Segway

[FischerPapa]

Hallo,
ich habe mir auf Youtube mal ein paar Videos über Segways angeschaut. Dabei habe ich mir gedacht man könnte das doch mal mit Fischertechnik nachbauen.
http://www.youtube.com/watch?v=8c4eZWX35C0
So und jetzt kommt schon mein erstes Problem. Ich brauche einen Sensor, der mir sagt, wie der Roboter momentan steht. Ich hatte Anfangs an den Ultraschallsensor gedacht, mit dem ich dann den Abstand zum Boden ermittle. Bei meinen Tests habe ich jedoch herausgefunden, dass dieser nicht schnell genug ist. Er sendet ja pro Sekunde immer 1 oder 2 Signale aus und das ist zu langsam.
Als nächstes habe ich es mit dem Farbsensor versucht. Bei diesem müsste man ihn aber etwa einen Zentimeter über dem Boden platzieren, sodass man fast keine Bodenfreiheit mehr hätte.
Jetzt habe ich keine Idee mehr was ich benutzen könnte. Ein Pendel wäre da zwar noch aber wie soll ich es Anbringen und wie soll ich da herausfinden wie dieser steht? Vielleicht könnte man das mit einem Poti...
Ich habe zwei Powermotoren 50:1 eingebaut und die Übersetzung von den Motoren zu den Rädern beträgt 1:1, wobei ich feststellen musste, dass dabei die Räder zu langsam drehen um das Gleichgewicht zu halten.
Der Roboter hat es schon mit dem Ultraschallsensor geschafft etwa 0.5 Sekunden lang nicht den Boden zu berühren (ausser mit den Rädern natürlich).

Als Interface habe ich momentan das ROBO Interface eingebaut, ich habe zwar auch den ROBO TX Controller, welcher ich aber lieber nicht benutzen möchte, da er momentan in meinem TRL (Turmregallager) verbaut ist. Natürlich könnte man beim TXC den I2C Bus verwenden und einen Beschleunigungssensor oder Gyro anhängen, aber wie ich schon gesagt habe möchte ich ihn sehr ungern benutzen, nur wenn es die Bedingungen nicht anders erlauben.
So das wars fürs erste.

P.S.: Ich habe mir noch nie solange Zeit genommen für einen Beitrag! Das ist ja auch mein längster Beitrag, den ich je gemacht habe!!!

[kehrblech]

Hallo,

es ist möglich mit den IR-Abstandssensoren von Sharp zu balancieren. Hier ist beschrieben wie man die anschließt.
Ich habe damit schonmal einen Roboter gebaut. Da das Signal der Sensoren nicht optimal ist (etwas verrauscht), konnte er damit zwar nicht so ruhig balancieren, wie es mit einem Beschleunigungssensor und einem Gyro möglich gewesen wäre, aber er hat schon ganz gut funktioniert.

Viele Grüße,
Jan

[peter.poetzi]

Wir bauen an der Schule auch gerade an einem Segway
allerdings nicht mit ft sondern mit arduino und plexiglas

Sensor nehmen wir den da: http://www.neuhold-elektronik.at/catsho ... 4a7684b2b6

das ist ein sensor der sagt wieviel g an der x, y und z achse sind.

also wenn das ding gerade da liegt sind es 1g bei der z achse nach unten, 0g bei x und y
wenn es 45° nach vorne geneigt ist, sind es 0,7g(1/sqrt(2)) bei der z achse nach unten, 0,7g bei der x,achse nach rechts und 0g bei der y-achse

mit dem atan kan man sich dann ausrechnen wieviel grad das ding nach vorne oder hinten geneigt ist.

die geschwindigkeit ist dann k*winkel, d.h. je weiter das segway nach vorne geneigt ist desto schneller fährt es. Wenn es nach hinten geneigt ist, erhält man natürlich eine negative geschwindigkeit

die lenkung ist auch kein problem, wenn man will, das das segway etwas nach links fährt muss man nur so machen:
v_links=v-k
v_rechts=v+k

jetzt bauen wir eerst einen prototypen der nur ca. 30cm hoch ist und mit 2 Handy-Akkus fährt
Später bauen wir dann aber ein segway in Originalgröße!

[Karim54321]

Achtung der braucht bestimmt eine Stützebeim Fahren!

[peter.poetzi]

Nein, er fährt nur auf 2 Rädern (und wackelt dabei ein bisschen)

man kann das programm natürlich noch etwas erweitern, damit der roboter die position auch hält, wenn er nicht fahren soll

winkel=atan2(z,x)+(ist_position - soll_position)

[heiko]

Hallo,

der Segway ist, soweit ich weiss, hauptsächlich ein regelungstechnisches Problem. Die Neigung beim Beschleunigen und Bremsen sowie das Fahren auf schiefen Ebenen ist ein riesiges Problem für das Gerät. Außerdem darf er sich nicht aufschaukeln.

Die Segway-Bastler stehen anscheinend total auf Gyros, um die Drehrate herauszubekommen. Damit hat man quasi automatisch einen PD-Regler aufgebaut. Wenn es dann noch schwingt, hilft ein PID-Regler (PID without a PhD, RN-Wissen, exzellenter Übersichtsartikel).

Gruß
Heiko

[olav]

Hallo
Für den Bodenabstand kannst du doch auch Infrarotentfernungsmesser verwenden die sind meistens viel Besser in Reichweite genauichkeit und Messsignalen.

Grüße Olav

[peter.poetzi]

Aber Gyrosensoren sind viel schneller, genauer, zuverlässiger und preiswerter.

[FischerPapa]

Hallo,
besteht denn die Möglichkeit einen Gyro an das ROBO Interface anzuschliessen?

[peter.poetzi]

Ja, der gyro, den ich oben gepostet habe, hat 3 spannungsausgänge.

Um den Winkel zu bestimmen braucht man eh nur 2, also geht es sich beim RI aus!

[peter.poetzi]

genau wie beim balancierten Stillstand (auch =Null)

Nein, dann sind es bei der z-achse nach unten 1g (10m/s²)

und es ist sehr leicht aus den x und z werten den winkel auszurechnen:

winkel=atan2(z,x)

[peter.poetzi]

Irgendwie sind wir uns da bei den Achsenbezeichnungen nicht einig.
(bei mir ist) z ist nach unten, x in fahrtrichtung. y hat NUR dann einen Wert wenn das Ding schief steht, allerdings so, dass ein rad ein paar zm höher ist als das andere(also nicht beim bergauffahren).

wenn es nicht fällt (also am Boden steht) ist x²+z²=1