Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Hier habt Ihr die Möglichkeit direkt mit dem fischertechnik Team in Kontakt zu treten
Here you have the Possibility to get in direct contact with the fischertechnik-Team

Moderator: fischertechnik Mitarbeiter

Forumsregeln
Bitte beachte die Forumsregeln!

In dieser Unterkategorie können nur fischertechnik-Mitarbeiter und Moderatoren antworten!
Antworten
thock
Beiträge: 10
Registriert: 02 Jul 2011, 22:40
Wohnort: Kreis Groß-Gerau

Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von thock » 26 Feb 2016, 08:46

Liebes FT-Team,

ich habe derzeit ein massives Problem mit der Impulszählung bei den Encoder-Motoren. :(
Der mechanische Aufbau ist eigentlich recht simpel. Auf der Motorachse sitzt ein Z10 Rastritzel, das direkt in ein Z40/32 Zahnrad greift. Ich möchte mit möglichst hoher Genauigkeit ¼ Drehungen des Z40 Rades machen. Da ich eine 4:1 Untersetzung habe entspricht jede volle Umdrehung der Motorachse einer solchen ¼ Drehung. Wenn ich einen Encoder-Motor aus dem TXT Dicovery Set (ohne jegliche Last) drei Mal 63 und ein Mal 64 Impulse weit laufen lasse komme ich mit ausreichender Genauigkeit wieder in der Ausgangsposition an. Allerdings ist auch hier im Interface-Test Fenster schon zu sehen, dass der Impulszähler häufiger mal bis 64 oder gar 65 läuft bis der Motor anhält. Das gilt allerdings nur wenn ich den Motor auf der Geschwindigkeitsstufe 5 betreibe. Erhöhe ich die Geschwindigkeit bei sonst gleichem Aufbau und Programm z.B. auf 8, bekomme ich riesige Abweichungen. Nach 40 ¼ Drehungen hat der Motor mein Z40 um fast 45° weiter gedreht als es sein sollte. Auch im Interface-Test-Fenster ist zu beobachten dass Zählerwerte hier bis auf 67 oder gar 68 pro ¼ Drehung hinaufgehen.
Nochmal schlimmer wird es unter Last. Hier dreht der Motor weniger als die ¼ Drehung und stopp dann aber trotzdem, weil angeblich die Impulszahl erreicht ist. Das verstehe ich nun gar nicht mehr, weil doch eigentlich wirklich die Impulse gezählt werden, die aufgrund der Drehung der inneren Motorenachse ausgelöst werden und wenn er nicht so weit gedreht hat, dürfte auch die Anzahl der Impulse nicht erreicht worden sein. :?
Ich habe es dann nochmal mit einem Encoder-Motor aus dem TX Explorer Set probiert. Den habe ich zwar nicht so intensiv getestet, aber das Bild das sich abzeichnet ist das selbe (nur mit der höheren Impulszahl von 75 pro Umdrehung).

Ich betreibe das an einem TXT Controller unter der RoboPro SW v4.2.3 (auch auf dem Controller). Die Versuche wurden alle im Online Mode über eine USB Verbindung gemacht. Die Stecker der Impulszählerkabel sitzen zwar nicht besonders fest, aber ich konnte keinen Wackelkontakt feststellen (auch ein Festhalten des Steckers in einer Position hat das Ergebnis nicht verändert). Das Programm wurde in RoboPro unter Verwendung der Elemente der erweiterten Motorsteuerung geschrieben, wie in der Hilfe im Kapitel 12.6.2 vorgeschlagen.

Das TXT Set ist etwas mehr als ein Jahr alt und nicht so intensiv bespielt worden, dass Verschleißerscheinungen in Frage kämen. Das TX Explorer Set ist zwei Monate alt.
Aufgrund des Aufbaus sehe derzeit ich nicht, dass ein mechanisches Problem als Ursache in Frage käme. Auch bei der Software habe ich aktuell keine Idee was ich falsch gemacht haben könnte. Ich habe im FT-Forum aber bislang auch niemanden gefunden der über ähnliche Probleme berichtet hätte.
Habe ich etwas übersehen? Könnt ihr mir einen Tipp geben wo ich schauen sollte?

Vielen Dank

Bis dann THomas

PS: Als ich das TXT Discovery Set zu Weihnachten 2014 gekauft habe, habe ich damals schon beobachtet, das der Roboter nicht wirklich geradeaus fährt. Selbst mit dem synchron Befehl waren schon nach wenigen Metern Fahrstrecke deutliche Abweichungen nach links oder rechts zu beobachten. Damals hätte es aber auch irgendwie am mechanischen Aufbau liegen können. Ich habe das dann irgendwann nicht mehr weiter verfolgt und auch vergessen.

Markus Burkhardt
Beiträge: 171
Registriert: 12 Jan 2016, 09:13

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von Markus Burkhardt » 26 Feb 2016, 09:08

Hallo Thomas,

kannst du mir eine E-Mail mit dem entsprechenden ROBOPro-Programm und vielleicht noch einen Foto deines Aufbaus schicken? Dann kann ich mir das mal genauer anschauen. Wie verhält sich das System, wenn du statt des Online-Modus den Download-Modus verwendest?

Viele Grüße
Markus

hvn
Beiträge: 208
Registriert: 20 Feb 2011, 11:15

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von hvn » 26 Feb 2016, 18:55

Hi,

I'm very curious about this problem since I've noticed that my TXT controller/robot (bought in 2015) also has a diversion from a straight line soon after starting.

hvn

thock
Beiträge: 10
Registriert: 02 Jul 2011, 22:40
Wohnort: Kreis Groß-Gerau

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von thock » 29 Feb 2016, 07:34

Hallo Markus,

ich habe am Wochenende noch weitere Tests gemacht und auch die jeweils zweiten Motoren aus den beiden Sets unter die Lupe genommen. Einen Unterschied zwischen dem Betrieb im Online oder Download Modus konnte ich in keinem Fall feststellen. Beide Motoren aus dem TXT Discovery Set zeigen das oben beschriebene Verhalten – recht identisch.
Korrigieren muss ich mich allerdings bei den Motoren aus dem TX Explorer Set. Auch hier habe ich weitere Tests gemacht und das sieht eigentlich gar nicht schlecht aus. Weder unterschiedliche Geschwindigkeiten noch der Faktor Last/Leerlauf verursachen größere Abweichungen bei der Impulszählung. Das einzige was mir hier bemerkenswert erscheint, ist die Tatsache, dass eine ¼ Drehung nicht 75 sondern 76 Impulse benötigt und ich mit meinem Aufbau auch nur mit 4 x 76 Impulsen wieder die Ausgangslage treffe (deshalb habe ich letzte Woche beim kurzen Test auch zuerst geglaubt, dass ich hier die selben Probleme wie bei den TXT Motoren habe). Da es aber stabil ist kann ich damit umgehen. Die beiden alten Motoren brauchen wir damit erst mal nicht weiter zu betrachten.
Bleibt noch das Problem bei den beiden neuen. Ich hatte dir über das Forum eine E-Mail geschickt. Wenn Du mir darauf antwortest kann ich dir die Bilder und das RoboPro Programm zuschicken.

Danke

THomas

Markus Burkhardt
Beiträge: 171
Registriert: 12 Jan 2016, 09:13

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von Markus Burkhardt » 01 Mär 2016, 13:58

Hallo Thomas,

ich habe das gestern einmal mit einem sehr rudimentären Aufbau getestet und bei meinen Versuchen kam es auch zu kleinen Überschreitungen der vorgegebenen Anzahl an Impulsen. Bei höchster Motorgeschwindigkeit hatte ich maximal zwei Impulse zu viel und in Summe höchstens 10 Grad Abweichung. Hast du einmal getestet was passiert, wenn du mit einem Motor einen anderen antreibst und dann die Impulse vergleichst? Vielleicht sind deine Encodermotoren defekt.

Viele Grüße
Markus

hamlet
Beiträge: 313
Registriert: 12 Jan 2011, 21:41

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von hamlet » 06 Mär 2016, 19:29

Hallo,
Ich hab mir die neuen Encoder ebenfalls mal genauer angeschaut. Die Probleme, die Thomas beobachtet hat, konnte ich allerdings nicht reproduzieren. Bei mir liefert die erweiterte Motorsteuerung recht stabile Ergebnisse. Nur manchmal läuft sie einen Tick über das Ziel hinaus. (TXT, 4.2.3, kein BT, kein WLAN, nur ein Motor, offline+USB-Online, keine Displayausgaben)

Mir ist allerdings aufgefallen, dass die Motoren bei geforderten 630 Ticks, immer ein wenig vor dem Ziel stoppen.
Und das hat auch einen Grund:
Verbaut ist ein Shenzhen Kinmore KM-25A370-21.1-09209 Motor. Wie hier im unteren Diagramm erklärt lassen sich ein paar Informationen aus der Typenbezeichnung ablesen: 9V, 209rpm NoLoadSpeed und 1/21.1 Gear Ratio
Ups, 21.1 ? Der Encoder macht allerdings auch 3 Pulse pro Motor-Umdrehung. Damit ergeben sich für eine Umdrehung am Getriebeausgang 63.3 Pulse. Das deckt sich auch mit meinen Beobachtungen. Bei 633 Pulsen macht der Encoder-Motor meist saubere 10 Achsumdrehungen, ... naja manchmal eben 360/63.3~5° zuviel.
Da hat ft wohl einen schönen Wert in die Doku hineingerundet.

In diesem Excel finden sich Messwerte für den aus der gesetzten Geschwindigkeit [0,512] resultierenden PWM Duty Cycle der Motorausgänge für den TXT und den TX und die sich daraus ergebenen Leerlauf-Encoderpuls-Frequenzen für die Encodermotoren alter und neuer Bauart:
  • Der TXT und der TX verhalten sich gleich.
  • Die Abbildung der gesetzten Geschwindigkeit auf den Duty Cycle ist nicht linear.
  • Allerdings ergibt sich damit ein linearer Zusammenhang zwischen der erzielten Leerlaufdrehzahl und der gesetzten Geschwindigkeit.
  • Die neuen Encodermotoren drehen bei maximaler Geschwindigkeit um einen Faktor (380/75)/(190/63.3)~1.6 langsamer als die alten.
Kann mir jemand den merkwürdigen Zusammenhang zwischen Duty Cycle und Leerlaufdrehzahl erklären?
Beste Grüße,
Helmut
Zuletzt geändert von hamlet am 30 Dez 2017, 13:55, insgesamt 1-mal geändert.

thkais
Beiträge: 376
Registriert: 31 Okt 2010, 21:45

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von thkais » 06 Mär 2016, 19:37

Hallo allerseits,

falls die kumulierenden Fehler ein Problem darstellen, kann man sich die Unterprogramme z.B. aus dem "Teach-in-Roboter" mal anschauen. Dort wird auf Position gefahren und nach Erreichen derselben der Ist- mit dem Sollzustand des Zählers verglichen - und bei Bedarf korrigiert. So passt es hinterher wieder.
Gruß
Thomas

thock
Beiträge: 10
Registriert: 02 Jul 2011, 22:40
Wohnort: Kreis Groß-Gerau

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von thock » 08 Mär 2016, 08:00

Hallo Markus,

sorry, dass ich mich erst jetzt wieder melde. Ich hatte leider in den letzten Tagen nur wenig Gelegenheit mir die Sache anzusehen. Ich habe die Motoren, wie von dir vorgeschlagen, einander antreiben lassen. Die Ergebnisse sind etwas merkwürdig. Ich habe den antreibenden Motor immer 63 Impulse weit laufen lassen. Der Zähler dieses Motors lief fast immer bis 64 oder sogar 65 - auf Geschwindigkeitsstufe 8. Auf Stufe 5 hingegen blieb der Zähler fast immer bei 63 stehen. Das entspricht dem was mir ja schon früher aufgefallen war.
Das eigentlich Sonderbare war allerdings der Zähler des angetriebenen Motors. Der lief immer bis mindestens 67 und die Werte gingen hinauf bis zu 71 Impulsen.
Die Werte des angetriebenen Motors waren immer höher, als die es antreibenden Motors, auch bei unterschiedlichen Geschwindigkeitsstufen. Interessanterweise blieb das Verhalten gleich, auch wenn ich den anderen Motor das Gespann antreiben lies. Auch in diesem Fall lief der antreibende Motor ein oder zwei Impulse weiter und der angetriebene 4 – 8.
Was mir eben erst hier beim Schreiben auffällt: Ich habe zum Vertauschen des Antriebs die Kabel an den Motoren umgesteckt. D.h. der angetriebene Motor hing immer am Zählereingang C1 und der antreibende immer an C2. Unter diesen Umständen deutet das beschriebene Verhalten wohl eher darauf hin, dass es ein Problem mit den Zählereingängen gibt.
Ich kann leider nicht mehr sagen, an welchen Eingängen ich die ursprünglichen Tests gemacht habe, aber aktuell hängen die beiden alten Encodermotoren - mit denen es ja recht gut funktioniert - an C3&C4.
Ich schätze ich werde nochmal weiter testen müssen und die Motoren an verschiedenen Zählerausgängen betreiben. Mal schauen wie es dann aussieht.

Ich melde mich, wenn ich weitere Ergebnisse habe.

Bis dann THomas

PS: Danke auch an Helmut und Thomas für eure Beiträge. Ich werde es berücksichtigen bzw. mir mal anschauen.

thock
Beiträge: 10
Registriert: 02 Jul 2011, 22:40
Wohnort: Kreis Groß-Gerau

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von thock » 13 Mär 2016, 22:09

Hallo Markus,

heute hatte ich endlich Zeit weitere Tests zu machen. Ich habe die TXT Discovery Set Motoren wieder miteinander gekoppelt und und bei beiden die Impulszählung beobachtet. Ich habe dabei alle Zählereingänge durchprobiert und auch wieder den antreibenden und den angetriebenen Motor gewechselt. Das Ergebnis war aber immer das selbe, das ich auch in meinem letzten Beitrag schon beschrieben habe: Der antreibende Motor lief bei einer Vorgabe von 63 Impulsen immer 64 oder 65 Impulse weit und der angetriebene zwischen 67 und 70 - unabhängig davon welcher Motor an welchem Eingang hing.
Bei der Gegenprobe mit den TX Explorer Motoren am identischen Aufbau, zeige sich ein ganz anderes Bild. Die vorgegebene Impulszahl wurde fast immer eingehalten und auch der angetriebene Motor lieferte i.d.R. den selben Wert. Ab und zu zeigte der eine oder der andere Zähler mal einen Impuls mehr.

Wie würdest Du das bewerten? Sind da doch die TXT Motoren defekt?

Bis dann THomas

Markus Burkhardt
Beiträge: 171
Registriert: 12 Jan 2016, 09:13

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von Markus Burkhardt » 14 Mär 2016, 10:25

Hallo Thomas,

das ist alles sehr seltsam. Ich befürchte, dass du uns sowohl deinen TXT als auch die Motoren zur kostenlosen Überprüfung einschicken musst. Wir tauschen dann die defekten Teile aus und gehen der Sache auf den Grund.

Viele Grüße
Markus

Markus Burkhardt
Beiträge: 171
Registriert: 12 Jan 2016, 09:13

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von Markus Burkhardt » 16 Mär 2016, 16:41

Hallo THomas,

ich habe heute dein Paket erhalten und ich habe es mir mal etwas genauer angeschaut. Beim Auspacken fiel mir gleich auf, dass die Befestigungsschraube eines Motors locker war und der Motor sich im Gehäuse ein wenig bewegen konnte. Ich habe die Schrauben beider Motoren festgezogen und mit einem sehr einfachen Testaufbau, bei dem die Motoren über eine Rastkupplung gekoppert wurden, begonnen. Bei diesem Aufbau betrug sowohl die Differenz zwischen den gezählten Impulsen als auch die Abweichung vom Sollwert maximal 1. Bei einer Software-Kopplung mit der erweiterten Motorsteuerung ohne Last betrug sowohl die Differenz zwischen den gezählten Impulsen als auch die Abweichung vom Sollwert auch maximal 1.

Wie allerdings schon von Helmut bereits schon erwähnt wurde (danke dafür!), beträgt die Übersetzung tatsächlich 1:21,1. Dies erklärt, warum du mit dreimal 63 und einmal 64 (253/4 = 63,25) einigermaßen an eine Umdrehung kommst. Ich mache noch ein paar Untersuchungen, aber ich glaube inzwischen wirklich, dass das Spiel im gehäuse zu diesem komischen Verhalten geführt hat.

Viele Grüße
Markus

Benutzeravatar
The Rob
Moderator
Beiträge: 681
Registriert: 03 Dez 2015, 12:54

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von The Rob » 17 Mär 2016, 00:39

Markus Burkhardt hat geschrieben:Hallo THomas,

ich habe heute dein Paket erhalten und ich habe es mir mal etwas genauer angeschaut. Beim Auspacken fiel mir gleich auf, dass die Befestigungsschraube eines Motors locker war und der Motor sich im Gehäuse ein wenig bewegen konnte. Ich habe die Schrauben beider Motoren festgezogen und mit einem sehr einfachen Testaufbau, bei dem die Motoren über eine Rastkupplung gekoppert wurden, begonnen. Bei diesem Aufbau betrug sowohl die Differenz zwischen den gezählten Impulsen als auch die Abweichung vom Sollwert maximal 1. Bei einer Software-Kopplung mit der erweiterten Motorsteuerung ohne Last betrug sowohl die Differenz zwischen den gezählten Impulsen als auch die Abweichung vom Sollwert auch maximal 1.

Wie allerdings schon von Helmut bereits schon erwähnt wurde (danke dafür!), beträgt die Übersetzung tatsächlich 1:21,1. Dies erklärt, warum du mit dreimal 63 und einmal 64 (253/4 = 63,25) einigermaßen an eine Umdrehung kommst. Ich mache noch ein paar Untersuchungen, aber ich glaube inzwischen wirklich, dass das Spiel im gehäuse zu diesem komischen Verhalten geführt hat.

Viele Grüße
Markus
Mach doch die Schrauben nochmal lose und schau ob das Problem dann wieder da ist, dann wäre das definitiv geklärt.

Benutzeravatar
H.A.R.R.Y.
Beiträge: 899
Registriert: 01 Okt 2012, 08:38
Wohnort: Westpfalz

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von H.A.R.R.Y. » 17 Mär 2016, 07:10

Hallo zusammen,

ist die Platine mit dem Encoder usw. nicht fest mit dem Getriebemotor selbst verbunden?

Grüße
H.A.R.R.Y.
[42] SURVIVE - or die trying

Markus Burkhardt
Beiträge: 171
Registriert: 12 Jan 2016, 09:13

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von Markus Burkhardt » 18 Mär 2016, 15:49

Hallo zusammen,

die Encoderplatine ist fest mit dem Motor verbunden, jedoch könnte die fehlende Befestigung des Motors dazu führen, dass der Motor sich etwas im Gehäuse verdreht (Verdrehung zwischen Abtrieb und Gehäuse bleibt konstant, Motor verdreht sich aber gegen das Gehäuse/Encoderplatine). Diese Verdrehung wäre zwar sehr klein, je nach Stellung der Hallsensoren zu den Magneten könnte dies jedoch zu einem Impuls führen. Da die Impulse in beide Drehrichtungen registriert werden, würde eine Oszillation zu einer Differenz zwischen der Anzahl an Impulsen und der tatsächlichen Verdrehung führen.

Bei meinen weiteren Tests mit einer gelöster Schraube hatte die Art der Kopplung einen großen Einfluss auf dieses Verhalten zu haben. Bei der Kopplung mit einer Rastkupplung oder mit zwei Rastkettenrädern Z20 ist fast kein Einfluss auf die Impulsdifferenz zu sehen, beim einer Kopplung mit zwei Rastritzeln Z10 sind deutliche Unterschiede zu sehen.

Viele Grüße
Markus

thock
Beiträge: 10
Registriert: 02 Jul 2011, 22:40
Wohnort: Kreis Groß-Gerau

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von thock » 22 Mär 2016, 07:50

Hallo Markus,

dass es zu Abweichungen bei der Zählung kommen kann, wenn die Motoren Spiel im Gehäuse haben, leuchtet mir ein (je nach Aufbau des Innenlebens). Was für mein Empfinden nicht so richtig dazu paßt ist, dass der Fehler mitgewandert ist. Wenn - wie du schreibst - nur bei einem Motor eine Schraube locker war, warum hat dann immer der angetriebene Motor einen deutlich größeren Fehler in der Zählung gezeigt? Das war ja auch dann der Fall wenn der Motor mit der losen Schraube als antreibender Motor eingesetzt wurde. Darauf kann ich mir bislang keinen richtigen Reim machen.

Bis dann THomas

Markus Burkhardt
Beiträge: 171
Registriert: 12 Jan 2016, 09:13

Re: Probleme bei der Impulszählung der Encoder Motoren

Beitrag von Markus Burkhardt » 25 Apr 2016, 16:45

Hallo Thomas,

bitte entschuldige meine späte Antwort, deinen Beitrag habe ich irgendwie übersehen. Das ist in der Tat alles sehr seltsam und warum der antreibende Motor mit loser Schraube beim anderen Motor zu einer höheren Impulszahl führt, ist mir ehrlich gesagt auch noch schleierhaft. Ich hoffe, dass ich die Zeit finde, das noch mal genauer zu untersuchen. Wenn ich etwas herausfinde, melde ich mich noch einmal.

Viele Grüße
Markus

Antworten