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Projekte mit selbst fahrenden RoboternRoboter

Auf dieser Seite soll es um Projekte gehen, bei denen autonome Geräte irgendetwas "wie von selbst" tun. Sicher werden vor allem Sachen mit motoriserten Antrieb entstehen, aber mal sehen was mir so alles einfällt.

MAI 2001 - Mein erstes selbstfahrendes Objekt

Aller Anfang ist schwer, deshalb hab ich es mir so leicht als möglich gemacht. Es sollte etwas entstehen, was sich selbst bewegt. Das war ganz am Anfang der Ausgangsgedanke. Also was benötigt man? Eine Grundplatte, einen Motor zum Antrieb, die Lenkung, eine Steuerung für den Motor und die Lenkung und natürlich einen Akkupack.

Der Antrieb und die Lenkung

Für den Antrieb habe ich schon lange Servos rumliegen gehabt. Die habe ich geöffnet, und den Endanschlag entfernt. Das Poti, das drin ist habe ich entfernt, und statt dessen zwei Widerstände die in Reihe einen Widerstand wie das Poti haben, eingelötet. Das entspricht elektrisch einem Poti in Mittelstellung. Die Servos lassen sich nun ansteuern und schwenken nicht in einem bestimmten Winkel, sonder dreen sich jetzt Endlos. Eine runde Servoplatte habe ich gleichzeitig als Rad genutzt. Ach ja: Wegen der Einfachheit habe ich zwei Servos als Antrib genutzt. Und Richtig: Damt entfällt die Lenkung. Denn das geschieht jetzt einfach wie bei Kettenfahzeugen. Dieses Problem war gelöst.

Die Steuerung

Irgendwie mussten die Servos angesteuert werden. Da ich sowas schon mal gemacht habe, wurde heir das "Servo PIC III" Projekt eingesetzt. Das ist eine Platine mit einem progarmmierbaren Mikrocontroller (PIC16F84) der einen Spannungsregler drauf hat. Die Platine steuert die zwei Servos an. Der Microcontroller bekommt ein Programm eingebrannt, welches die Motoren ein oder ausschaltet.

Die Grundplatte und der Akku

Ich musste die zwei Servos irgendwie auf eine Art mechanisch verbinden. Da bei mir genug sinnlose CDs rumliegen und ich noch eine Rolle mit zweiseitigen Klebeband habe, klebte ich die Servos einfach auf eine CD. Später habe ich eine zweite wegen der Stabilität draufgeklebt.

Das Resultat:


Der zweite Versuch

Die Mechanik

Im Gegensatz zur Elektronik habe ich nicht so sehr Interesse daran ausgefeiltem mechanische Raffinessen zu erfinden. Deshalb nehme ich für meinen zweiten Versuch ein fertiges RC Modellauto, welches mit einem Servo zur Lenkung und einem für den mechanischen Fahrregler ausgestattet ist. Ein Fach für den Akkupack ist ebenfalls schon vorgesehen.

Die Steuerung

Da ich den Motor stufenlos regel will, und nicht nur schnell oder langsam, vorwärts oder rückwärts, werde ich den mechanischen Fahrregler durch einen elektronischen Drehzahlregler austauschen. Ich werde den Motor in einer Transistor H-Brücke einsetzten und per PWM die Leistung steurn. Zu diesem Zweck suche ich zur Zeit passene Transistoren. Es wird vermutlich eine MOSFET Lösung werden. Wie ich den PWM - Generator ansteuere weiß ich noch nicht, da es verschidene Lösungen gibt. Die einfachste Möglichkeit bestände darin einfach mit zwei 555er Schaltkreisen eine Schaltung zu bauen, die dann wie ein Servo anzusteuern wäre. Doch das ist zu umständlich. Erst das (zeitkritische) Signal erzeugen und es anschlisend wieder in PWM wandeln. Eher werde ich einen Widerstandsabhängiges PWM erzeugen und mit dem Controller einfach per pull-down Widerstände nach Masse schalten. Aber erst muß ich eine Lösung für die H-Brücke finden.

Die Motorsteuerung, der Leistungsteil

Idee 1

09:05 31.05.01 - In den vergangenen Tagen habe ich MOSFETs gesucht, mit denen ich einen Motor steuern kann. Weil ich bereits drei N-Kanal Mosfets des Typs IRF 530 hatte, habe ich einfach dazu die komplementären P-Kanal Typen bestellt. Weil IRF 540 und IFR9540 mehr Strom schalten können, habe ich die in die Schaltung eingesetzt. Die Brückenschaltung sieht nun folgendermassen aus:

Brückenschaltung von vier MOSFETs

Die FETs müssen nun irgendwie angesteuert werden. Dazu benötige ich ein pulsweitenmoduliertes Signal. Dazu gebt es fertige Schaltkreise, die ich aber nicht habe. Als erstes habe ich eine Schaltung mit zwei 555, also einem 556 probiert. Aber da muß ich eine Konstantstromquelle einsetzten. Und die Richtungswahl sowie das Stoppen ist dort noch gar nicht geklärt. Deswegen hatte ich dann gestern die Idee dem Motor mit einen PIC-Prozessor 16F84 anzusteuern. Mal sehen, ob das klappt. Diese Idee muß ich noch etwas ausbrüten.

Idee 2

17:07 31.05.01 - Mir ist was einfacheres eingefallen. Und zwar schalte ich einen Mosfet in Reihe zu dem Motor. Um ihn in zwei Richtungen laufen zu lassen schalte ich die Polarität per Relais um. Das kann ohne Last geschehen, was für eine Kontaktschonung sorgt. Die Ansteuerung ist wesentlich einfacher geworden. Es muß nur ein PWM - Signal erzeugt werden. Damit ist dann kein PIC mehr nötig. Die PWM - Erzeugung kann mit der von mir vorgesehenen Schaltung mit zwei NE555 (1 x NE556) gemacht werden.


Fragen, Anregungen, Kritik und Korrekturhinweise könnt ihr an mich senden.

Diese Seiten wurden zuletzt am 19:48 01.04.02 aktualisiert

seit 28. Mai 2001 im Bereich Elektronik