Nekoliko drugačno krmiljenje servomehanizma - vprašanje

[Alex 76]

Pri idejni zasnovi za enega od projektov sem naletel na težavo, za rešitev katero nisem našel ustrezne rešitve. Ker več glav, več ve, bom poizkusil kar najbolj natančno opisati razmere in zahteve.

Servomehanizem naj se nebi krmilil s pomočjo sprejemnika, temveč bi imel lastno krmilno elektroniko.
Njegov položaj bi se moral določati glede na položaj senzorja, ki pa bi se moral biti sposoben nemoteno obračati, prav tako pa bi moral nuditi pri tem kar najmanj ali nič upora.
Odzivanje servomehanizma bi moralo biti sledeče.
Položaj senzorja/položaj servomehanizma
0°-80°/skrajni odklon v desno
80°-180°/skrajni odklon v desno - sredina
180°-260°/sredina - skrajni odklon v desno
260°- 360°/skrajni odklon v levo
Primer: Če bi se senzor nahajal v položaju 10°, bi bil servomehanizme odklonjen skrajno desno, ko bi se senzor nahajal v položaju 350°pa bi se servomehanizem moral odkloniti v nasprotno stran v skrajni položaj. V območju položaja senzorja 80°do 260°, bi servomehanizem moral slediti položaju senzorja. Velikosti odklonov niso pomembne, saj bi bilo prestavno razmerje med servomehanizmom in krmiljenim predmetom prilagojeno potrebam.

Sistem bi moral biti čim manjši in čim lažji. Seveda nebi škodilo, če bi se dalo čim več od takšne naprave izdelati v lastni režiji. Žal za kaj več od spajkanja na tem področju ni niti znanja, niti orodja. V kolikor bi bila potreba po zunanjem izvajalcu pa je vsekakor zaželena zasnova, ki je cenovno čim bolj ugodna.

Za mnenja in sugestije se že v naprej zahvaljujem.


Alex

[bray]

Vzameš recimo attiny13 v soic8 ohišju in sprogramiraš. Zunanjih komponent praktično ne rabiš, mogoče kak uporček za delilnik in dioda za zaščito. Vhod je analogni signal iz senzorja (predvidevam da ima analogni izhod), izhod pa PPM signal za servo. Premico oziroma krivuljo pa sprogramiraš ali pa enostavno narediš kar tabelo, ki povezuje vrednosti senzorja in pozicije servo motorja.
Senzor že imaš?

[LangusJ]

Še en malo bolj "srednješolski" pristop:

Lahko uporabiš Arduino-ta - http://arduino.cc/. Glede na zahteve bi se dalo uporabiti ploščico http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano (kitajske kopije se skupaj z USB kablom za programiranje na eBayu dobi za okoli 15 €, originalne so pa nekaj čez 30 €). Okolje za programiranje je brezplačno, če se vsaj malo vešč C-ja je postaviti servo v določeno pozicijo zelo enostavno - http://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo.

Arduinota napajaš z napetostjo 7-12 V (2S LiPo ali 9V alkalna baterija npr.), integriran napetostni regulator je dovolj močan da napaja vsaj en servo z napetostjo 5V (preverjeno).

Za določanje položaja bi lahko uporabil 4 mikrostikala, ki bi jih pritiskali 4-je položajni koluti (podobno kot mehanski programator v pralnem stroju). Stikala bi vezal na digitalne vhode na arduinotu, da bi mu sporočil v katerem kvadrantu se trenutno nahaja krmilni senzor.
Dejansko rabiš le 2 stikali in 2 koluta, saj lahko s kombinacijami dobiš 4 položaje (00, 01, 11 in 10 - namenoma v tem vrstnem redu, da se pri prehodu med conami vedno menja le eno stikalo).
Namesto stikal se lahko uporabi npr. drsne kontakte, ki drsijo po prevodnem tulcu z izoliranimi polji.

Vprašanje je, kako natančno bi na ta način lahko določil meje med posameznimi kvadranti.

EDIT: Še enkrat prebaral vprašanje... in vidim da v rangu 80° - 260° potrebuješ zvezen premik servomotroja skupaj s položajem senzorja. Rešitev s pozicijskimi koluti tako seveda odpade

[mega]

Včasih so za podobne rešitve v avtomatiki uporabljaji kapljico živega srebra na kovinski podlagi, ki je bila rahlo ukrivljena - ukrivljenost je bila odvisna od občutljivosti zamika kota (ponavadi je bila zaprta steklena posoda - ampula z prevodno naparino na spodnji strani). Okoli te kapjice pa se je namestijo žice kot kontakti (eden ali več odvisno od potrebnih rešitev) - saj če se je živosrebrna kapljica premaknila in dotaknila ene žice je napravila kontakt - s tem se je vedel nagib oz. sprememba nagiba, ne pa njegov dejanski položaj. Isto rešitev se večkrat vidi v filmih kot sprožilec za exploziv - v primeru spremembe kota (npr. Specialist - čisto na koncu filma).

Ampak - če se vzame, da smo v dobi procesorjev in elektronskih girotov, magnetometrov, acceleratorjev, .... z malo brskanja med že narejenimi programi na http://www.arduino.cc pod playground, ali http://www.freeduino.org/ se najde vse (skoraj vse) le potrpljenje je potrebno imeti in brskati in brskati in ... veliko sreče

l.p.

[AlesZ]

Žal za kaj več od spajkanja na tem področju ni niti znanja, niti orodja.

.....čisto uporabni nasveti za človeka ki živi v elektronskem okolju....kar se mene tiče,če so v" liftu" več kot trije gumbi,grem peš..........
Slučajno sem pomislil,ali hočeš narediti elektroniko za regulacijo dimnih plinov.....?

[Ultralajt]

Razmišljanje nekoga, ki se ne spozna na elektroniko, torej moje:

Prvi preblisk mi pride takšen, da bi vzel elektroniko servo testerja, ter informacijo iz senzorja vodil na tester na tisto mesto, kjer je drugače na njem potenciometer.(torej, potenciometer leti ven) Najbrž bi rabil med senzorjem in mestom priklopa na tester le neko "vezje", ki bi vrednost s senzorja prebekslala na spreminjanje upornosti, ki bi bilo enako spreminjanju upornosti tistega vrtljivega potenciometra. In servomotor bi lepo sledil .... proporcionalno.. nisem pa pozorno prebral kako naj se tvoj servo odziva na podatek s senzorja, ker nisem razumel tistih stopinj..od..do..

Mitja

[Alex 76]

Najprej se moram najlepše zahvaliti za odgovore in potencialne rešitve.
Nisem pristaš sprotnega reševanja težav, saj je to običajno težje, kot v primeru, da se to stori še v idejni fazi in se celoten projekt zasnuje na način, ki ima kar najmanj problematičnih elementov. Skladno s tem sem postavil vprašanje že v fazi ideje, bom pa preden se celotna zadeva prične spreminjati v načrt, nekoliko natančneje pregledal predlagane rešitve. Za enkrat me bodri predvsem to, da za moje potrebe očitno na področju elektronike obstajajo rešitve, če nebi, bi bilo potrebno celoto zasnovati drugače. Ne glede na to, da mi je dokaj podrobno jasno, kako deluje modelarska oprema pa sem na področju splošne elektronike docela brez ustreznega znanja.
Vsekakor si bom vzel čas in si zadevo toliko ogledal, da mi bodo jasni vsaj drobci osnov, pri tem pa bom uporabil predlagana koncepta za vodilo pri tem. Vsekakor je že sedaj očitno, da bo potrebno za izdelavo ustreznega krmilnika poiskati »zunanje izvajalce«, ali vsaj resno asistenco.

Omenjena naprava bi bila vgrajena v čisto modelarski izdelek, gre pa reševanje znanih problemov na nekoliko drugačen način in drugačnimi sredstvi. Ravno zaradi tega o samem izdelku ne nameravam pisati prej, preden ne bo dodobra preizkušene njegove aerodinamične lastnosti, na drugi strani pa ni smiselno razvijati določenega projekta, če morajo biti del njega elementi, ki zaradi takšnega ali drugačnega razloga predstavljajo nepremostljivo oviro. Počakajmo in bomo videli ali praksa potrjuje idejo.

Morda dolgujem še natančnejšo razlago medsebojnega razmerja med položajem senzorja in položajem krmiljenega premeta. Najlepše to odraža graf (le za 180°). Z rumeno je označeno odzivanje, ki bi bilo zvezno z odkloni senzorja. Je pa potrebno vedeti, da tudi to ni čisto zvezno, saj bi se v tem primeru moral senzor biti sposoben vrteti, servomehanizem pa le odklanjati. Ko bi senzor prešel poln krog, bi moral s servomehanizmom krmiljen predmet odkloniti iz ene skrajne lege v nasprotno in od tam ponovno slediti senzorju v skladu z njegovimi premiki. Pri celotni zadevi je dodatna komplikacija še to, da bi se moral servomehanizem obnašati različno v različnih območjih odklona senzorja (označeno z rdečo). Za enkrat še ni znano, kakšni bi ti popravki morali biti, vendar predstavlja graf trenutno oceno. Kot vidimo, zadeva ni preprosto rešljiva.


LP
Alex

[miharix]

Jaz bi za prve eksperimente seciral eno staro kroglično miško, njen optični enkoder zvezal na mikrokrmilnik (npr PIC)
nato pa izpeljal matematično funkcijo, ki opisuje željen odklon servota glede na linearni vhod števca odklona.
Če se enkoder zavrti za cel obrat števec korakov odklona programsko resetiraš števec -> If(odklon>180){odklon=-180}


ps: Z optičnimi enkoderji se še nisem igral samo mislim, da ne bi smelo biti težko: en google na hitro

[Alex 76]

Jaz bi za prve eksperimente seciral eno staro kroglično miško...

Moram reči, da sem v tej smeri razmišljal tudi sam, je pa znanja zmanjkalo na področju kako pridobljene podatke zajeti, obdelati in genererati ustrezen signal za krmiljenje servomehanizma. Kot sem že zapisal, pomembno je, da se to da, kar pomeni, da celoten projekt s tega stališča ni v slepi ulici, če se bo njegov ostali del tudi izkazal pa bom že nekako našel pot za realizacijo tudi tega, meni nepoznanega, področja projekta.

LP
Alex

[Ultralajt]

Spomnil sem se, da sem par let nazaj na internetu videl eno nestabilno leteče krilo, ki je imelo senzor vpadnega kota, pa še neko elektroniko ter programje, ki sta prek servomehanizmov in krmilnih površin na zadnjem robu krila, vzdrževalo nek "normalni" vpadni kot krila med letenjem.
če bom našel link, ga bom pokazal.

LP Mitja

[miharix]

Še en malo čuden preblisk:

Kaj pa mehanska rešitev ?
Os gibajočega elementa postružena tako, da ustreza odmik prislonjenega elementa želenemu gibanju.

[Alex 76]

Še en malo čuden preblisk:

Kaj pa mehanska rešitev ?
Os gibajočega elementa postružena tako, da ustreza odmik prislonjenega elementa želenemu gibanju.

Glede na potrebe žal neprimerna. Izvorne informacije predstavljajo zelo majhno silo, zato je izrednega pomena, da ima senzor čim manjši upor. Na drugi strani je za krmiljene potrebna večja sila, ki jo mora zagotavljati oblika pogona, v tem primeru servomehanizem.

LP
Alex

[Ultralajt]

Našel! (vezano na moj zgornji post)

http://charlesriverrc.org/articles/asfw ... asfwpp.htm

http://charlesriverrc.org/articles/asfw ... config.htm

http://charlesriverrc.org/articles/desi ... alysis.htm

LP Mitja