Ball auf Platte - balancierer + TXT

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Peterholland
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Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Peterholland » 28 Nov 2015, 13:42

Ein sehr interessantes Ball auf Platte - balancierer mit TXT-controller + Camera gibt es unter :

https://www.youtube.com/watch?v=1ObdFOjeSV4

@FTmodels,
- Wäre es bitte möglich das Roboprogramm hoch zu laden beim ftcommunity ?


Gruss,

Peter
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Peter Poederoyen NL

Techum
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Re: Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Techum » 05 Dez 2015, 17:34

Hallo Peter,

ich habe beide RoboPro Programme hochgeladen.
* Das für Ball on a Beam und
* das für Ball on a Plate.

Ball on a Plate verwendet die Routinen aus "Ball on a Beam" zwei mal für beide Dimensionen. Ansonsten ist es sehr ähnlich.
Eigentlich wollte ich das ganze für Dreieich fertig haben, das hat aber zeitlich nicht ganz geklappt.

Es ist auch keine ordentliche PID Steuerung. Hier fehlt mir die Theorie.
Ich verwende aber die Lage, die Geschwindigkeit (Bewegungssensor) und die Richtung (Delta zwischen zwei Ballerkennungszeitpunkten), um den Sollwinkel zu ermitteln.
Je nachdem, wie stark der Soll-winkel vom Ist-winkel abweicht, fährt das System eine starke und schnelle Reaktion oder eine langsame, schwache. Ich unterscheide nur drei Stufen.
Den Einfluss der drei Faktoren kann man über Konstanten verändern, die über Regler auf dem TXT zu sehen sind.

Die Taster verwende ich zur Initialisierung, um einen groben 0-Winkel zu bestimmen.
Dieser wird während des Balancierens vom Programm korrigiert, wenn der Ball sich zu häufig in Extremlage (außen) befindet.

Hier geht also vieles noch viel eleganter.
Freilich ist der Schlüssel zu allem die kontinuierliche und sichere Ballerkennung. Wie man im "Ball on a Plate" Video ganz gut sieht, stört schon der Schatten einer der Kamerasäulen, weil der Glanzpunkt des Balls verloren geht.
Weder zu viel Licht noch zu wenig Licht (kein Schattenwurf, kein klarer Glanzpunkt) sind hilfreich. Bei einer helleren Umgebung kann man aber mit mehr Bildern pro Sekunde arbeiten, was grundsätzlich hilft.

Also einfach selbst ausprobieren - das TXT Discovery Set ist ja wie gemacht dafür.

Viele Grüße,
Frank
bzw. FTmodels

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Peterholland
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Re: Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Peterholland » 05 Dez 2015, 20:52

Hallo Frank,

Herzlichen Dank für die Upload + Erklärung.
http://www.ftcommunity.de/downloads.php ... ie=RoboPro

https://www.youtube.com/watch?v=1ObdFOjeSV4

- Die Robopro-Programmier-Workshops am Fanclubtag-2015 mit Tipps und Tricks von Robopro Entwickler waren sehr interessant.
Die Wirkung einer PID-Regler + Parameter war sehr gut erklärt. Analogie wie beim Auto-fahren.

- Dirk Fox kommt in ftpedia-2015-4 (= noch einige Wochen) mit ein RoboPro-artikel mit ein PID-Steuerung.

- PID-Regelaars gab es auch eher beim :

Two propeller-Windmill van Reivilo met (zeer) goede uitleg :
http://reivilofischertechnik.weebly.com ... video.html
http://reivilofischertechnik.weebly.com ... oller.html

http://forum.ftcommunity.de/viewtopic.php?p=1206#p1206

https://en.wikipedia.org/wiki/PID_contr ... ual_tuning

http://reivilofischertechnik.weebly.com ... evice.html

Gruss,

Peter
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Re: Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Peterholland » 09 Dez 2015, 14:24

Hallo Frank,

Ich Versuche das Programm zu verstehen + die passende Faktoren für mein Modell zu finden.

Beim Ball auf Platte kann man den Einfluss der drei Faktoren über Konstanten verändern, die über Regler auf deiner TXT zu sehen sind.

Welche Konstante dient aber genau für was ?

Linker Regler auf dem TXT : = 1/v dient für .......?

Mittlere Regel auf dem TXT :" = 1/s = dient für .......?

Rechter Regler auf dem TXT : = 1/a = dient für .......?


Gruss,

Peter
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Re: Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Techum » 10 Dez 2015, 00:38

Hallo Peter,

leider kaum kommentiert mein Programm...

Im Hauptprogramm versuche ich Lage und Geschwindigkeit des Balls zu ermitteln.
Wenn der Ball sich zu lange in Extremposition (am Rand) befindet, wird der 0 Winkel korrigiert.
Der Nullwinkel wird über Home und HomeY zu Beginn angefahren und ist nicht parametrisiert, sondern ausprobiert.

In Ball (x) und Ball2 (y) wird die Systemreaktion bestimmt.

Die System Reaktion (Winkelanpassung) resultiert aus der Differenz zwischen Sollwinkel und Istwinkel.

Der Sollwinkel wird bestimmt als
(s + a/"1/a") / "1/s" + v / "1/v"

Dabei ist s der Abstand von der Plattenmitte.
a ist der momentane Istwinkel (die Beschleunigung)
v ist die momentane Geschwindigkeit ermittelt als Delta s / Delta t
Delta t ist 0,06 Sekunden.

Wie du siehst kann mit den Faktoren "1/s", "1/v" und "1/a" die Stärke der Systemreaktion beeinflusst werden.

Ich hoffe, es hilft weiter.
Viele Grüße
Frank

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Re: Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Peterholland » 10 Dez 2015, 22:20

Hallo Frank,

Sehr vielen Dank für deine Erklärung.

Ich denke wenn du das Model "Ball auf Platte -balancierer + TXT" auch upload am ftcommunity-Bilderpool, mehr Leute sich interessieren.
"'Unbekannt = leider manchmal "unbeliebt"

Deine Programm stimuliert andere.....
Vorallem weil es noch nicht viele Mitglieder ft-Modellen mit dem TXT+Camera geupload haben.
Viele FT-Freunden haben schon >1 Jahr die TXT, doch warten mit experimentieren wegen die (sehr) viele TXT-software- und andere TXT-Problemen, die leider noch nicht alle gelöscht sind.
Deine Programm + Modell ohne Fremdteilen (!) zeigen jetzt die gute Funktionierungs-möglichkeiten.

Ich denke auch nach das ftpedia-2015-4 (= noch einige Wochen warten) mit ein RoboPro-artikel mit ein PID-Steuerung (=Dirk Fox).
Die kann man für die Ball auf die Platte bestimmt gut nutzen.

Gruss,

Peter
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Re: Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Peterholland » 14 Dez 2015, 16:16

Hallo Frank,

Es bleibt sehr schwierig die richtige Parameter-Kombination 1/V, 1/S und 1/a zu finden für die "Ball auf Platte -balancierer".
Ich habe es leider noch nicht geschafft.....

- Funktioniert das Modell am besten im Download-betrieb mit die 3 Schieberegler ? ... oder gibt es kein grosses Unterschied schwischen Online- und Download-Betrieb ?

Einer helleren Umgebung (ohne Schatten) zeigt sich tatsächlich sehr hilfreich, damit man mit mehr Bildern pro Sekunde arbeiten kann.
Auch eine Zaun + 50W Halogeen-Lampe (ohne Schatten) zeigen sich beiden sehr hilfreich !

- Die Zahl der Bilder kann man doch nur im online-Programm beim "Kamera" ändern und dann Speichern ?

Gruss,

Peter
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Re: Ball auf Platte - balancierer + TXT

Beitrag von Techum » 15 Dez 2015, 23:37

Hallo Peter,

das Programm läuft im Controller Betrieb schneller. Im Online Betrieb bleibt der Ball nicht lange auf der Platte.
In der Tat kann man Kameraeinstellungen nur am PC justieren. Offenbar werden diese beim Programmdownload mit übertragen. Dies ist aber nicht transparent.
Ggf. kann sich jemand von Fischertechnik dazu äußern. In der Doku habe ich dazu nichts gefunden.
Was mir auch aufgefallen ist: die X - und Y - Koordinaten, die der Ballsensor zurückliefert, sind IMMER POSITIV. Es ist also dringend zu empfehlen, die Koordinaten bei 0 zu starten und nicht bei -100, so wie das Programm das vorgibt, wenn man das Sensorfeld einfügt.

Wie schon gesagt, das Programm hat sicher schwächen. Der Schlüssel zum Erfolg ist die durchgängige Erkennung des Balls.
Was man im Video auch erkennt, mit kleinerer Platte ist es mit meinem Programm schwierig. Ggf. fängst Du besser mit dem eindimensionalen Problem an.

Viele Grüße und - nur nicht aufgeben...
Frank

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