Motor Fehlersuche Finale

Wie es aussieht, weisen die Motorcontrol-Boards einen Defekt auf. Hier wurde nun eines der Boards bereits gegen ein neues ausgetauscht. Und *tusch* hier das Ergebnis:

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Motor Fehlersuche Teil 4 und 5

Im letzten Video zeigte sich, dass anscheinend immer 12 Volt bei den Motoren ankommen, zumindest per Messgerät gemessen. Nun erfolgt der gleiche Test erneut, also mit Betrachtung der Portbits über die 7-Segement-Anzeige (die offenbar immer okay sind). mit angeschlossenen Messgeräten aber zusätzlich mit angeschlossenen Motoren. Hier das Ergebnis:

Ofenbar verhält sich das Motorboard anders, wenn die Motoren anschlossen sind und schaltet die 12 Volt nicht immer / nicht mehr korrekt. Um nun noch als letzte Fehlerursache die Motoren auszuschließen, wurde als nächstes das Ganze noch einmal mit einem Motor im Austausch getestet – mit dem Scheibenwischermotor im Vordergrund:

Das Finale ist nah…

PS.: Leider war es im Video etwas dunkel und man erkennt die Spannungen auf den Messgeräten nicht wirklich. Sorry.

 

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Motor Fehlersuche Teil 3

Als nächstes galt es festzustellen, ob vielleicht die 12 Volt nicht durch die Motorcontrol-Boards nicht korrekt „geschaltet“ werden. Dazu wurden nun je Motor ein Messgerät angeschlossen und parallel die Ports über die 7-Segement-Anzeige beobachtet. Aber seht selbst:

Das Ergebnis ist noch nicht wirklich erklärbar. Anscheinend funktionieren die Motorcontrol-Boards korrekt. Die Motoren an sich waren aber okay. Fortsetzung folgt…

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Motor Fehlersuche Teil 2

Bei der weiteren Analyse wurde nun die 7-Segement-Anzeige zu Signalisierung der Portbits parallel zum Motorboard it den Motoren angeschlossen. Wie man sieht, werden die Bits korrekt gesetzt, aber trotzdem bleibt gelegentlich ein Motor stehen:

Fortsetzung folgt…

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Meanwhile: Motor Fehlersuche 1

Wie bisher berichtet, trat in der Zwischenzeit immer noch das Problem auf, dass bei gleichzeitiger Ansteuerung aller vier Motoren (was natürlich immer der Fall ist, das es ja ein Allrad-Roboter ist) immer mal wieder eines der Räder sich nicht dreht. Das Phänomen stellte sich mit allen Motoren reproduzierbar aber immer an verschiedenen Rädern / Motoren und immer zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf.

Um herauszufinden, ob die Bits auch richtig vom Microcontroller gesetzt werden, wurden kurzerhand zwei Sieben-Segement-Anzeigen „missbraucht“ um die verschiedenen Stati anzuzeigen. Dargestellt werden hier die vier PWM-Bits (oben und unten) sowie die zwei Bits pro Motor, also acht Segmente. Hier das Video zur Dokumentation dazu:

Wie man sieht, ist hier als erstes ein Fehler aufgezeigt, der bei der Umstellung auf die neuen seriellen Befehle kopiert wurde: Beim „vorwärts“ fahren, werden die gleichen Bits gesetzt wie beim „links“ fahren. Das wurde natürlich als erstes nach diesem Video beseitigt – zeigt aber auch wie praktisch eine einfache Analyse mit direkter Anzeigt mit einfachen LEDs hier schnell Ergebnisse bringt.

Hier noch mal die 7-Segment-Anzeige und die Bedeutung der Segmente im Detail:

 

Fortsetzung hier…

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Schematischer Aufbau direcs1

Auf dieser Seite ist der aktuelle schematische Aufbau des Roboters direcs1 dargestellt:

Stand: 04.04.2011

 

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Analyse der fit-PC2 Probleme – Teil 2 (vor fit-PC-Tod)

 Auf der Suche der USB-Probleme, genauer, warum die USB-Verbindung offensichtlich verloren geht, geht es hier nun weiter. Wie man hier sieht, geht zeitweise die USB-Verbindung zwischen PC und Atmel-Board verloren:

Bei der vorangegangenen Analyse wurde bereits klar, dass das Problem nicht auftritt, wenn das Atmel-Board an ein anderes Gerät als den fit-PC2 angeschlossen wird, also z.B. an den iMac oder ein anderes Linux-Laptop. Um alles auszuschließen, wurden erst alle Stromversorgung extern aufgeteilt; also jede Spannung wurde durch ein eigenes Netzteil angeschlossen (5V, 12V und 24V):

Dieses brachte leider noch keine Änderung: Nach mehreren Motor Ein- und Ausschaltvorgängen, ging die USB-Verbindung wieder verloren. Nach weiteren Tests fiel auf, dass ein wichtiger Hinweis aus dem Wiki von roboternetz.de vernachlässigt wurde: Und nie vergessen Motoren zu entstören!

Solle es also daran liegen? Streuen die Motoren so viele Störungen Richtung fit-PC? Also, "kurz mal eben" alle Motoren und deren Kabel ausgebaut, ausgetauscht (die Kabel) und gemäß Wiki entstört:

     

Ja, Entstören wurde leider sträflich versäumt in der Vergangenheit. Und das Ergebnis? Leider nichts! Der oben gezeigte Fehler tritt noch immer auf. Fortsetzung folgt…

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Allgemeiner Aufbau direcs1

Auf dieser Seite sollen die einzelnen Bestandteile des Roboters direcs1 näher beschrieben werden.

Das Grundgerüst des Roboters sieht wie folgt aus:

Als Rahmen wurden Aluminium-Profile verwendet, die verhältnismäßig günstig sind:

 

Bezugsquelle: Kalms Flightcase GmbH

Die Räder sind so genannte Mecanum-Räder. Diese versetzen den Roboter in die Lage

  • sich auf der Stelle um sich selbst zu drehen
  • links und rechts seitwärts zu fahren
  • ganz normal vorwärts und rückwärts zu fahren oder
  • diagonal, also schräg nach vorne oder hinten links oder rechts zu fahren:

 

Die im rechten Bild zu sehenden Aluminium-Halter sind Eigenentwicklungen.

Bezugsquelle: About AndyMark, Inc.

Die Motoren sind vom teuren Conrad. 1-12V Getriebemotoren Modelcraft . Der Roboter besitzt vier 1-12V Getriebemotoren Modelcraft (RB350050-22723R) mit 6200 UPM und 1:50 Untersetzung was dann 110 UPM ergibt. Der Stromverbrauch beträgt je Motor maximal 0,75A wobei sie maximal 0,695 Nm leisten [und nicht 5 Nm wie im Datenblatt fälschlicherweise angegeben]:


Im Bild bereits zu sehen, dass der Motor um einen stabileren Halter aus den obigen Aluminiumprofilen erweitert wurde.

Bezugsquelle: Conrad Electronic SE

Der Antrieb wurde mittels Zahnriemen und Zahnriemenscheiben realisiert:

Bezugsquelle: Conrad Electronic SE

Die Stromversorgung des Roboters erfolgt über vier 12V-Akkus mit jeweils 7Ah zwei LiPo-Akkus: Einen 4S und einem 6S mit jeweils 5000 mAh und C30:

11-1V-30c-5000mAh-3-Cells-Li-Po-Rechargeable-Battery-With-Deans-T-Plug  Mystery_22_2V_30C_5000mAh_6S_RC_LiPo_Battery_Deans_plug

Bezugsquelle: Pollin Electronic GmbH Ebay

Auf dem Roboter direcs1 stehen drei verschieden Spannungen in zwei verschiedenen Stromkreisen zur Verfügung

  • 24V für den Laserscanner in Stromversorgungskreis 1
  • 12V für das Commel Mainboard in Stromversorgungskreis 1
  • 5V für den Microcontroller und sonstige Sensoren / Schaltkreise in Stromversorgungskreis 1
  • 12V für die Motoren in einem eigenen Stromversorgungskreis 2.

Erzeugt werden diese Spannungen mittels Schaltregler auf den folgenden Platinen:

 

Bezugsquelle: reichelt elektronik GmbH & Co. KG

Die Schaltkreise sind über Sicherungen geschützt:

Bezugsquelle: reichelt elektronik GmbH & Co. KG

Über ein zentrales Panel können die Spannungen (und damit der Roboter) eingeschaltet werden. Der silberne Taster ganz links dient zum Einschalten des fit-PCs. Der Not-Aus-Schalter unterbricht lediglich die Stromzufuhr zu den Motoren:

Bezugsquelle Lochblech: Praktiker Deutschland GmbH
Bezugsquelle Bauteile: reichelt elektronik GmbH & Co. KG

Die Low-Level-Steuerung, also die Ansteuerung der Motorcontroller erfolgt über ein Atmel-Board mit einem AVR2560 STM32F4-Discovery-Board mit ARM-Prozessor:

Auf dem Bild ebenfalls erkennbar diverse Steckverbinder zu weiteren Platinen, Eingänge zum A/D-Wandler, welcher die Akkuspannungen überwacht, ein Optokoppler zum Ansteuern der Warnleuchte (siehe auch Folgefotos), diverse Spannungsversorgungsstecker und ein USB-Seriell-Wandler.

Bezugsquelle: watterott.com

Die Motorsteuerung bzw. Regelung der Geschwindigkeiten erfolgt über die folgenden Boards:

Bezugsquelle: robotikhardware.de

Ein weiterer verwendeter Sensor ist ein 3D-Kompass befindet sich mit auf dem STM32F4-Board, ist aber derzeit noch nicht im Einsatz.

Der größte „Sensor“ ist sicher der SICK Laserscanner (rechts im Bild):

Links im Bild ist noch der zuvor verwendete Laserscanner älterer Bauart (PLS 101-312) zu sehen, der aktuell durch ein moderneren namens S30B-2011BA (S300 Standard) ersetzt wurde. Dieser weist zudem eine Auflösung von 0,5° (gegenüber 1°) und ein Überwachungsfeld von 270° (gegenüber 180°) auf.

Bezugsquelle: eBay

Das eigentliche „Herz“ des Roboters ist ein fit-PC2 vollwertiges pico ITX Mainboard LP-170G von Commell mit Atom-Prozessor, 2 GB RAM, 2,5″ Festplatte, 4 USB-Ports, 2 seriellen Ports, 2 PS/2-Ports, Gigabit-LAN, WLAN, CF-Kartenleser, Audio-Ein und Ausgang und VGA-Ausgang:

  

Bezugsquelle: HRT Informationstechnik

Zur Anzeige diverser Stati und späteren Steuerung dient ein 7″ Touchscreen von Faytech dessen Eingangssignal über einen Wandler von HDMI nach VGA gewandelt wird:

  

Bezugsquelle: reichelt elektronik GmbH & Co. KG

Damit der Roboter auch etwas „sieht“, hat er eine Logitech Webcam seit neuestem eine Microsoft Kinect Kamera, deren Bild per WLAN zu eine separaten Applikation oder auf eine beliebige Webseite per motion überträgt:

 

Da direcs1 auch über eine Sprachausgabe verfügt, sind zwei Lautsprecher mit integriertem Verstärker ebenfalls vorhanden:

 

Um den Roboter über einen externen Joystick oder Gamepad manuell zu steuern, wurde eine externe USB-Buchse von Neutrik montiert (hier noch ein altes Foto mit dem alten Laserscanner rechts):

 

Bezugsquelle: reichelt elektronik GmbH & Co. KG

Als letztes hat er natürlich auch eine Warnleuchte, wie es sich für einen richtigen Roboter gehört:

Und so sieht er nun (01.09.2012) vollständig aus:

    

 

 

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