Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Roboter zum Lernen - heavy duty Roboter verbessern


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von Andi (loopy83)


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Hallo zusammen,

ich habe einen Roboter geschenkt bekommen, der sehr massiv ist:
https://www.superdroidrobots.com/store/product=1788
Aktuell ist er mit den 8 inch Mecanum Rädern ausgestattet.
https://www.superdroidrobots.com/store/wheels-shafts/wheel-shaft-sets/product=1791
Gesteuert wird über RC.

Ich wollte mich mal etwas genauer damit befassen und wollte ihn als 
Plattform verwenden, um für meine Kids eine "fahrende Schubkarre" für 
leichtere Sachen zu bauen. So macht dann die Gartenarbeit mehr Spaß... 
naja... einen Grund zum Basteln braucht man wohl nicht wirklich.

Ich ersetze also die Mecanum Wheels durch normale Offroad Reifen und los 
gehts...

Ich habe den Code für den Arduino Leonardo Dank GBT verstanden und 
konnte ihn auch schon nach meinen Wünschen anpassen (entfernen der 
seitlichen Bewegung). µC Seitig bin ich also erstmal (!) gut versorgt.

Nun habe ich Bedenken bzgl. der Elektronik.
Wenn ich die Räder drehe, wird auch ohne Akku eine Spannung erzeugt, die 
potentiell zu hoch werden kann, wenn der Robi bergab rollt.

Dazu wollte ich mal fragen, ob es irgendwo eine gute Seite zu den Basics 
gibt.
- Wie baut man das Power System auf?
- Wo müssen irgendwelche Schutz-Schaltungen oder Freilauf Dioden hin?
- Wie kann man das BMS gestalten, gibt es evtl. fertige Varianten?
- Wie trennt man sauber digital (Adruino, Encoder, ...) und Power 
Sektion, so dass im dümmsten Falle nicht mal irgendein Strom durch die 
dünnen Massekabel fließt und alles kaputt geht?

Die Plattform läuft und fährt, nun wollte ich es robust machen und 
"absichern"...

Hat dort jemand gute "from scratch" Anleitungen oder Videos, die ich 
noch nicht finden konnte?

Vielen Dank!

: Verschoben durch Moderator
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Andi schrieb:
> Wenn ich die Räder drehe, wird auch ohne Akku eine Spannung erzeugt, die
> potentiell zu hoch werden kann, wenn der Robi bergab rollt.

Am besten lässt du also den Akku dran, damit die Energie da rein 
fliesst. Gleichzeitig begrenzt der Akku die Überspannung.
Aber du hast nichts über die Motoren und den Motorcontroller berichtet. 
Da gibt es ein dutzend Optionen beim Shop und es ist nicht klar ob und 
welche Option du hast.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Andi schrieb:
> Ich ersetze also die Mecanum Wheels durch normale Offroad Reifen
Vor du die alten Räder wegschmeißt meldest du dich bitte bei mir... ;-)

> Wenn ich die Räder drehe, wird auch ohne Akku eine Spannung erzeugt, die
> potentiell zu hoch werden kann, wenn der Robi bergab rollt.
Diese Energie musst du entweder im Motor in Hitze "vernichten" oder 
besser in die Akkus rekuperieren. Das Rekuperieren geht im einfachsten 
Fall "ganz von allein", denn der Strom sucht sich schon seinen Weg in 
den Akku, wenn die üblichen Freilaufdioden in den H-Brücken verbaut 
sind. Üblicherweise kannst du nicht mehr Energie rekuperieren als du 
vorher entnommen hast.

> Wie kann man das BMS gestalten, gibt es evtl. fertige Varianten?
Wenn du die abgebildeten Bleiakkus verwendest, dann ist das recht 
einfach: du baust einen Lastwiderstand ein, der bei einer Spannung über 
der Ladeendspannung aktiviert wird. Das greift dann ein, wenn du deinen 
Roboter frisch geladen auf einen Berg hochträgst, dort belädst und dann 
den Berg hinunterfahren lässt.

> Wie trennt man sauber digital (Adruino, Encoder, ...) und Power Sektion
Genau so:
> dass im dümmsten Falle nicht mal irgendein Strom durch die dünnen
> Massekabel fließt und alles kaputt geht?
Und das bedeutet "Sternpunkt für Leistungs- und Logikmasse".

: Bearbeitet durch Moderator
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Lothar M. schrieb:
> Und das bedeutet "Sternpunkt für Leistungs- und Logikmasse".

Für meinen kleinen Tyco Rebound habe ich eine Verteilerplatine für die 
Versorgung gebaut, von der alle Komponenten mit kräftigen Stützelkos 
ihre Spannung beziehen.
Die digitalen Komponenten, wie der RPico, die Beleuchtung und die WLAN 
Kamera haben dann jeweils ihre eigenen Spannungregler.

: Bearbeitet durch User
von Andi (loopy83)


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Matthias S. schrieb:
> Am besten lässt du also den Akku dran, damit die Energie da rein
> fliesst. Gleichzeitig begrenzt der Akku die Überspannung.

Ich verwende aktuell einen LiPo 6S Akku der hat ein 50C rating, also 
sollte ja theoretisch die Überspannung begrenzen?

Matthias S. schrieb:
> Aber du hast nichts über die Motoren und den Motorcontroller berichtet.
> Da gibt es ein dutzend Optionen beim Shop und es ist nicht klar ob und
> welche Option du hast.

Die Motoren sind diese hier, elektrisch scheinen alle gleich zu sein, 
haben nur eine andere Übersetzung:
https://www.superdroidrobots.com/store/product=1705
Incl. Encoder, dessen Signale auch vom Arduino schon verwendet werden.

Controller ist dieser hier:
https://eu.robotshop.com/products/roboteq-sdc2160-2x20a-7v-60v-robot-controller?gad_source=1&gclid=Cj0KCQiAlsy5BhDeARIsABRc6Zu_G_2IapmdvbTIwWJ9RE4MI6uBQT2kKSk5BsLofhAeQYkYMvI01KAaAtysEALw_wcB

Zwei Controller und vier Motoren.

Lothar M. schrieb:
> Vor du die alten Räder wegschmeißt meldest du dich bitte bei mir... ;-)

Einverstanden! :)

Lothar M. schrieb:
> Wenn du die abgebildeten Bleiakkus verwendest, dann ist das recht
> einfach: du baust einen Lastwiderstand ein, der bei einer Spannung über
> der Ladeendspannung aktiviert wird. Das greift dann ein, wenn du deinen
> Roboter frisch geladen auf einen Berg hochträgst, dort belädst und dann
> den Berg hinunterfahren lässt.

Ich verwende aktuell einen LiPo 6S Akku, 50C und 5200mA, den ich noch 
rumliegen hatte. Da muss man denke ich schon etwas Aufwand reinstecken, 
damit das safe ist.
Oder ich verbaue halt einfach zwei in Reihe geschaltete Blei Akkus, die 
sind ja etwas verträglicher und sollten jetzt auch nicht soooooo viel 
kosten?

Lastwiderstand dann mit einer Z-Diode und einem Widerstand, oder was 
bedeutet "er bei einer Spannung über der Ladeendspannung aktiviert 
wird"?

Lothar M. schrieb:
> enn die üblichen Freilaufdioden in den H-Brücken verbaut
> sind

Das muss ich nochmal prüfen in Zusammenhang mit dem Controller.

Lothar M. schrieb:
> Sternpunkt für Leistungs- und Logikmasse

Im Roboter gibt es eine zentrale Klemme für Masse und alles was 24V ist.
Ab hier geht es dann aber auch in 24Y=>12V und 24V=>5V DC/DC, die dann 
den Arduino und ein paar LEDS versorgen... das muss ich dann aber 
nochmal anschauen, wie ich das sauber verlegen und verkabeln kann.

DANKE!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Andi schrieb:
> Ich verwende aktuell einen LiPo 6S Akku, 50C und 5200mA

Damit wirst du allerdings nicht weit kommen, wenn da ein paar Schippen 
Blumenerde transportiert werden. Aber zum Ausprobieren reichts. Wenn der 
Akku ein anständigs BMS hat, würde das auch bei Überspannung den Akku 
abtrennen.

von Andi (loopy83)


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Matthias S. schrieb:
> Damit wirst du allerdings nicht weit kommen, wenn da ein paar Schippen
> Blumenerde transportiert werden. Aber zum Ausprobieren reichts

True... für den finalen Aufbau wird es dann eh ein weit größerer Akku.
Bei 200 Pfund Nutzlast der Plattform (die ich nicht mal ansatzweise 
erreichen will!), geht ein Teil schon in den Akku :)

Der LiPo hängt erstmal nur zum Testen dran, wie alles läuft, testen der 
FW usw.

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