Första PIC-projekt - Inverterad Pendel

[Mcz]

Hejsan!

Efter bara ha jobbat med analog elektronik de senaste 5 åren blev jag sugen på lite omväxling. Så har införskaffat mig ett MICROCHIP PICkit 2 Debug Express (DV164121) där det följer med en PIC16F887. Jag hade tänkt som första projekt att göra en inverterad pendel, för att få med både motorstyrning och reglerteknik.

Men var köper man motorer, hjul, accelerometrar, gyrogivare, etc? Är helt novis inom detta område, som sagt 5 år sedan jag rörde vid en mikrokontroller senast.

MVH Martin

[Stinrew]

Du får gärna beskriva mer vad du tänkt dig. Utseende, metod osv. Kanske någon bild/youtube-klipp på något som liknar det du tänkt bygga.

Förslag på inköpsställen:
Lawicel
Hobbytronik
Electrokit


Lycka till!

[ElectricMan]

Skulle tro att ELFA också har, dock är de ju givetvis MYCKET dyrare

[E85]

Jag byggde en inverterad pendel av Lego och tog linjär encoder och motor från en gammal skrivare.

[Mcz]

Stinrew:
Tack för tipsen, kollat där lite snabbt, inser att jag har noll koll på det här med motorer, men desto mer och roligare att lära sig! Hade tänkt mig att starta i liten skala så det inte springer iväg för mycket i pengar. Kanske något storleksmässigt som den här - http://www.youtube.com/watch?v=V40ScvJeFxg&NR=1

ElectricMan:
Kanon, då borde Farnell också ha en del delar, billigare och bättre att beställa därifrån, kan jag slänga med mina saker med en order från jobbet.

E85:
Såg ju ut att funka bra! Vad använder du för sensorer, gyrogivare, accelerometrar, optiskt?

Skummade genom de DC-motorer ELFA hade på lager, de skriver på en del att man kan byta rotationsriktning genom att reversera polariteten. Och det är väl en förutsättning för att få det att fungera, annars kan man ju bara kompensera lutning åt ena hållet. Kan ingenting om det här med motorstyrning, men man vill väl inte behöva skapa negativ matningsspänning också? Utan man lägger mittpunkten på halva matningsspänningen och sedan styr man riktning genom att styra andra polen runt mittpunkten, eller?

MVH Martin

[sodjan]

> Kan ingenting om det här med motorstyrning, men man vill väl inte behöva skapa negativ matningsspänning också?

http://en.wikipedia.org/wiki/H-bridge

[v-g]

En BRA vinkelsensor är denna: 73-215-40 en pot blir snabbt sliten om du får den att balansera bra då står man i princip på samma ställe hela tiden.

Annars kör hårt

[Mcz]

Sodjan:
Tack! Den där kopplingen underlättade ju avsevärt!

Jag antar man styr hastigheten genom att PWM:a? Använder man sig av soft-start också inledningsvis, för det går väl som mest ström när man ska dra igång den?

Hum, det slog mig att då kanske man kan använda en vanlig SMPS kontroller och styra hastigheten genom att ändra börvärdet, man får bara återkoppla hastigheten på något vis. Hur brukar man göra det? Såg att vissa motorer har en inbyggd encoder och lämnar ett antal pulser per varv. Kan man då RC-filtrera de pulserna för att få fram en nivå på hastigheten, eller gör man på något smartare vis?

MVH Martin

[Swech]

Kul att du startar med processorer
Ett förslag är att du kör igång med en H brygga samt en motor och exprimenterar utifrån detta.
Det finns massor med trådar om just h byggor och alla fallgropar runt dessa.
Pwm måste du ha om du skall göra en inverterad pendel.
Allra först skulle jag rekommmendera att blinka lite med lysdioder så att du blir lite varm i kläderna

Swech

[Mcz]

v-g:
Tack för tipset! Men några följdfrågor, hur implementerar man den som vinkelsensor, använder man sig av jordens magnetfält eller låter man den arbeta mot några permanentmagneter? Och blir den snabbt sliten? Den känner väl bara förändringar i det magnetiska flödet?

Swech:
Ja, det ska bli riktigt kul! Men du har nog rätt, får börja köra genom tutorialen som följde med kitet, var som sagt några år sedan jag senast pillade med processorer. För att inte tala om motorer och givare, ingen erfarenhet alls.

Och en H-brygga slänger jag ihop ganska lätt här på jobbet, även styrningen utav den ser jag inte som några större problem, just nu iaf. Men valet av motor.. Har hittat ett gäng artiklar nu på nätet, så får läsa genom dessa och göra lite preliminära beräkningar. Vill ju kunna använda motorerna till den framtida inverterade pendeln också, så man inte är dumsnål och köper något som är för klent.

Någon kanske har tips på motor förresten, så besparar det mig en massa beräkningar.. Gärna med encoder så man kan få ut hastigheten.

MVH Martin

[H.O]

Hej,
Det är för mig lite oklart exakt vad det är du ska bygga. Är det en två-hjulig balanserande robot eller är det en "gammal hederlig" inverterad pendel?

Om det är det sistnämda så kan det fungera med den sensor som v-g länkade till, eller en inkremental-enkoder, eller t.o.m en potentiometer. Det finns fina "servo-pottar" som har väldigt låg friktion och lång livslängd.

Om det är en balansernade robot du skall bygga så är det lite krångligare. En enkel variant är att använda två avstånds-sensorer, typ Sharp GP2D120, en fram och en bak på roboten. Problemet med detta är att ytan roboten skall köra på måste vara helt plan, det går inte att köra upp och ner för en backe t.ex.

Nästa steg är accelerometer, med en sådan kan man känna vilket håll som är "ner" men problemet är att den påverkas av just acceleration vilket gör att så fort roboten börja accelerera för att kompensera en "störning" så vet man inte längre vilken del av signalen från sensorn som är "lutning" och vad som är resultatet av robotens acceleration. Encodrar på hjulen kan vara en möjlig lösning.

Lösningen på det problemet brukar vara att kombinera signalen från accelerometern med signalen från ett gyro genom någon form av digital filter, vanligen en Kalman filter.

Jag började för 'ett tag' sedan på en balanserande robot men körde fast vid den avancerade mattematiken kring filtret, jag har lite info om mitt bygge och hur jag gick till väga här. Det var ett bra tag sedan jag jobbade på det bygget men har för avsikt att återuppta det så småningom....

/Henrik.

EDIT: Jag använde en färdig H-brygga (LMD18200) till min motorstyrning, inte jättebilligt men smidigt. Angående motorer så hänger det helt och hållet på vad och hur stort du tänkt bygga.

[v-g]

Den fungerar som så att du har en magnet som du fäster på en axel och denna sensor inom 5mm från denna axel då läser den av positionen med stor nogrannhet utan den minsta friktion. Slitna blir de aldrig det var just detta jag var ute efter

Jag har använt den till en shuntsensor kolla http://elektronikforumet.com/forum/view ... 54#p451054 och framöver. Det ska vara några yttre kondensatorer, dessa lödde jag direkt på experimentkortet som sensorn sitter på. På så sätt kopplar man bara in den exakt som en potentiometer och för att då testa så kan man sätta en potentiometer i dess ställe.

[Mcz]

H.O:
Det var en två-hjulig balanserande robot jag tänkt mig. Lite avskräckande med den avancerade matematiken du nämner, var lika längesen (5år) man läste någon matte överhuvudtaget också. Men jag tänker ändå ge det ett försök, skam den som ger sig! Men som du skriver, kan man inte använda ett gyro? De är väl mindre känsliga för yttre "felaktig" påverkan? Eller ifall man använder sig av flera accelerometrar, för att känna i olika riktningar/dimensioner? Men blir nog som sagt många variabler att ta hänsyn till. Får läsa mer på din sida (inte hunnit kolla än) och klura lite. Och tack för tipsen/hjälpen!

v-g:
Aha, tack för förklaringen! Ska kolla närmare på det sen, får jobba vidare nu.

MVH Martin

[Mcz]

Nu har jag beställt Pololu Wheel & Enc. set och 30:1 Micro Metal Gearmotor från Lawicel, samt Reglerteknikens grunder av Bengt Lennartson från Adlibris.
http://lawicel-shop.se/shop/custom/prod ... &refcode=p
http://lawicel-shop.se/shop/custom/prod ... &refcode=p
http://www.adlibris.com/se/product.aspx?isbn=9144024169

Kommer bygga en H-brygga själv på jobbet, så snart kan jag börja laborera lite, ska bli kul! Tar det där med sensorer sedan, när jag fått ordning på motorstyrningen.

MVH Martin

EDIT: Stavfel.