A partir de Robots - 4QD - Commande de moteur électrique
A partir de Robots
Nous recevons beaucoup de demandes de renseignements de participants Robot Wars qui ne savent pas où commencer à construire leur robot. J'ai parfois l'impression qu'ils commencent avec le système de commande du robot - qui est le mauvais bout de la chaîne de conception. En règle générale, lors de la conception d'une machine, vous devez concevoir le mécanisme mécanique qui fera ce qui est nécessaire avant de commencer à travailler sur la façon de le contrôler.
Un robot est un système complexe où la mécanique et l'électronique interagissent avec un être humain pour donner le résultat requis. Dans tous les systèmes mécaniques / électroniques, vous devez d'abord considérer la mécanique. Cependant bon l'électronique, il ne sera pas compenser une mauvaise conception mécanique.
Cette page est ici comme un guide général aux robots, pour vous donner quelques idées et de vous aider à comprendre vos options.
Types de système d'entraînement / commande
Il existe deux grandes familles de systèmes d'entraînement pour une machine comme un robot:
Bien sûr, les variations sur ce qui précède sont possibles, tels que 4 roues motrices, machines de marche, etc.
Il est sans doute utile de noter que les mécanismes, comme indiqué, sont dans l'ordre croissant de complexité de contrôle.
1. direction et de translation
Castor Powered
Ici, une seule roue d'entraînement est amené à pivoter de sorte que le lecteur est dans une direction quelconque, comme représenté sur le dessin. Le corps de la machine elle-même trie, en fonction de la friction et le centre de masse, suivant la roue d'entraînement pivotant.
Si la roue d'entraînement est libre de tourner en continu (qui aurait besoin des bagues collectrices pour la puissance du moteur d'entraînement) ne nécessite pas le lecteur contrôle de la direction que cela se fait simplement en faisant pivoter la roue de 180 degrés. Pour la plupart de ces machines, la direction « pivot » pourrait être motorisé à vitesse constante, de sorte qu'une telle machine nécessite un système de contrôle très simple constitué de deux relais (une pour la marche avant, l'une pour la marche arrière) et une commande de vitesse de moteur sans inversion.
le style automobile
Ceci est le système de direction d'origine utilisé pour les automobiles avec traction arrière et direction des roues avant séparée. Pas très manoeuvrable pour un robot! autos modernes utilisent la traction avant, où les roues d'entraînement sont dirigées et ce système, utilisé dans un robot, peut être mécaniquement très similaire à un mécanisme d'entraînement différentiel! Il aurait un système de contrôle simple constitué d'un actionneur de direction [ou servo] et un seul contrôleur de moteur réversible tel que l'un de nos séries DNO.
Bien sûr, pour utiliser robots il serait plus simple de faire un servo-actionneur à haute puissance. Après tout le servo de commande radio se déplace simplement un bras sous un angle et vous devriez être en mesure de relier à un système de direction!
Toutes ces suggestions ne sont pas, vous remarquerez, impliquent le contrôle de la vitesse! Ce qui signifie que 4QD ne peut pas se utilement impliqués dans des solutions individuelles.
2. Differential Drive
Quand une machine à deux roues espacées (sur un axe commun ou séparé) tourne autour d'un coin, la roue extérieure doit se déplacer plus loin que l'intérieur, comme représenté sur le schéma. Ceci est la raison pour laquelle les automobiles doivent avoir un différentiel.
Mode réservoir - ou le contrôle indépendant.
Dans le cas contraire appelé « style réservoir » où deux canaux séparés sont utilisés, chacun avec un seul « bâton ». Déplacement une vitesse de bâton ou ralentit un seul moteur. Un tel système peut utiliser deux contrôleurs DNO avec deux interfaces séparées de commande (ACC-001 ou JSA-002). Le dispositif de commande de base a une entrée de vitesse (qui peut être utilisée avec une pédale d'accélérateur) et une entrée d'inversion (à partir d'un commutateur marche arrière vers l'avant /). Un levier de vitesse et de direction combiné (aka commande joystick ou perruque-WAG) est un potentiomètre qui provoque une vitesse nulle dans le centre. Déplacez le levier vers l'avant pour aller de l'avant et à l'arrière pour revenir en arrière. Le « Interface Joystick » contient le circuit simple pour traduire ce centre de contrôle de zéro dans la vitesse requise et la direction d'entrée.
Il faut noter qu'un véhicule vrai suivi peut prendre beaucoup de puissance (courant moteur) pour mettre « sur place » que le diagramme doit clairement.
Les flèches vertes montrent la machine tournant autour de son centre. Aux extrémités des pistes les flèches sont presque à angle droit par rapport à la piste: le mouvement le long est minime et les extrémités de la piste de sens de marche de la piste sont obligés de glisser sur le côté, donc si la piste a une bonne prise en main, beaucoup de rotation la force sera nécessaire. Seulement près du centre de la piste est la piste pas glisser sur le côté.
Il est clair que plus la piste est, plus l'effet et la plus large les pistes sont à part, plus la capacité de braquage. Si les pistes sont suffisamment éloignés de large (par rapport à leur longueur), alors plus ils se comportent à deux roues normales.
Pour réduire la friction tourner, rouler sur deux roues et permettent la roue non entraînée (s) de pivoter, le style de ricin, de sorte qu'ils ne glissent pas sur le côté. Ne pas oublier qu'il ya un effet de traînée similaire avec de larges roues!
« La vitesse et Steer » commande [contrôle aka différentiel]
Deux roues motrices sont chacun contrôlés chacun par leur propre moteur et régulateur de vitesse moteur. Une manette de commande est utilisé comme contrôle: déplacer cette avant vers l'arrière modifie la vitesse (et direction) des deux moteurs ensemble pour que la machine se déplace en ligne droite. Le déplacement du bâton de gauche à droite réduit la vitesse d'un moteur tout en augmentant la vitesse de l'autre, amener le véhicule à tourner.
Si la vitesse est lente, le contrôleur de la machine devra inverser une roue pour provoquer un virage. Notre double canal d'interface radio de contrôle [DMR-203] semble après tout cela. Ceci est une méthode très populaire de contrôle de la vitesse du moteur qui a été beaucoup utilisé. Le système le plus populaire est un DMR-203 avec deux DNO-10 contrôleurs. robots tels que [Heavier les robots de maison dans RW] ont utilisé deux 4QD-300S.
Systèmes de contrôle
Maintenant, regardons plus en détail les contrôleurs disponibles et les façons dont vous pouvez mettre en œuvre (et améliorer) divers systèmes. 4QD offre beaucoup de composants et la sélection peut sembler assez compliqué. Toutefois, ce système « bloc de construction » ne signifie pas que vous pouvez assembler presque tous les systèmes de contrôle d'un système simple, le contrôle économique, quadrant à un plein deux canaux 4 système de quart de cercle capable de traiter 300 ampères par canal!
régulateurs de vitesse du moteur
Si vous n'êtes pas habitué à « jargon » contrôleur de vitesse du moteur nous vous suggérons de regarder notre visite guidée des fonctions du contrôleur.
Vous pouvez inverser un moteur à aimant permanent simplement en échangeant sur les fils avec un commutateur à deux pôles. Toutefois, si vous le faites à la vitesse, toute l'énergie mécanique est « jeté » dans le commutateur ou le contrôleur. Ce serait un peu comme jeter votre voiture en marche arrière à 90 mph. Le problème est que, alors que personne ne songerait à le faire à une voiture, les machines électriques sont différentes et les gens ne vous attendez à faire exactement cela avec un moteur électrique. Ainsi, les contrôleurs doivent inverser inverseurs en toute sécurité. Nous utilisons un système d'inversion « à double rampe » dans tous les contrôleurs.
Nous avons quatre familles de deux et quatre contrôleurs de quadrant.
Le fond de notre gamme est le Porter, c'est un contrôleur de direction et donc pas particulièrement adapté pour les robots
Viennent ensuite les contrôleurs d'inversion série DNO, un bon contrôleur milieu de gamme utilisé dans beaucoup d'applications robotiques.
Le Pro-150 est programmable pour un contrôle plus subtile sur les paramètres de performance.
Notre extrémité supérieure à quatre quadrants sont la série 4QD, ceux-ci sont lourds, tous les contrôleurs mosfet pour le robot plus grand ou plus puissant.
Interface de contrôle radio
Nos deux canaux DMR-203 vous permet de conduire un ou deux contrôleurs de deux canaux d'un système standard de contrôle radio PPM. Il peut faire le mélange direction / direction pour vous, ou il peut être utilisé comme deux canaux indépendants.
La plupart des choix populaires
Alors que les contrôleurs Vendons-nous? De loin le choix le plus populaire est une interface de commande radio DMR-203 avec deux DNO-10s. Le plus souvent utilisé avec deux moteurs Bosch de 750w.
Nous avons également vendu 4QD contrôleurs de la série pour l'utilisation du robot et nous savons de plus d'un que d'utiliser deux moteurs Lynch dans leur robot.
microcontrôleurs
Un robot sophistiqué peut être assez complexe et il est possible d'un microcontrôleur pour ue traiter les impulsions du récepteur et de mesurer les paramètres du robot et de contrôler les moteurs (et les armes) d'une manière beaucoup plus sophistiquée. Dans une telle machine vous suffit d'utiliser les contrôleurs de 4QD comme un « amplificateur de puissance » à l'interface entre le micro et les moteurs. La plupart de nos contrôleurs peut être entraîné par l'intermédiaire d'une sortie PWM à partir d'un Raspberry Pi ou Arduino.
Suppression
Un système de suppression de RFI bien conçu une boîte qui est une cage de Faraday complète, sans trous, et avec toutes les pièces métalliques liées soigneusement ensemble. Toute l'électronique sera dans la cage et une attention particulière est accordée à tous les fils qui pénètrent dans la cage. Il est pour ce type de système de protection que l'admonition de connecter des condensateurs de brosses existe châssis, mais dans la pratique, je crois que pas un robot, je l'ai vu sur Robot Wars est ainsi conçu et si la cage est imparfaite, l'interférence couplée via ces châssis condensateurs connectés est plus susceptible d'augmenter les interférences rayonné que de le réduire.
Si les fils du moteur sont assez longs pour permettre, tordre ensemble. Même avec les fils de la batterie. Rappelez-vous aussi que le moteur et la batterie sont des fils de courant élevé, pulser. Gardez bien à l'écart des autres installations électriques, et bien loin du récepteur.
Mettez des perles de ferrite sur les câbles du moteur.
En outre, une extrémité du moteur est relié à la batterie positive (qui dépend de fin quelle direction le robot va) et l'autre est de commutation entre la batterie et la batterie négatif positif (en raison de la commutation PWM). Deux condensateurs de 47N forment une impédance relativement faible (170 ohms chacune à 20 kHz) du diviseur de potentiel, de sorte que la jonction va essayer d'être une forme d'onde MLI à 20hHz de la moitié de la tension de la batterie. Vous ne voulez pas vraiment ce genre de tension / courant sur le châssis de votre robot!
L'analyse de Fourier d'une onde carrée dit que la forme d'onde est constituée de la fréquence fondamentale (dans notre cas 24 V pp de 20kHz) plus un tiers de son amplitude de troisième harmonique (pp 8v à 60kHz), plus 1/5 cinquième harmonique (5v pp à 100kHz) et ainsi de suite. Etant donné que les condensateurs impédance se réduit en proportion de la fréquence, vous pouvez voir que les courants harmoniques circulant dans ces condensateurs peuvent être assez grandes à des fréquences plus élevées. La suppression est destiné à éliminer les signaux indésirables - ne pas mettre les signaux recherchés au mauvais endroit.
suppression RFI est un art plus qu'une science: il y a de bonnes choses à faire et de mauvaises choses, mais à la fin, il est toujours à des tests empiriques! Obtenez une radio portable et de voir à quel point le robot vous pouvez l'obtenir avant les interférences se noie totalement la réception. Essayez différentes choses pour voir ce qui améliore la situation et ce qui fait qu'empirer les choses.
Il y a une page entière dans nos notes d'application sur des notes sur le câblage de votre robot