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Ardumower Chassis / Prototyp - Elektronik & Motor

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nero76

Moderator
Hallo,

anbei ein paar Bilder des Chassis-Prototypen, diesmal mit Motoren und Elektronik. Ich bin heute leider nicht zum Testen gekommen, sondern habe stattdessen die Platine passend für das Chassis neu aufgebaut (siehe Bilder). Jetzt muss ich noch den Rest verdrahten (Arduino) und danach ist dann der Motortest dran! :)

Gruss,
Alexander
 
Super, Sven und ich waren sehr Neugierig aber wollte Dich nicht mit Nachfragen vom bauen abhalten. ;)
Mal sehen wie laut die sind, das Chassis ist ja recht kräftig und sollte gut dämmen.
 
Hallo,

ich habe die Motoren kurz draußen getestet (mit LiIon 24V Akkupack wie auf dem Bild zu sehen, Gesamtgewicht 9 kg) - man kann sagen, der Mäher kommt definitiv die Berge hoch :) - An der Software müssen wir aber einiges verbessern... (mehr Sensoren für das normale Fahren benutzen)

Der Mäher zeigt am Hang ein ähnliches Verhalten wie andere Mäher welche ohne Odometrie und/oder Kompaß arbeiten (wie z.B. die älteren China-Mäher) - das Timing welches auf der Ebene gut paßt, haut bei Gefälle nicht wirklich hin, d.h. der Mäher dreht teilweise gar nicht oder zu schnell oder saust viel zu schnell nach unten. Auch die Ströme bei Bergauffahrt sind andere, so dass die Grenzen in dieser Situation nach oben verschoben werden müssen... Das Gewicht spielt dabei natürlich auch eine Rolle - bei meinem Allrad-Leichtgewicht-Mäher sind mir diese Punkte nie aufgefallen (4 Räder kompensieren bei Bergen einiges).

Ich werde noch ein Video machen.

Gruss,
Alexander
 
@Sven: Drehmoment ist ausreichend.

Geschwindigkeit: in der Ebene ist er sehr schnell unterwegs, bergab ist er zu schnell und bergauf ausreichend. Daran sieht man schon was als nächstes in die Software muss: konstante Geschwindigkeitsregelung. Wenn keine Odometriesensor vorhanden ist, wird einfach eine konstante Geschwindigkeit angenommen. Durch die Regelung startet er dann ein paar Millisekunden relativ schnell und regelt dann entsprechend herauf/herunter (so ähnlich macht das der Bosch-Mäher auch :)). Ich glaube damit wird er dann deutlich besser laufen? Da konstante Geschwindigkeit erreicht wird, können ja weiterhin die vom Benutzer eingestellten Zeitwerte verwendet werden.

Oder sollten wir für die Benutzer-Einstellungen besser umstellen von Zeitwerten auf cm-Angaben? Bei cm-Angaben würden die Ist-Werte dann ohne Odometrie-Sensor über die Zeit ermittelt (Weg = Zeit * konstante Geschwindkeit). Den Geschwindigkeitsfaktor könnte man für den Fall des fehlenden Odometriesensors z.B. einstellbar gestalten.

Für die Drehung auf der Stelle nutzen wir wohl demnächst ausschließlich den Kompaß - falls deaktiviert, zählen wir wohl besser ebenfalls die Radumdrehungen. Falls kein Odometriesensor vorhanden ist, werden wieder die alten (vom Benutzer eingestellten) Zeitwerte zum Drehen verwendet. Ich denke so wird das mit dem Drehen deutlich besser laufen?

Räder: auf Rasen bringen sie die Leistung, auf festerem Untergrund (Weg, Erde etc.) geht es einigermaßen, an kleineren Stufen (Kanten mit ein paar cm Höhe etc.) drehen sie durch. Zum Glück liegt davor ja eine Induktionsschleife, so dass man diese kritischen Stellen eigentlich ausschließen kann.

Radnaben: ich musste sie alle paar Minuten nachziehen (sie lockern sich). Das Rad lockert bei hohen Kräften die äußere "Befestigungsmutter" - anscheinend reichen Fächerscheiben nicht aus.

Das Grundstück ist zum Testen optimal :), es ist alles dabei (Ebene, leichtes Gefälle, hohes Gefälle, etc)

Gruss,
Alexander
 
Das sieht doch alles in allem nicht schlecht aus. :)
Bin gespannt wie warm die nach einer guten Stunde Betrieb auf Deiner Mondlandschaft sind. :whistle:
Wenn Du meinst das alles im Grünen Bereich ist gebe mir bitte Bescheid, bei der langen Vorlauf Zeit will ich so schnell wie möglich bestellen.
 
@Markus: ich habe mal für 10 Minuten die Motor unter Last laufen lassen (d.h. mit denselben Stromsensor-Werten wie ich sie am Hang bekommen habe) und Motortreiber sowie Motoren wurden dabei mittelmäßig warm. Also bestimt nicht wärmer als z.B. meine Ambrogio-Motoren.

Fazit: der Mäher kommt den Hang hoch, also von meiner Seite aus können wir die nehmen. Wenn Sven auch nichts dagegen hat, würde ich sagen: bestellen.
 
Hallo,

hier ein Video des Motor-Tests (mit Fernbedienung/manueller Steuerung)
http://youtu.be/_XWXAPYuRyo
Folgende (teilweise) wichtige Modifikationen wurden durchgeführt welche demnächst in das Projekt übertragen werden:

1. Verpolungsschutz für Batterie:
a) Diode in Sperrichtung (>=5A) zwischen Batterie (+) und (-) nach der Sicherung. Diese soll bei Verpolung der Batterie den Strom über die Sicherung leiten, so dass diese durchbrennt.
b) Sicherung: reduzieren auf 3,15A (T-träge). Die Sicherung darf nicht zu hoch gewählt werden (nicht höher als die Diode in Punkt a ausgelegt ist), da sonst bei Verpolung (Punkt a) die Diode durchbrennt und damit eine Verpolung wieder auf die Steuerung übergreift (und diese zerstören würde). Daher lieber eine Sicherung kleiner und ggf. erhöhen falls zu gering.

2. Motor:
a) 0,47nF Bipolar Keramikkondensator 250V AC parallel am Motor anbringen. Dieser Soll die hohen Spannungs-Spitzen der Gegen-EMK reduzieren. Die im Motor (intern) angebrachten Kondensatoren sind evtl. zu gering.
b) 4,7 Ohm (oder geringer) Leistungswiderstand (15W oder mehr) in Reihe mit dem Motor anbringen. Dieser soll zusammen mit dem Kondensator (Punkt a) die hohen Spitzen minimieren bzw. den maximalen Strom begrenzen. Die Idee ist: R=U/Imax, also R=24V/2A=12 Ohm - 7 Ohm hat der Motor schon selber, also etwa 5 Ohm Leistungswiderstand. Benötigte Leistung: P=R*I^2, also P=4,7*2A^2=18W

3. Arduino: ziwschen den Pin-Ausgängen des Arduinos und dem Motortreiber (pinDir, pinPWM) jeweils einen Schutzwiderstand (27k) setzen. Dieser soll im Falle einen Motortreiber-Defektes (FET Gate-Überspannung) den Arduino schützen.

4. Arduino-Software: die Geschwindigkeitsänderung welche zum Motortreiber geschickt wird, wird nun durch einen Tiefpaß grundsätzlich verzögert, so dass ein zu schneller Wechsel (vor/zurückfahren) nicht mehr möglich ist.


Mir sind beim schnellen Vor-/Zurück Fahr-Wechsel Testen (ohne den Modifikationen) durch die hohe Gegen-EMK beide Motortreiber abgeraucht (wodurch dann die Arduino Pins zerstört wurden), welche von den Motortreiber-Dioden nicht abgefangen werden kann (da der Motor für diesen Test-Fall immer schnell umgepolt wird). Daher mussten die genannten Schutzvorkehrungen getroffen werden! :)

Gruss,
Alexander
 
Hier noch ein ein paar Detail-Bilder:

- Wie die Elektronik angeordnet wurde, so dass alles ins Chassis paßt. Plexiglas hat den großen Vorteil, dass man die Beschriftungen der Platinen/Bauteile weiterhin gut ablesen kann. Passende Löcher helfen, die Platinen mit Kabelbinder zu befestigen.
- Wie der Motor mit Abstandshülsen befestigt wurde (Auflage für Motor schaffen falls man gerade keinen passenden Fräser für die Motorauflage zur Hand hat)
- Wie die Radnabe bzw. das Rad befestigt wurden - die Radnabe wurde sauber auf 8mm aufgebohrt (so dass man sie bei Bedarf unkompliziert wieder losbekommt). Wichtig ist eine möglichst große Auflagefläche für das Rad zu schaffen (hier innen und außen mit einer große Scheibe). Außen eine selbstsichernde Mutter. Gegen Verdrehen des Rades auf der Radnabe wurde zusätzlich eine kleine Schraube von der Rad-Vorderseite in die Alu-Radnabe gedreht (hier nicht sichtbar). Die Madenschraube wurde gegen eine Sechskantschraube ersetzt, so dass man die Radnabe auf der Motorwelle gut festziehen kann.
Attachment: https://forum.ardumower.de/data/media/kunena/attachments/905/chassis_platine_top.jpg/
 
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Hallo erstmal,
ich bin Henning vom BBZ am NOK und habe in Zusammenarbeit mit Marko und den Schülern das Chassis gefertigt. Wenn es fährt sieht es noch besser aus. :) Obwohl weiß hier für die Räder nicht das non plus ultra ist, die verdrecken natürlich schnell. Wir hier in Rendsburg sind auch schon ganz heiß auf unseren ersten fahrfähigen Roboter. Aber wie ich sehe geht es immer weiter voran. Weiter so! :) :)

VG Henning
 
Hallo,

großes Lob den Schülern und Euch, Ihr macht eine Klasse Arbeit! Ohne Euch wäre das Projekt längst nicht so weit wie es jetzt ist.

Das mit den Rädern finde ich gar nicht so schlimm - meines Erachtens neigen die Räder sogar weniger zum Durchdrehen als die meisten Gummi-Räder, insbesondere bei nassem Boden.

Das Video (oben weiter) vom ersten Fahrtest habt Ihr ja bestimmt schon gesehen? http://www.ardumower.de/index.php/d...umower-chassis-prototyp-elektronik-motor#2337
Ich freue mich auf eine weitere Zusammenarbeit - wenn Ihr Fragen/Anregungen/Ideen habt, einfach hier hineinschreiben - wir versuchen dann zu helfen (gerne auch telefonisch).

Gruss,
Alexander
 
Hi, bei uns in Norddeutschland haben wir in der Regel ja nicht so ein starkes Gefälle. Mir ist bei dem Video nur aufgefallen, dass er bei der Bergabfahrt gerne mal den "Kopf" senkt. Also für Alpinisten, hinten Gewicht rein!! :)

LG Hein

:) :)
 
Hallo,

anbei eine Layout-Idee der Platine für das Chassis - folgende Punkte sind m.E. wichtig:

- Mindest-Maße: 24cm x 11 cm
- Randabstand (minimum) zu Bauteilen: 1,5 cm
- Spulen: 3 Positionen für mögliche Spulen (außen und mitte), Mindestabstand zu Motortreiber/DC-Wandler einhalten (teilweise schwierig)
- Potentielle "Sender" (Motortreiber/DC-Wandler) möglichst weit von "Empfängern" (Spulen, Funk-Empfänger, Verstärker)
- Programmierbuchsen von oben zugänglich
- Antennen (Bluetooth) möglichst an der Oberkante (dadurch keine Module oberhalb von Antennen)

Weitere Anregungen (notwendig/sinnvoll)
- evtl. Pegelwandler-Modul (kleines Modul unten) für späteren Übergang auf Due
- Anschluß-Buchsen (für Batterie, Motortreiber) an die Oberkante setzen
Attachment: https://forum.ardumower.de/data/media/kunena/attachments/905/platine.jpg/
 
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Bevor ich eine Prototyp Platine in Auftrag gebe wollte ich die Anordnung erst mal testen.
Sieht soweit ganz gut aus und wird das Wochenende so getestet.
Mal sehen wie es sich macht.
PS auf der Platine sind die neuen Treiber verbaut, keine Extra Stromsensoren mehr. :)
Eine kleine Platine ersetzt 2 Einzel Treiber und 2 Sensoren.

P1020197.jpg


P1020196.jpg


P1020194.jpg


P1020193.jpg


P1020189.jpg


P1020187.jpg

Attachment: https://forum.ardumower.de/data/media/kunena/attachments/945/P1020197.jpg/
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Hi,
ja sieht sehr gut aus. Die Lösung von Autega wegen der Höhenverstellung ist wirklich super simpel. Ich hab sie anfangs der Woche gesehen. Allerdings brauchen wir dazu nen fünftes Aluprofil, aber ich denke dass ist zu verschmerzen, zumal es wirklich schnell einstellbar ist und es Stabilität für den Not-Aus gibt. Vieleicht stellt er uns noch mal ein Bild hier rein. :)

LG Hein
 
Hier noch ein Video des Chassis, diesmal mit einem Prototyp der zukünftigen Schleifenvariante:

http://youtu.be/HOT6HHO37P8
 
Hi,
Sauber das meistert er ja hervorragend. Das Weiß sieht ja schon edel aus, finde ich. Schluckt auch nicht so die Sonnenstrahlen, wegen der Innenraumtemperatur. Nur ob er auch noch nach 2 Jahren Einsatz so schön bleibt? Die Zeit wird es zeigen. Ansonsten langt ja vielleicht nur ein weißer Deckel mit Solarpanel?! :) Die kompletten Zeichnungen (Chassis) von uns kriegt Autega am Dienstag von uns, und noch einiges mehr, mehr verate ich hier nicht.

LG
:) :)
 
Hallo Alexander

sieht ja klasse aus. Ich freue mich schon das Auszuprobieren. ( Ich hätte den Mower doch einpacken sollen :))

Stefan
 
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