Робот-шпион. Двигатель и механика

Робот-шпион. Двигатель и механика

В этой теме размешаем все, что касается двигателя и механики робота - шпиона.

Разделы ветки «Робот - шпион»
1. Робот-шпион График Выхода и Обсуждение серии viewtopic.php?f=64&t=2993&start=520

2. Робот-шпион. Сборка робота. Этап 1. Силовая сборка и двигатели viewtopic.php?f=64&t=3072

3. Робот-шпион. Гараж Азимова. Роботоразговоры. Роботофлуд. viewtopic.php?f=64&t=3143

4. Робот-шпион. Система питания viewtopic.php?f=64&t=3517

5. Робот-шпион. Двигатель и механика viewtopic.php?f=64&t=3625

6. Робот-шпион. Мастерская. Только мастер-классы viewtopic.php?f=64&t=3715

7. Робот-шпион. Скайнет: Роботоссылки viewtopic.php?f=64&t=3067

8. Робот-шпион. Видеокамера и видеонаблюдение viewtopic.php?f=64&t=3824

Он включит двигатели и начнет считать импульсы. Причем, в этом режиме его волнует общее число импульсов, а не конкретное значение с конкретного канала. Здесь где-то выше писали, что если один из датчиков снять, то путь прямо составит 60 см, а не 30. Так что выставлять крыльчатки оптопар в половину угловой секунды считаю не надобным. А вот заставить его в режиме "ехать прямо" режим-таки отрабатывать считаю важным, ибо еще не известно, к чему это в будущем приведет.
Кстати, по поводу прямого движения на свет - это говорит только лишь о том, что он успевает стабилизировать разную скорость вращения колес так, что глазу не видно. А на самом деле, подозреваю, ему кажется что у него перед носом фонарик в сторону едет с завидным постоянством. В мире все относительно. Поставьте себя на место хромой консервной банки и многое прояснится.

Как я решил проблему с тем, что робот ездит по кругу вправо.
Я только на 28 номере наткнулся на то, что движение уже можно протестировать. (Журнал я не читаю, только инструкции... иногда)
Протестировал и огорчился, робота тянет сильно вправо. С тем кто утверждает что ничего страшного в этом нет, это не так, потом, при "свободном" движении по квартире "мозги" робота будут думать, что едут прямо, а на самом деле робота будет тянуть вправо.
У меня работ двигался по кругу радиусом сантиметров тридцать.
Перебрал все редукторы, еще раз все промазал, подкладывал шайбы, проверил напряжения - не помогает.
Немного ослабил крепеж редуктора и тут робот начал двигаться уже по кругу сантиметров 50... Малый результат, но результат.
Итак задача: устранить сильное торможение правого колеса, т.к. с напряжениями на двигателях у меня все ок.
Исследование: давление внутри редуктора. Узнать что создает давление и как это устранить.
В процессе тестов, методом проб и "тыка" выявлено - сильное давление создает звезда мотора на ведомую ей звезду редуктора.
Способ лечения: Подкладываем под двигатель (между двигателем и площадкой на которой он лежит) подкладку. Опять же опытным путем пришлось искать какая толщина прокладки оптимальная.
Тут у каждого будет свой результат, у меня около 0,3 мм.
Итог: плотно затянутые болты редуктора. Робот "берет" немного влево))
Решение: Подложил так же подкладку и под двигатель левого колеса, толщиной наверное 0,1 мм.
Общий итог: Колеса движутся свободно, шума не прибавилось, робот движется по прямой более 3 метров без изменения траектории.
P.S. Да, и датчики тут совсем не причем, никакое программирование не поможет. Возможно что "бабочка" трется о детектор датчика, это можно узнать по характерному звуку. Тут, тоже решение одно - прокладка между датчиком и двигателем (либо между платой датчика и телом двигателя, либо между креплением платы датчика и "попой" двигателя.)
P.P.S Если у кого-то при сборке робот вообще не едет, либо плохо едет, один из вариантов - устранение налета с печатных плат спиртом (Не одеколоном, не водкой, а именно спиртом и ничем другим)

Я вас огорчу. Вы не решили проблему. Это - костыль, который отвалится очень быстро. В процессе эксплуатации робота изменится любой параметр (кол-во/вязкость смазки, затяжка винтов, износ щеток моторчиков) и он поползет в сторону. Еще раз объясняю принципы работы ОС (обратной связи) и все остальное.

1. Любая пара моторчиков - разная.
2. Любой набор шестерней, колес и корпусов для левой и правой части - разные.
3. Количество смазки, которую вы залепили в редукторы - разное. Какая-то часть ее будет слетать в процессе работы.

Поэтому, чтобы робот ехал прямо, делают систему обратной связи. Оптопара, которая установлена на каждый моторчик, сообщает, сколько каждый делает оборотов. Если кол-во оборотов разное - моторчик с меньшим количеством оборотов получает прибавку в питании. Так происходит выравнивание робота. (Для понимания: именно поэтому "опасно" пробуксовывание одного колеса на скользкой поверхности, потому что с точки зрения "логики" робота - он едет прямо (обороты одинаковые), а на самом деле его разворачивает). Так вот, если робот едет криво, то возможны следующие причины:

1. Проблема с "логикой" (битая микросхема)
2. Проблема с датчиками (оптопарами)
3. Смешанная проблема

Начну с 3 причины. Действительно, если один из моторов подклинивает по тем или иным причинам (перетянуты винты, заусенцы на шестернях и т.д.), то ОС пытается компенсировать проблему, подает максимум питания на моторчик, но это не исправляет ситуацию. В итоге, робот едет криво. Работа ОС на этом заканчивается.
Если вы все проверили, и даже выровняли движение робота прокладками, это значит, что проблем с подклиниванием у вас нет. Тупо не работает ОС. Соответственно, получаем проблему 1 или 2.
Тут на форуме кто-то писал, что поборол проблему не подкручиванием винтов, добавлением смазки или прокладок, а банальным отмыванием плат, на которых стоят оптопары.

Почему я склоняюсь к проблеме 2.
Когда робот работает в режиме поиска света - он едет прямо. Т.е., когда в качестве обратной связи используются датчики света - все работает, ничто не мешает ехать прямо, а когда оптопары - робот кривит.

Я отложил решение проблемы из-за нехватки времени. На выходных разберусь - напишу.

Нет. Не угадали. Видели оптопару на лидаре? Картирование будет складываться из показания оптопар на моторчиках и лидаре. Вот тогда "косоезженье" и будет создавать вам "косокартие" по полной программе!

Не думаю, что в нашем роботе реализована система обратной связи. По всей видимости оптопары служат только (на данный момент) для контроля за проходимым роботом пути + контроль за углом поворота. В двух словах, зная передаточное число редуктора и радиуса колеса несложно запрограммировать робота на простые действия. Например, n - импульсов с оптопары равно m - проходимому пути и т.д. При реализации обратной связи (для контроля за прямолинейностью движения) посредством оптопар должен вводиться ещё один параметр - "время". Тут либо сравнение кол-во импульсов с оптопар за определенное время, либо сравнение длительности импульса - в любом случае это ведет к усложнению системы, и вряд ли разработчик будет "париться", чтобы внедрить данный момент в этого робота. В конце концов перед нами всего лишь игрушка, а не серьезный агрегат... И сама конструкция шасси настолько упрощена, что добиваться от робота идеального прямолинейного движения вряд ли стоит.

Забавно. Пишите про отсутствие обратной связи и тут же ее описываете. Чтобы повернуть на 90 градусов, нужно остановить одно колесо и подавать питание на мотор другого колеса в течение N импульсов от оптопары. То же самое и движение вперед на 30 см, например. Подавать питание на моторы в течение N импульсов от оптопар. Но подсчет импульсов и выбор действий в зависимости от их количества - это и есть обратная связь!


"Время" у нас присутствует по умолчанию. Почитайте журнал, который идет вместе с запчастями для робота. Он хоть и для детей, но поможет вам... "освежить" знания.
Что касается простоты: если я приложу что-то горячее к вашей руке, вы, не задумываясь, моментально ее отдернете! Примитивная обратная связь, а какая полезная! Это я к тому, что базовые ОС очень полезны, несмотря на простоту. И присутствуют даже у одноклеточных. Реакция на свет - тоже одна из простейших. Это и пытались донести составители серии до школьников. В занимательном виде, так сказать.

Так речь шла не про отсутствие или наличие обратной связи, а про наличие обратной связи конкретно для реализации прямолинейного движения (мой пост был ответом на ваш пост..). В ваших рассуждениях о возможных причинах не прямолинейного движения робота была допущена одна ошибка, которая могла бы ввести в заблуждение некоторых читателей - вы не рассмотрели тот момент, что в нашем роботе вообще не реализована система обратной связи для корректировки прямолинейного движения робота, вот об этом я и пытался сказать в своем посте.

Давайте порассуждаем:
Если ваш робот четко выполняет команды: вперед-назад 30см, повороты влево-вправо, то значит импульсы с оптопар идут, т.е. они (оптопары) исправны. Далее, эти импульсы успешно обрабатываются микросхемой, и значит вероятность того, что микросхема битая - ничтожна.
Далее, если в роботе была бы система контроля за прямолинейностью движения, то робот вначале пути всё равно бы "кривил", пока не подобрал бы оптимальную "точку"... . Но судя по форуму, у многих робот просто "забирает" влево или вправо без попыток выровнять движение (у меня в том числе) - не у всех же битая микросхема.

Вот, как то так

Но если команда вперед 60 см - выполняется подачей на моторы напряжения и подсчета импульсов условно по 100 с каждой стороны, логично предположить что движение должно быть более менее прямолинейным.

Более быстрый мотор "отсчитает" 100 импульсов быстрее и остановится раньше. Иногда у себя наблюдал такую картину, что один моторчик останавливался раньше (это если дистанцию роботу задавать). Т.е. робот клонит влево, но при остановке робот немного поворачивается вправо - как бы более медленная сторона продолжает работать, наверно пока не отработает свои 100 импульсов.

Но 100 импульсов он должен отработать не зависимо от скорости вращения, т.е. самый быстрый сперва отработае, а потом будет работать другой и по идеии робот должен сперва идти по дуге в одну сторону а потом почти на месте повернутся в другую добивая не успевшие за быстрым мотором импульсы. А у нас он просто едет по дуге и все.

Вот тут и кроется ваше непонимание. 100 импульсов у моторчиков заканчиваются всегда одновременно.
Работающая оптопара показывает 100 импульсов. Плохо работающая - должна показать 100 импульсов (реальных перекрываний луча от светодиода к фототранзистору), а показывает 120 "мнимых" импульсов. Обратная связь получает 120 "мнимых" импульсов тут же доводит их до 100, а в реальности их получается меньше ста. Соответственно, робота всю дорогу чуть-чуть сносит. Но останавливаются моторы по достижению ста импульсов (реальных и "мнимых").
Короче, представьте, что оптопары работают с разными коэффициентами: работающая оптопара с коэффициентом равным 1, а неработающая с коэффициентом равным 1,2 (или 0,8).

Ну если так то да. Но если считать что ложных импульсов на оптопарах нет то простое сравнение импульсов и добавление напряжения отстающему мотору все исправляет. То есть вы хотите сказать что все так и есть, просто на оптопарах ложные импульсы?

Если бы 100 импульсов у моторчиков заканчивались всегда одновременно, то это означало лишь бы одно, что обороты моторчиков абсолютно одинаковы и робот наш в данном случае движется идеально прямо. Но в том то и дело, что обороты моторчиков по разным причинам будут хоть немного, но отличаться - ничего идеального нет.

Например, один моторчик дает 300 об/мин., и т.е., исходя из устройства нашей шторки на плату управления поступает 600 импульсов с оптопары. Другой 310 оборотов, и соответственно 620 импульсов. В итоге имеем следующее: за 1 мин получаем разное количество импульсов - 600 и 620.

А то что оптопара выдает по каким то причинам 120 вместо 100 импульсов - очень и очень маловероятно... Как правило, оптопара либо работает, либо не работает.

DAlex, сколько вам лет??? Если вы школьник, то я напрягусь и объясню вам принцип работы. Если взрослый (>18 лет) - читайте литературу. Если вы считаете, что ваш робот работает по вашему принципу - наслаждайтесь. Как вы говорите - моторы не идеальны. С одного приходит 100 импульсов, с другого 150. А остановить нужно через 120 импульсов. Что сделает робот (управляющая схема)? Или по вашему робот засекает минуту и через минуту останавливается? Тогда отключите оба датчика, запрограммируйте робота на езду по прямой, запустите и увидите, что будет.
Прежде чем что-то говорить, хотя бы попробовали "поиграться" с тем, что собираете. А еще читайте журнал, который покупаете!

Все немножко сложнее. Есть аналоговые входы, есть цифровые. На цифровом могут просто считаться импульсы, на аналоговом - уровень напряжения. Надо смотреть (пока руки не дошли). Вдаваться в подробности я сейчас не буду. Иначе DAlex весть мозг проест со своими теориями.

Извиняюсь, конечно, за флуд перед форумчанами, но если вас интересует мой возраст, то отвечу просто - я взрослый (> 18 лет ) с высшим образованием по специальности "Радиотехника", и поэтому когда человек говорит о том, в чем плохо понимает, то это мне видно очень четко.

Например, пишите:
ЛИЧНО вам объясняю: Например, мы даем роботу команду пройти 30 см. В "мозгах" робота прописано, что 30 см условно это 100 импульсов. Т.е., пока на микросхему с оптопар не придет эти 100 импульсов, напряжение на моторчики будет поступать. В этом и заключен здесь принцип обратной связи (микросхема - моторчик - оптопара - микросхема). И то, что вы написали про 100, 150, 120 импульсов - это (не в обиду будет сказано) демонстрация непонимания принципа работы этой самой обратной связи, о которой вы так любезно говорили.

"Играться" не люблю по ряду причин: Статика, хрупкие провода, не хватка времени. Но все ж пробежался мельком по форуму, и вот что пишут люди:
- датчики не подключены - робот едет без остановок (правильно, на микросхему импульсы не поступают, подсчитывать нечего);
- подключен один датчик - дистанция робота увеличивается в 2 раза вместо заданной (а значит я ошибался, микросхема считает суммарное количество импульсов с оптопар, а не независимо с каждого колеса. Т.е. если "мозги" запрограммированы на 200 импульсов, но с одного "колеса" пришло 110, а с другого 90, то всё равно моторчики остановятся одновременно.)

Я уже давно заметил, когда у оппонента не хватает аргументов - он начинает рассказывать о том, что заканчивал и где работает.

А теперь пройдемся по постам:
1. Вы: "...Более быстрый мотор "отсчитает" 100 импульсов быстрее и остановится раньше..."
2. Я: "... 100 импульсов у моторчиков заканчиваются всегда одновременно..."
3. Я: Вопрос: с одного приходит 100 импульсов, с другого 150. А остановить нужно через 120 импульсов. Что сделает робот (управляющая схема)? "
4. Вы: "... то, что вы написали про 100, 150, 120 импульсов - это (не в обиду будет сказано) демонстрация непонимания принципа работы этой самой обратной связи..."
3. Вы: "... а значит я ошибался, микросхема считает суммарное количество импульсов с оптопар, а не независимо с каждого колеса. Т.е. если "мозги" запрограммированы на 200 импульсов, но с одного "колеса" пришло 110, а с другого 90, то всё равно моторчики остановятся одновременно..."
Прогресс на лицо!

Теперь еще два вопроса:
1. Сигналы с оптопар приходят на цифровой или аналоговый вход?
2. Одинаковые ли напряжения питания на левом и правом моторчиках и от чего это зависит?

- Без комментариев...

Не хочу оказаться случайным арбитром в этой встрече, но есть пару слов между. Во-первых - это игрушка, и раздувать из-за нее скандал нет смысла. Во-вторых - (тут я согласен с Bee) за "переметчивостью" мыслей следить надо (прошу прощения, если что не так). И, в-третьих: будут средства визуализации перемещения этого робота, узнаем, кто был прав (ручной привод понятнее для исследователя).
Да, и насчет того, кто что закончил и где работает: это в нашем случае вообще не важно. Вопрос не в том, что и кем, а что и когда. И выпячивать это не имеет смысла. ИМХО. Опыт имеется...

Bee
Давайте я попробую ответить на ваши вопросы.
И так

Зависит c какого колеса сколько импульсов придёт. Дело в том, что датчики левого и правого колеса выполняют разные функции, левый датчик используется для измерения пройдённого пути и как опорный для подстройки скорости правого колеса, а правый только для подстройки скорости правого колеса.
Алгоритм примерно следующий:
Допустим нам надо проехать путь в 100 импульсов.
1. включаем оба колеса и начинаем следить за счетчиком левого датчика
2. к примеру, как только левый датчик набирает 10 импульсов, мы проверяем датчик правого колеса, если на правом датчике меньше 10 импульсов то добавляется скорости на правое колесо если больше, то уменьшается. И так через каждые 10 импульсов с левого колеса.
3. Как левый датчик наберет 100 импульсов, останавливаемся.
Если вы не пробовали экспериментировать с отключением датчиков, то можете полистать форум, при отключении левого датчика робот вместо заданного пути едет бесконечно.
Кстати на моем экземпляре довольно хорошо видно, что скорость колес синхронизируется, если отключить все датчики то робот едет по дуге, а с датчиками в момент старта его слегка разворачивает вправо, после чего он едет ровно прямо.

По поводу этих вопросов.

1. Накой аналоговый вход для подсчета импульсов (изначально цифровых данных)?
2. Напряжение на моторах может либо быть, либо не быть, схема управления моторами цифровая и скорость изменяется не изменением напряжения, а изменением длительности импульса.

Ну, извините…, а давайте пробежимся по предыдущим постам:


Таким образом, вам был дан адекватный ответ, что я не какой нить дилетант, а всё-таки имею какой-то багаж знаний, позволяющий трезво рассуждать о принципах работы робота. А вы, если уж посылаете к источником, то будьте добры конкретно называть номер журнала, главу и т.д., а то выглядит просто как «игра на публику».
И вообще, крайне неприятно вести диалог в таком русле.

Прежде чем вернуться к нашим "баранам", хотелось уяснить один момент. Что подразумевается под выражением «100 импульсов у моторчиков заканчиваются всегда одновременно..."?

Ладно. Пора вмешаться инженеру по автоматизации. С опытом работы с подобными вещами.
Обычно такие вещи делают так:
При задании прямолинейного движения выставляют при помощи ШИМ 75% от максимума оборотов.
Далее задаеться временной интервал ( например секунда, но может быть и другим ...) по внутреннему таймеру.
И начинаем считать импульсы с правого и левого мотора.
По истечению интервала времени (например секунды) сравниваем оба значения.
Допустим А - левый мотор, Б - правый.
Если А=Б - ничего не трогаем.
Если А>Б - прибавляем к ШИМ правого мотора константу (левое колесо быстрее правого)
Если А<Б - вычитаем из ШИМ правого мотора константу (левое колесо медленнее правого)
Обнуляем счетчики и продолжаем цикл ...

Сам делал такие штуки. Шли ровно вперед. Другими словами - одно колесо не торгаем, а другое прибавляем или убавляем понемногу напругу в зависимости от сравнения сигнала с датчиков. Если за определенный период число импульсов с датчиков одинаково - значит идем прямо.

DanilinS, а у вас тоже система синхронизации работает, и робот выравнивает движение? А т.е., мне, как и большинству, просто не повезло?