5V. Nic się nie stanie jak podam mu 8/10V na zasilaniu?

[marek1707]

Nie o to mi chodzi. To jakie napięcie doprowadzisz do mostka (rozwiązanie 1) czy do gniazdek serwomechanizmów (rozw. 2) jest sprawą wtórną i w obu przypadkach podwyższanie napięcia w oczywisty sposób wpływa na maksymalne obroty silników.

Ja pytam o ideę. Sterowanie mostkiem rozumiesz, prawda? Niezależnie generowane PWM doprowadzone do dwóch mostków H (umieszczonych w jednej obudowie układu L293) powodują zmiany prądu silników i zmiany prędkości. 0% PWM to 0mA prądu, 50% PWM to 50% prądu maksymalnego a 100% PWM to pełne otwarcie mostka i full speed. A co w przypadku 2? On jest zupełnie inny: ma inną charakterystykę sterowania bo zakłada pewną przeróbkę serwomechanizmów oraz pozostawienie wewnątrz ich oryginalnej elektroniki (gdzieś musi być stopień mocy) i chcę się upewnić, że wiesz między czym wybierasz.

[Eyeless]

a) W mostku H mamy większą swobodę sterowania prędkością silnika, ponieważ możemy ustalić dowolną częstotliwość, a bez niego serwo musi być napędzane tylko z częstotliwością 50Hz?

http://www.robotyka.net.pl/sterowanie-serwomechanizmem/

b) Przy stosowaniu mostka i tak trzeba przerobić serwo aby wykonywało pełny obrót o 360 stopni, a nie 180 prawda? Np. wg. tego poradnika? :

http://www.sgm.siedlce.pl/index.php/warsztat/narzedzia/420-arduinocontservo

[ Dodano: 02-04-2015, 02:03 ]

c) Czy odpowiedni będzie jeden z tych akumulatorów 2s 7.4V do zasilania serw czy za małe napięcie?

http://allegro.pl/pakiet-li-pol-dualsky-7-4v-220mah-25c-i5195003846.html

http://allegro.pl/pakiet-li-pol-redox-7-4v-700mah-20c-t-plug-i5195003805.html

__________

Komentarz dodany przez: Treker

_allegro