Motor-Treiber: Unterschied zwischen den Versionen
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Das Ardumower- Design verwendet zwei verschiedene Typen von Motoren. Alle Motoren können im [https://www.marotronics.de/index.php?k=7 Shop] [[File: shopping.png|link=https://www.marotronics.de/index.php?k=7]]) erworben werden: | Das Ardumower- Design verwendet zwei verschiedene Typen von Motoren. Alle Motoren können im [https://www.marotronics.de/index.php?k=7 Shop] [[File: shopping.png|link=https://www.marotronics.de/index.php?k=7]]) erworben werden: | ||
| − | * Zwei Getriebemotoren als Antriebe (Radmotoren) mit Encoder(für Weg- und Geschwindigkeitssteuerung) | + | * Zwei Getriebemotoren als Antriebe (Radmotoren) mit eingebautem Encoder (für Weg- und Geschwindigkeitssteuerung) |
* einen Motor (mit hoher Drehzahl) zum Mähen (Mähmotor) | * 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. | 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. | ||
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| + | Es ist nicht empfehlenswert die Motoren direkt an die Motortreiber anzuschliessen, da gerade beim schnellen Wechsel von Vor- und Rückwärtsfahren (bzw. umgekehrt) hohe Spannungsspitzen auftreten und diese können die Motortreiber auf lange Sicht bestädigen. Daher verwenden wir ein Protector Board zwischen Motortreiber und Motoren. | ||
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Der Ardumower verwendet wie alle modernen Systeme 24V Motoren. | Der Ardumower verwendet wie alle modernen Systeme 24V Motoren. | ||
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| − | * [https:// | + | Hier findest Du eine Anleitung wie der Motortreiber auf das PCB gesetzt wird. |
| − | + | * [https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=DokrJiVzX2I Video-Anleitung: Dual MC33926] | |
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| + | Für Verkabelung von Motortreiber, Protector PCB und Motoren bitte die Anleitung im Abschnitt "Protector PCB" öffnen. | ||
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| − | [[File:warning.png]] | + | [[File: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. |
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File:Protector_pcb2.jpg | Protector PCB | File:Protector_pcb2.jpg | Protector PCB | ||
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| − | * [https://github.com/Ardumower/ardumower/blob/master/Dokumentation/Protector%20Board/WORKSHOP%20Protector-Board.pdf Bauanleitung Protector board ( | + | * [https://github.com/Ardumower/ardumower/blob/master/Dokumentation/Protector%20Board/WORKSHOP%20Protector-Board.pdf Bauanleitung Protector board (empfohlen für sicheren Betrieb der Motortreiber!)] |
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| − | File: | + | File: ardumower_motor.jpg | Ardumower Getriebemotor(Welle: 8mm Durchmesser, 5900 U/min, 0.055 Nm, Übersetzung: 1:212, Ausgangs-Drehmoment 2.45Nm, Ausgangsdrehzahl 31 U/min) |
| − | File: | + | File: magnetic_encoder.PNG | Motor wiring |
| − | File: | + | File: wheel_motor_diagram.png | Ardumower Getriebemotor Kennlinie (nur Motor) |
| + | File: Ardumower_gearbox.png | Getriebe-Spezifikation | ||
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| + | Die beiden Getriebemotoren werden unabhängig voneinander gesteuert ('Differentialantrieb') : | ||
| − | + | * Fahren vorwärts/rückwärts | |
| − | * | + | * Lenken links/rechts |
| − | Der Motor wird wie folgt angeschlossen: | + | 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 erklimmen kann (mit 2 Motoren, 250 mm Rädern, 31 U/min = 0.4m/s, Beschleunigung = 0.2 ( 1/2 der Nominalgeschwindigkeit) [http://www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizing-tool-9698 see calculator] | ||
| + | * Der eingebaute Encoder kann die Drehzahl messen, die Geschwindigkeit und den Weg feststellen. | ||
| + | * 24V (Laststrom ca. 1A) | ||
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| + | Der linke Getriebe-Motor wird wie folgt an das Protector Board angeschlossen: | ||
Motor Anschluss (linker Motor): | Motor Anschluss (linker Motor): | ||
| − | Motor (black) ==== | + | Motor (black) ==== Protector board Motor_1_OUT(1) |
| − | Motor (red) ==== | + | Motor (red) ==== Protector board Motor_1_OUT(2) |
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| + | Für den rechten Motor entsprechend an Protector board Motor_2_OUT(1,2) anschliessen. | ||
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| + | = Anschluss Odometrie der Getriebemotoren = | ||
| − | + | Der im Ardumower-Getriebe-Motor eingebaute Encoder hilft dem Ardumower die Drehzahl bzw. zurückgelegte Distanz zu ermitteln. Hier siehst Du wie die Odometrie der Motoren an das PCB angeschlossen wird. | |
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File: magnetic_encoder.PNG | Motor wiring | File: magnetic_encoder.PNG | Motor wiring | ||
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| − | Motor | + | Motor Odometrie Anschluss (linker Motor): |
Motor (brown) ---- PCB VCC | Motor (brown) ---- PCB VCC | ||
Motor (green) ---- PCB GND | Motor (green) ---- PCB GND | ||
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Motor (purple) ---- PCB OdometryLeft (4) | Motor (purple) ---- PCB OdometryLeft (4) | ||
| − | + | Für den rechten Motor entsprechend an "PCB OdometryRight" anschliessen. | |
| − | + | WICHTIG: Bei PCB v0.5/1.2 fehlen die Pull-up Widerstände! Du musst sie nachträglich am PCB wie folgt ergänzen: | |
PCB OdometryLeft(3) --- 4.7k --- 5v | PCB OdometryLeft(3) --- 4.7k --- 5v | ||
PCB OdometryLeft(4) --- 4.7k --- 5v | PCB OdometryLeft(4) --- 4.7k --- 5v | ||
| − | = Mähmotor | + | = Anschluss Mähmotor = |
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| + | File: Ardumower_motordriver_overview.png | PCB, MC33926, protector and motors | ||
File: ardumower_mower_motor.jpg | Ardumower Mähmotor | File: ardumower_mower_motor.jpg | Ardumower Mähmotor | ||
File: Mower_motor_curve.png | Ardumower Mähmotor -Kennlinie | File: Mower_motor_curve.png | Ardumower Mähmotor -Kennlinie | ||
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Es wird ein MC33926 Motortreiber in Parallelschaltung zur Ansteuerung des Mähmotors verwendet. | Es wird ein MC33926 Motortreiber in Parallelschaltung zur Ansteuerung des Mähmotors verwendet. | ||
| − | [[File:warning.png]]'''Sicherheitshinweis: Entferne zur Sicherheit stets die Messer bei | + | [[File:warning.png]]'''Sicherheitshinweis: Entferne zur Sicherheit stets die Messer bei deinen ersten Tests!''' |
| − | + | Der Mähmotor wird wie folgt an das Protector board angeschlossen: | |
| − | + | Motor (black) ==== Protector board Motor_1_OUT(1) | |
| − | + | Motor (red) ==== Protector board Motor_1_OUT(2) | |
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| + | = Reduzierung von Motorstörungen = | ||
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| + | Folgende Anleitung zeigt wie Du Motorstörungen reduzieren kannst. | ||
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| + | File:decrease_motor_noise.png | Reduzierung von Motorstörungen | ||
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| + | * [https://github.com/Ardumower/ardumower/blob/master/Dokumentation/Motor%20Entstoerung/Motor%20EntstoerungREV20150531.pdf Anleitung: Motorstörungen reduzieren REV20150531] | ||
| + | * [http://www.ardumower.de/media/kunena/attachments/1725/Motor-EntstoerungREV20150531.pdf (English comments)] | ||
| − | + | = Motor controller (PID) = | |
| − | + | Die Geschwindigkeit der Motoren wird mit einem Software-PID-Regler geregelt. Du kannst Dir die Regelung mit der pfodApp anschauen (Plot->Motor control): | |
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Aktuelle Version vom 22. Februar 2017, 08:47 Uhr
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung
Das Ardumower- Design verwendet zwei verschiedene Typen von Motoren. Alle Motoren können im Shop 
) erworben werden:
- Zwei Getriebemotoren als Antriebe (Radmotoren) mit eingebautem 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.
Es ist nicht empfehlenswert die Motoren direkt an die Motortreiber anzuschliessen, da gerade beim schnellen Wechsel von Vor- und Rückwärtsfahren (bzw. umgekehrt) hohe Spannungsspitzen auftreten und diese können die Motortreiber auf lange Sicht bestädigen. Daher verwenden wir ein Protector Board zwischen Motortreiber und Motoren.
Spannungen
Der Ardumower verwendet wie alle modernen Systeme 24V Motoren.
Bauanleitung Motortreiber (MC33926)
Eigenschaften des Motortreibers: bis zu 3A, mit integriertem Stromsensor und Thermoschutz
PCB, MC33926, protector and motors
PCB und MC33926
Pin-Belegung
Schaltbild MC33926
Hier findest Du eine Anleitung wie der Motortreiber auf das PCB gesetzt wird.
Für Verkabelung von Motortreiber, Protector PCB und Motoren bitte die Anleitung im Abschnitt "Protector PCB" öffnen.
Protector PCB
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.
PCB, MC33926, protector and motors
Protector PCB
Protector PCB Verdrahtung
Protector PCB Schaltbild
Anschluss Radmotoren
PCB, MC33926, protector and motors
Ardumower Getriebemotor(Welle: 8mm Durchmesser, 5900 U/min, 0.055 Nm, Übersetzung: 1:212, Ausgangs-Drehmoment 2.45Nm, Ausgangsdrehzahl 31 U/min)
Motor wiring
Ardumower Getriebemotor Kennlinie (nur Motor)
Getriebe-Spezifikation
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 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)
Der linke Getriebe-Motor wird wie folgt an das Protector Board angeschlossen:
Motor Anschluss (linker Motor):
Motor (black) ==== Protector board Motor_1_OUT(1) Motor (red) ==== Protector board Motor_1_OUT(2)
Für den rechten Motor entsprechend an Protector board Motor_2_OUT(1,2) anschliessen.
Anschluss Odometrie der Getriebemotoren
Der im Ardumower-Getriebe-Motor eingebaute Encoder hilft dem Ardumower die Drehzahl bzw. zurückgelegte Distanz zu ermitteln. Hier siehst Du wie die Odometrie der Motoren an das PCB angeschlossen wird.
Motor wiring
Encoder signal
Motor Odometrie Anschluss (linker Motor):
Motor (brown) ---- PCB VCC Motor (green) ---- PCB GND Motor (blue) ---- PCB OdometryLeft (3) Motor (purple) ---- PCB OdometryLeft (4)
Für den rechten Motor entsprechend an "PCB OdometryRight" anschliessen.
WICHTIG: Bei PCB v0.5/1.2 fehlen die Pull-up Widerstände! Du musst sie nachträglich am PCB wie folgt ergänzen:
PCB OdometryLeft(3) --- 4.7k --- 5v PCB OdometryLeft(4) --- 4.7k --- 5v
Anschluss Mähmotor
PCB, MC33926, protector and motors
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.
Sicherheitshinweis: Entferne zur Sicherheit stets die Messer bei deinen ersten Tests!
Der Mähmotor wird wie folgt an das Protector board angeschlossen:
Motor (black) ==== Protector board Motor_1_OUT(1) Motor (red) ==== Protector board Motor_1_OUT(2)
Reduzierung von Motorstörungen
Folgende Anleitung zeigt wie Du Motorstörungen reduzieren kannst.
Reduzierung von Motorstörungen
Motor controller (PID)
Die Geschwindigkeit der Motoren wird mit einem Software-PID-Regler geregelt. Du kannst Dir die Regelung mit der pfodApp anschauen (Plot->Motor control):
Motor speed settings
