Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji

aplov 25 Mar 2017 16:59 10116 29
  • APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji
    Witam

    Na wstępie chcę dodać iż jestem tylko 18 letnim samoukiem i zdaje sobie sprawę, że ta konstrukcja nie jest ta tak wysokim poziome co reszta zamieszczonych prac.

    Wyżej przedstawiony pojazd to jak tytuł wskazuje, zdalnie sterowany samochód zbudowany od zera.

    Dane techniczne:
    - Dwa niezależne silniki o łącznej mocy 78 W. Przekładnia 4.4:1 2200 RPM
    - Akumulator litowo-polimerowy o pojemności 2200 mAh 7.4 V
    - Mikroprocesor ATmega644P taktowany 20 MHz
    - Nadajnik/odbiornik nRF24L01
    - Średnica kół wynosi 60 mm
    - Masa ~500g (z akumulatorem)

    Szczegóły
    Całość została zaprojektowana tak aby barycentrum całości znajdowało się jak najniżej, poprawi to stabilność podczas szybkiej jazdy.
    Poniżej widać, że wszystkie cięższe elementy zostały umieszczone na dolnej stronie.
    APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji

    Również przód samochodu został lekko obniżony względem tyłu aby podczas dużego przyspieszenia zachować przyczepność przednich kół.
    APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji

    Schemat oraz PCB
    APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji
    APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji

    Kontroler
    Kontroler nie wygląda pięknie ale spełnia swoje zdanie
    APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji

    Dane techniczne:
    - Mikroprocesor ATmega88PA taktowany 20 MHz
    - Zasilanie z powerbank'a poprzez programator
    - Nadajnik/odbiornik nRF24L01
    - Wyświetlacz LCD 2x16 HD44780 z podświetleniem RGB

    Jeśli kontroler jest połączony, odbiera on napięcie akumulatora samochodu, które jest widoczne na wyświetlaczu
    Posiada on również trzy tryby pracy charakteryzujące się maksymalnymi wypełnieniami PWM przy których pracują silniki samochodu (Eco,Standard,Sport).
    Między trybami można przełączać się poprzez wciśnięcie joystick'a. Aktualny tryb można rozpoznać dzięki kolorowi wyświetlacza.
    1.Eco 2.Standard 3.Sport
    APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcjiAPLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcjiAPLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji

    Samochód w boju


    Jeśli się podoba nie zapomnij o: APLOV - Zdalnie sterowany samochód własnej konstrukcji,a jeśli nie to napisz dlaczego, będę Ci wdzięczny ;) .

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    aplov
    Poziom 6  
    Offline 
    El Psy Congroo
    aplov napisał 207 postów o ocenie 33, pomógł 0 razy. Mieszka w mieście dębica. Jest z nami od 2015 roku.
  • PCBway
  • #3
    aplov
    Poziom 6  
    damian5602 napisał:
    Projekt ciekawy, podesłałbyś na PW source do atmeg? Chciałbym zobaczyć jak rozwiązałeś pewną rzecz.

    Napisz mi o co konkretnie Ci chodzi to pomogę

    damian5602 napisał:
    Jeszcze jedno, jaki zasięg uzyskujesz?

    W terenie zabudowanym myślę, że spokojnie można założyć zasięg 500m
  • PCBway
  • #5
    aplov
    Poziom 6  
    gromleon napisał:
    Moc silników nie jest przesadzona ? 78 w to już może żwawo poruszać samochodzik z dzieckiem na pokładzie

    Jeden silnik przy napięciu 6V i przy zatrzymanym wale pobiera 6.5A (P = U*I => P = 6.5*5 => P = 39 [W])
    Ta moc jest przekładana na prędkość kątową, moment siły jest dość mały. Jeśli by przełożyć ją na moment siły to może by dało radę, zakładając brak poślizgu.
  • #6
    gromleon
    Poziom 33  
    Czyli to ta nowa definicja mocy wynaleziona przez Chińczyków, prąd pobierany przez zablokowany silnik razy napięcie zasilanie, te silniki realnie produkują może 10 watów razem. Sprzęt AGD też wg tej definicji liczą napis 1500 watów oznacza około 250 watów realnie na wale np maszynki do mielenia.
  • #7
    aplov
    Poziom 6  
    gromleon napisał:
    Czyli to ta nowa definicja mocy wynaleziona przez Chińczyków, prąd pobierany przez zablokowany silnik razy napięcie zasilanie, te silniki realnie produkują może 10 watów razem. Sprzęt AGD też wg tej definicji liczą napis 1500 watów oznacza około 250 watów realnie na wale np maszynki do mielenia.


    To ja nie w temacie jeśli chodzi o takie sprawy. Dane brałem na podstawie tego Link
  • #9
    Jatsekku2
    Poziom 12  
    Całkiem ładne wykonanie i ciekawy patent z trybami wskazywanymi kolorem podświetlenia :)
    Dobrze widzę, że są "animacje" na przejściu między trybami?

    Kilka pytań:
    1. W czym napisałeś soft?
    2. Jak została wykonana płytka pojazdu?
    Jeśli nie była zamawiana, to dorzuć kilka jej zdjęć jak możesz.
    3. Gdzie i w jakiej kwocie dorwałeś konkretnie ten model LCD?
    4.Tryby różnią się tylko maksymalną wartością PWM-a dla silników?
  • #10
    aplov
    Poziom 6  
    Jatsekku2 napisał:
    Dobrze widzę, że są "animacje" na przejściu między trybami?

    Dokładnie tak. Nie są to "twarde" przejścia :)

    1.Soft pisałem w C
    2.Płytkę zamawiałem ale mam zdjęcie "czystej" płytki
    3.LCD zamówiłem na aliexpress ale niestety nie pamiętam kwoty
    4.Tak tryby różna się maksymalną wartością PWM oraz przyspieszeniem. W celu ochrony przekładni nie mogłem od razu przechodzić z wypełnienia 0 do 255 ponieważ popęd byłby zbyt duży i byłoby podobnie do przybijania gwoździ młotkiem
  • #11
    szymonjg
    Poziom 15  
    Jakiej biblioteki użyłeś do obsługi nRF24L01?
  • #12
    aplov
    Poziom 6  
    szymonjg napisał:
    Jakiej biblioteki użyłeś do obsługi nRF24L01?


    Sam napisałem
  • #13
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Gratuluję ukończenia konstrukcji, myślę że powstała platforma mobilna którą można rozwijać i wykorzystywać do dalszych eksperymentów np. nad sterowaniem PID silników, czy też po wyposażeniu w odpowiednie czujniki można testować systemy częściowej autonomiczności (np. unikanie kolizji), telemetrii czy też systemów "ASR"/"ABS" ;) itp.

    W kodzie programu wszystko działa, ale dopiero dotknięcie fizycznej mechaniki pokazuje problemy związane ze sterowaniem i jest to cenna wiedza.
  • #14
    aplov
    Poziom 6  
    And! napisał:
    Gratuluję ukończenia konstrukcji, myślę że powstała platforma mobilna którą można rozwijać i wykorzystywać do dalszych eksperymentów np. nad sterowaniem PID silników, czy też po wyposażeniu w odpowiednie czujniki można testować systemy częściowej autonomiczności (np. unikanie kolizji), telemetrii czy też systemów ASR/ABS itp.


    Bardzo dziękuje :). Myślałem o autonomicznej jeździe, chciałbym w przyszłości mapować otoczenie ale jak się zagłębiłem w temat to okazało się, że nie jest to taka prosta sprawa.
    Po maturze będę miał mnóstwo czasu i prawie na pewno będę rozwijał projekt. Sterowanie PID, które wymieniłeś też wydaje się ciekawe.

    And! napisał:
    W kodzie programu wszystko działa, ale dopiero dotknięcie fizycznej mechaniki pokazuje problemy związane ze sterowaniem i jest to cenna wiedza.

    Zgodzę się. Wystarczy spojrzeć na silniki, że nie każdy z nich będzie generował taki sam moment co narzuca na nas bardziej złożoną kontrolę nad wypełnieniem PWM.
    Również zębatki na przekładniach mają swoją wytrzymałość i nie powinno się zwiększać siły na nie działające w krótkich odstępach czasu (przekonałem się o tym po ukruszeniu jednej) bo będzie tak jak kilka postów wyżej pisałem z młotkiem i gwoździem.
  • #15
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    @aplov tak sobie pomyślałem że ciekawie byłoby śledzić obroty kół napędowych i kół skrętnych, może dałoby to informację o np. poślizgu?
    Jaka jest obecna przepustowość kanału zestawionego na nRF24L01?

    @gromleon jak można obliczyć moc na wale i straty na napędzie w domowych warunkach? Jakaś prądnica o znanej sprawności sprzężona z wałem i pomiar mocy pobieranej przez silnik?
  • #16
    gromleon
    Poziom 33  
    And! Hasło np hamowania samochodowa rozpędzanie masy wirujacej, prądnica ok jako hamulec ale musielibyśmy ja obciążać, dojdzie nam sporo elementów i wynik będzie nie wiarygodny , w ogóle nie wydaje mi się to realne w domowych warunkach, nie sądzisz
  • #17
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Własnie "nie sądzę" gdyż zielony jestem w tematach pomiaru mocy na wale i patrzę na to bardziej od strony sprowadzenia do sygnałów które mogę jakoś zmierzyć (np. wspomniana prądnica) :)

    Byłoby ciekawe gdyby ktoś opisał w jaki sposób szacować moce takich silników elektrycznych w warunkach domowych, nawet jeżeli nie ma szansy na pomiar to może oszacowanie byłoby lepsze niż mierzenie mocy na zwarciu...
  • #18
    aplov
    Poziom 6  
    And! napisał:
    @aplov tak sobie pomyślałem że ciekawie byłoby śledzić obroty kół napędowych i kół skrętnych, może dałoby to informację o np. poślizgu?

    Silniki z enkoderami dałyby tą możliwość i nie tylko tą, mógłbym również zachować stałą prędkość niezależnie od obciążenia( w granicach rozsądku ) myślę, że nawet wspomniany przez Ciebie ASR byłby możliwy w prosty sposób do wykonania.
    Niestety z powodów finansowych musiałem z nich zrezygnować.

    And! napisał:
    Jaka jest obecna przepustowość kanału zestawionego na nRF24L01?

    1 mb/s
  • #19
    gromleon
    Poziom 33  
    Może no poprzez użycie wspomnianej prądnicy z regulowanym obciążeniem a naszym czujnikiem byłby tensometr, mierzący moment obrotowy obudowy prądnicy . Znalibysmy ramię siły i samą siłę (tensometr). Reszta to już proste wzory. Na oszacowanie strat w przekładni nie mam pomysłu.
  • #20
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Czy enkodery zamiast oryginalnych w silnikach dałoby się zastąpić niskobudżetowo np. "kółkiem z przesłonami z myszki kulkowej" i barierą opto?
    Spora przepustowość 1Mb/s, można tam jeszcze sporo upchnąć, czy przy tym rodzaju transceiverów zmniejszenie przepustowości lub rodzaju modulacji/ramkowania/kodowania wpłynie na niezawodność/zasięg transmisji?
  • #21
    aplov
    Poziom 6  
    And! napisał:
    Czy enkodery zamiast oryginalnych w silnikach dałoby się zastąpić niskobudżetowo np. "kółkiem z przesłonami z myszki kulkowej" i barierą opto?

    Ciekawy pomysł, dać pewnie by się dało chociaż nie wiem czy jest to opłacalne. Ciekawe ile by taka myszka przetrwała przy takich torturach :D
    Moim zdaniem najrozsądniej byłoby użyć po prostu zwykłego enkodera, który jest do tego przeznaczony.

    And! napisał:
    Spora przepustowość 1Mb/s, można tam jeszcze sporo upchnąć, czy przy tym rodzaju transceiverów zmniejszenie przepustowości lub rodzaju modulacji/ramkowania/kodowania wpłynie na niezawodność/zasięg transmisji?


    Nie zagłębiałem się w ten temat ale czytałem, że przy użyciu odpowiednich algorytmów da się uzyskać większą niezawodność modułu.
    Teoretycznie zasięg wynosi do 1000m ja zakładam 500m (podczas testów praktycznych zasięg wciąż był przy takiej odległości w terenie zabudowanym) dla bezpieczeństwa co i tak jest sporym zasięgiem jeśli mówimy o tego typu lądowych pojazdach. No chyba, że umieścić by kamerę i sterować pojazdem na podstawie otrzymanego obrazu(np. z googlami VR i zrobić z tego "drona") to wtedy można by pokusić się o zwiększenie zasięgu.
  • #22
    kwiatek_2404
    Poziom 2  
    1. Na filmiku widać, że osie napędowe są skrętne. Jak to rozwiązałeś ?
    2. Ciekawi mnie biblioteka do nRF24L01, pisząc ją bazowałeś na gotowej, czy podszedłeś do tematu inaczej ? Ewentualnie czy zechciałbyś ją udostępnić ?
    3. Rozumiem, że silnik już po przełożeniu zwiększającym moment ma 2200 RPM ?
  • #23
    aplov
    Poziom 6  
    barwinek.robert napisał:
    1. Na filmiku widać, że osie napędowe są skrętne. Jak to rozwiązałeś ?

    One nie są napędowe.
    barwinek.robert napisał:
    2. Ciekawi mnie biblioteka do nRF24L01, pisząc ją bazowałeś na gotowej, czy podszedłeś do tematu inaczej ? Ewentualnie czy zechciałbyś ją udostępnić ?

    Z początku bazowałem na tym: Link

    barwinek.robert napisał:
    3. Rozumiem, że silnik już po przełożeniu zwiększającym moment ma 2200 RPM ?

    Tak, dopiero po przełożeniu osiągają 2200 RPM. Oba silniki mają moment 0,28 Nm.
  • #24
    kwiatek_2404
    Poziom 2  
    aplov napisał:
    barwinek.robert napisał:
    1. Na filmiku widać, że osie napędowe są skrętne. Jak to rozwiązałeś ?

    One nie są napędowe


    Czyli skrętne są kołami biernymi - tylnymi. Nie powoduje to na śliskich powierzchniach dużej nadsterowności/podsterowności ?
  • #25
    aplov
    Poziom 6  
    barwinek.robert napisał:
    Czyli skrętne są kołami biernymi - tylnymi. Nie powoduje to na śliskich powierzchniach dużej nadsterowności/podsterowności ?


    Koła przednie są bierne,a koła tylne są napędowe ;)
  • #26
    pietszyk
    Poziom 11  
    And! napisał:
    Własnie "nie sądzę" gdyż zielony jestem w tematach pomiaru mocy na wale i patrzę na to bardziej od strony sprowadzenia do sygnałów które mogę jakoś zmierzyć (np. wspomniana prądnica) :)

    Byłoby ciekawe gdyby ktoś opisał w jaki sposób szacować moce takich silników elektrycznych w warunkach domowych, nawet jeżeli nie ma szansy na pomiar to może oszacowanie byłoby lepsze niż mierzenie mocy na zwarciu...


    Raczej oszacować, ale da się. Producenci podają zazwyczaj nominalne parametry elektryczne i mechaniczne tj, prąd napięcie , obroty i moment obrotowy. Wzór na moc mechaniczną na wale to P= M*n/9550 gdzie P-moc [kW], n-obroty [obr/min], M- moment[Nm]. Wzór na moc elektryczną P=U*I. Z tego łatwo obliczymy sprawność w tym punkcie Pmech/Pelektr. A dalej już z górki ;). Można też oszacować z grubsza straty na podstawie tabel dla poszczególnych mocy silnika w funkcji obrotów ale ogólnie >150 W mają sprawność max 70%. A jak ma się znane obciążenie w ogóle już dokładnie można sobie poobliczać należy tylko zmierzyć prąd, napięcie i obroty np. lampą stroboskopową ;)
  • #27
    Frog_Qmak
    Poziom 25  
    Jaki konkretnie model silnika został zastosowany? Czy można prosić o zdjęcie ruchomej osi z kołami? Podwozie zakupione, czy zrobione od zera? Super konstrukcja, pozazdrościć!
  • #28
    aplov
    Poziom 6  
    Frog_Qmak napisał:
    Jaki konkretnie model silnika został zastosowany?

    Dokładnie to jest ten: Link ale jeśli mam być szczery to nie wybrałbym po raz drugi tego modelu.
    Moim zdaniem stosunek jakości do ceny nie jest zadowalający.
    Dwa "takie same" silniki potrafią znacznie się różnić...Najbardziej uciążliwe są opory własne silnika, są one dość różnorodne w poszczególnych egzemplarzach.

    Frog_Qmak napisał:
    Czy można prosić o zdjęcie ruchomej osi z kołami?

    Umieszczę zdjęcia najprawdopodobniej w sobotę lub piątek.
    Przepraszam za opóźnienie ale nie mam swojego aparatu i muszę wypożyczyć od znajomego ;)

    Frog_Qmak napisał:
    Podwozie zakupione, czy zrobione od zera?

    Podwozie zaprojektowałem samodzielnie od zera, cały schemat i PCB jest na początku.
    Jedynie jego wykonanie zleciłem firmie z powodów budżetu. Nigdy nie bawiłem się w produkcje domowych PCB więc nie mogłem sobie pozwolić na ewentualne kolejne próby jej wykonania.

    Frog_Qmak napisał:
    Super konstrukcja, pozazdrościć!


    Dziękuje, miło słyszeć jak po kilku miesiącach pracy twój projekt się komuś podoba :D .
  • #29
    aplov
    Poziom 6  
    Frog_Qmak napisał:
    Czy można prosić o zdjęcie ruchomej osi z kołami?

    Zamiast zdjęcia załączę krótki film, który lepiej zobrazuje tą oś:
  • #30
    Defender1
    Poziom 16  
    Super, jesteś lepszy niż wielu zawodowych inżynierów projektantów, gotowe urządzenia tworzone przez dziesiątki inżynierów jednocześnie nie pracują tak stabilnie i szybko.
    Jesteś MASTER :-) lecz nie wiesz jeszcze jak jesteś dobry.