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.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[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