Motor-Treiber: Unterschied zwischen den Versionen

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= Programming =
 
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== Motor variables ==
 
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    // --------- wheel motor state ----------------------------
 
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    // wheel motor speed ( <0 backward, >0 forward); range -motorSpeedMaxRpm..motorSpeedMaxRpm
 
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    //                                  [Default value]
 
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    float motorAccel  ;          // motor wheel acceleration - only functional when odometry is not in use
 
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                                // (warning: do not set too high) [1000]
 
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    int motorSpeedMaxRpm  ;    // motor wheel max RPM  [25]
 
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    int motorSpeedMaxPwm  ;      // motor wheel max Pwm  (8-bit PWM=255, 10-bit PWM=1023) [255]
 
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    float motorPowerMax  ;      // motor wheel max power (Watt)
 
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    PID motorLeftPID;            // motor left wheel PID controller [Kp=1.5 , Kd=0.29, Ki=0.25]
 
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    PID motorRightPID;          // motor right wheel PID controller
 
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    float motorSenseRightScale ; // motor right sense scale (mA=(ADC-zero)/scale)
 
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    float motorSenseLeftScale ;  // motor left sense scale  (mA=(ADC-zero)/scale)
 
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    int motorRollTimeMax ;      // max. roll time (ms)
 
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    int motorRollTimeMin  ;      // min. roll time (ms)
 
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    int motorReverseTime ;      // max. reverse time (ms)
 
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    long motorForwTimeMax;      // max. forward time (ms) / timeout
 
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    float motorBiDirSpeedRatio1 ;// bidir mow pattern speed ratio 1
 
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    float motorBiDirSpeedRatio2 ;// bidir mow pattern speed ratio 2
 
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    bool motorRightSwapDir    ; // inverse right motor direction?
 
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    bool motorLeftSwapDir      ; // inverse left motor direction? 
 
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    int motorLeftSpeedRpmSet ;  // set speed
 
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    int motorRightSpeedRpmSet ;
 
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    float motorLeftPWMCurr ;    // current speed
 
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    float motorRightPWMCurr ;
 
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    int motorRightSenseADC ;
 
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    int motorLeftSenseADC ;
 
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    float motorLeftSenseCurrent ;   
 
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    float motorRightSenseCurrent ;
 
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    float motorLeftSense ;      // motor power (range 0..MAX_MOTOR_POWER)
 
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    float motorRightSense ;
 
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    int motorPowerIgnoreTime;
 
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    int motorZeroSettleTime;    // how long (ms) to wait for motor to settle at zero speed
 
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    int motorLeftSenseCounter ;  // motor current counter
 
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    int motorRightSenseCounter ;
 
−
    unsigned long nextTimeMotorSense ;
 
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    unsigned long lastSetMotorSpeedTime;
 
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    unsigned long motorLeftZeroTimeout;
 
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    unsigned long motorRightZeroTimeout;
 
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    boolean rotateLeft;
 
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    unsigned long nextTimeRotationChange;
 
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== Motor Methods ==
 
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First the basic function that control the pwm to each motors:
 
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  void setMotorPWM(int pwmLeft, int pwmRight, boolean useAccel);
 
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A general methods to test motors
 
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  void testMotors();
 
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Then, there are several MotorControl methods according to mower state :
 
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if current state is 'STATE_PERI_TRACK' then
 
−
  void motorControlPerimeter();
 
−
 
−
 
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  void motorControlImuRoll();
 
−
 
−
  void motorControlImuDir();
 
−
 
−
for all other case : 
 
−
 
−
  void motorControl();
 
−
  // This method calculate pwm to set in order to respect rpm setpoint according current rpm and Kp, Ki, Kd parameter
 

Version vom 30. Mai 2016, 09:34 Uhr

Zusammenfassung

Das Ardumower- Design verwendet zwei verschiedene Typen von Motoren. Alle Motoren können im Shop shop Shopping.png) erworben werden:

  • Zwei Getriebemotoren als Antriebe (Radmotoren) mit Encoder(für Weg- und Geschwindigkeitssteuerung)
  • einen Motor (mit hoher Drehzahl) zum Mähen (Mähmotor)

Zur Steuerung der Motoren sind Motortreiber erforderlich. Desweiteren messen wir den Motorstrom mit dem Motortreiber. Dies erlaubt uns, Hindernisse zu detektieren, da der Motorstrom bei Hindernissen ansteigt. Ardumower verwendet zwei Dual MC33926 Motortreiber. Zwei Kanäle für linker und rechter Motor und zwei Kanäle (parallel geschaltet) für den Mähmotor.

Spannungen

Obwohl es 12V- und 24V- Motoren gibt, verwendet der Ardumower, wie alle modernen Systeme, 24V Motoren.

Radmotoren

  • Ardumower Getriebemotor(Welle: 8mm Durchmesser, 5900 U/min, 0.055 Nm, Übersetzung: 1:212, Ausgangs-Drehmoment 2.45Nm, Ausgangsdrehzahl 31 U/min)

  • Ardumower Getriebemotor Kennlinie (nur Motor)

  • Reduzierung der Motorstörungen

Die beiden Getriebemotoren werden unabhängig voneinander gesteuert ('Differentialantrieb') :

  • Fahren vorwärts/rückwärts
  • Lenken links/rechts

Die Eigenschaften der Ardumower - Radmotoren:

  • Eine Drehzahl bis zu 31 U/min erlaubt es, den Roboter mit einer ausreichenden Geschwindigkeit von bis zu (Meter/sec = 31rpm/60 * PI * 0.25m = 0.4m/sec) bei Verwendung von Rädern mit 250 mm Durchmesser, zu bewegen.
  • ein hohes Drehmoment (2.45 Nm) garantiert, dass der Roboter kleinere Hügel bis zu 14 Grad erklimmen kann (mit 2 Motoren, 250 mm Rädern, 31 U/min = 0.4m/s, Beschleunigung = 0.2 ( 1/2 der Nominalgeschwindigkeit) see calculator
  • Der eingebaute Encoder kann die Drehzahl messen, die Geschwindigkeit und den Weg feststellen.
  • 24V (Laststrom ca. 1A)

Motortreiber (MC33926)

Eigenschaften: bis zu 3A, mit integriertem Stromsensor und Thermoschutz

Warning.png Protektorboard: Bei 24V Systemen kommt es zu Spannungsspitzen, die den Motortreiber schnell zerstören können. Daher wurde das Protektorboard entwickelt um dies zu verhindern. Es werden 2 Stück benötigt. Einen für die Antriebsräder und einen für den Mähmotor. Schaden kann das Protektorboard auf keinen Fall.

  • Pin-Belegung

  • Jumper

  • Schaltung

  • automatischer Strombegrenzer

  • Motorstart 50% PWM Tastverhältnis

  • Impuls/EMF Schutz

Motor wiring (left motor): 

black  ==== MC33926 M1OUT1
red    ==== MC33926 M1OUT2

Odometry wiring (left motor): 

brown  ---- PCB VCC
green  ---- PCB GND
blue   ---- PCB OdometryLeft (3)
purple ---- PCB OdometryLeft (4)

For right motor, use MC33926 M2OUT(1,2) and PCB OdometryRight accordingly.

IMPORTANT: PCB v0.5/1.2 are missing pull-ups! You need to add them yourself: 

odometry(3) --- 4.7k --- 5v
odometry(4) --- 4.7k --- 5v

Mähmotor und Treiber

  • Ardumower Mähmotor

  • Ardumower Mähmotor -Kennlinie

  • Anlaufstrom

  • Mähmotor blockiert, 500ms detection (max), waittime: 5sec (min)

Eigenschaften des Ardumower-Mähmotors:

  • schnell genug um den Rasen zu schneiden (3150 U/min)
  • genügend Drehmoment (140 mNm / 46 W)
  • leises Mähen (man hört ihn kaum)
  • 24V, Laststrom ~1.0A (L=2.8mH, R=1.9ohm)

Es wird ein MC33926 Motortreiber in Parallelschaltung zur Ansteuerung des Mähmotors verwendet.

Warning.pngSicherheitshinweis: Entferne zur Sicherheit stets die Messer bei diesen ersten Tests!


Motor wiring (mower motor): 

black  ==== MC33926 M1OUT1
red    ==== MC33926 M1OUT2


Motor controller (PID)

The speed of the motors is controlled by a software PID controller. You can monitor the quality of the motor speed control via pfodApp (Plot->Motor control):

  • Motor speed settings

  • Odometry motor pid controller.png
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