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In questo sito Mettiamo a Disposizione i "Lavori"
Affrontati Nel' Impresa di far Camminare una "Macchina".
Per far si che più Persone si avvicinino alla
Robotica, Collaborando a Creare un Robot
Badante Italiano.
Se, la Potenza
è Nulla senza il Controllo, per
Controllare è Meglio Conoscere. (Paolo Maioli) |
A
r g o m e n t i A f f r o n t a t i
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Robotica
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Foto
Processori
ed Esempi di Programmazione PIC
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Link per Definizione
di Elettronica
L' Elettronica è
uno degli elementi più Importanti, nelle applicazioni di Robotica.
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Robot Nando
Aprile 2010 :
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Finalmente la
parte Elettronica "Definitiva" è stata Progettata; Ora il
Controllo dei Motori risponde Benissimo con una Precisione Inaudita...
Implementazione
per ogni Controllo Motore : Processore Pic con Controllo PID per il
calcolo del'errore con funzioni Proporzionale, Integrata, Derivata.
Gestione
Encoder Ottico e Logica verso ponte H con MosFet Negativi per gestire
molti Amper senza disperdere Calore anche dopo Vari cicli.
La
Comunicazione in Seriale arriva a 115.200 Bps in RS 485 così la
Sincronizzazione tra Motori risulta praticamente in Tempo Reale.
Dal filmato si
evince come il movimento risulta fluido ed uniforme rispetto ai filmati
precedenti, la velocità dei motori potrebbe essere 10 volte maggiore,
ma la parte
"Meccanica" per ora.. non lo sopporta.. infatti resta da
Riprogettare il Telaio in base ai parametri ottenuti dai Test.
Paolo, 18 Aprile 2010
Filmato
in Mpg: Nando 2010.mpg 8,1 Mb
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Robot Nando
dal 12/2007 al 12/2009 :
Due lunghi anni di Studio
dei Processori in particolare sistema PID per il calcolo del'errore con
funzioni Proporzionale, Integrata, Derivata.
Poi i Transistor per il
Ponte H, infine la Comunicazione Seriale RS 485.
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Oggi,
Lunedì 7 Dicembre 2006, Stato Avanzamento Lavori :
Oggi abbiamo messo a
punto anche una scheda con PIC 16F84 per controllare i motori Passo Passo
ibridi con avvolgimento
bipolare a 6 connessioni;
Certo non sappiamo se potremo utilizzarla su Robot Nando dato che questo tipo
di motori hanno
un rendimento molto basso
se paragonato ad un motore tradizionale con o senza spazzole.
Certo è che il controllo
appare molto più semplice dato che in teoria basta dare al PIC di controllo
il numero dei passi e la frequenza per
mandare il motore passo
passo alla velocità e alla posizione desiderata.
Direi che dopo un anno di
studio e sperimentazione ci stiamo avvicinando passo passo ad ottenere le
condizioni
sia elettronicamente che meccanicamente
utili per far camminare Robot Nando nel 2007 !
Oggi,
Lunedì 5 Giugno 2006, Stato Avanzamento Lavori :
Ottimi risultati ottenuti
con il PIC16F84, con l'aiuto di Gianluca Talento abbiamo Sviluppato la Tecnica
di controllo motore
per mezzo del PIC in
Assembler, linguaggio ormai quasi del tutto acquisito; tale tecnica ci ha
permesso di comunicare con il Processore
dal' interfaccia grafica
in Visual Basic, per esempio : Inviando da VB i caratteri "6A6I"
il primo Motore parte in avanti per 6 giri, va in stop e
poi torna indietro di
altrettanti 6 giri, contando rispettivamente 12 fori encoder per giro ( 12 x 6
= 72 Fori ).
Per istruire il PIC a
svolgere tutte le sequenze di controllo attivo e passivo occorrono però molte
righe di programma e oltre alla difficoltà
a scriverle si è
presentato il problema dello spazio occupato dal programma nel PIC; qundi
abbiamo dovuto "Migrare" il programma in
un processore più
potente il PIC16F876, il quale oltre ad avere molto più spazio
destinato alla programmazione ha anche più porte di
comunicazione, infatti
rispetto ai 18 pin del PIC16F84 ne ha 28 cioè 10 in più, di
cui 4 Analogiche che utilizzeremo per avere la Temperatura
delle schede di potenza
che controllano i motori, visto che tendono a scaldarsi in modo esponenziale,
nonostante i dissipatori.
Così ora con più spazio
per la programmazione, con il PIC16F876 , stiamo testando
le Pause tra i vari Step di ciclo, in pratica vuol dire Scrivere
le "Routine"
che controllano la memorizzazione ed esecuzione degli step e delle pause
inviati a blocchi da Visual Basic
per più motori in unico
blocco, per esempio :
1° Blocco di 10 Step per
Motore1 : "5I5A3I3A8I8A5I5A3I3A"
"Invio"
2° Blocco di 10 Step per
Motore2 : "%I%A£I£A(I(A%I%A£I£A"
"Invio"
3° Blocco di 10 Step per
le Pause del Motore1 : "2J1J2J3J4J2J4J2J7J9J"
"Invio"
4° Blocco di 10 Step per
le Pause del Motore2 : "2H1H2H3H4H2H4H2H7H9H"
"Invio"
5° Fine Acquisizione
dati e Avvio Ciclo di 10 Step per ogni Motore : "Z"
"Invio"
Tra qualche giorno il Progetto
Robot Nando compie 1 Anno, 12 mesi di cui 6 per lo sviluppo della
parte Meccanica nella Costruzione di un
1° Prototipo "Robot
Nnado 2005" e la costruzione della gamba "Ginocchio-Femore" del
2° Prototipo "Robot Nnado 2006" ed altri 6 mesi
per lo sviluppo delle
schede elettroniche prima con PIC16F84 e ora con il PIC16F876.
Ecco
le Foto e un Filmato del Risultato Attuale :
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Filmato
della Gamba di Robot Nando 2006 : Gamba-050606.avi
( Dimensione 14,4 Mb )
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Ecco i Primi Risultati
del 2006 :
Meccanica
a Vite Senza Fine e Ruota Dentata. Elettronica
con i MicroProcessori PIC 16F84 A :
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Foto 3D del Motore
24V Dc
Disco Forato x
Encoder e Vite Senza Fine.
Per
particolari Meccanici, Vedi
link :
Meccanica
e Materiali ! |
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S.C.M. Schede di Controllo Motori,
la potenza è nulla senza il Controllo ...
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1) - Scheda SCM
in fase di Progetto, servirà per
Visualizzare su 2 Display a 7 Segmenti la Posizione del Motore espressa
in giri da 0 a 74 infatti servono 74 giri della vite senza fine per far
compiere al "ginocchio" un'escursione di 180°, questa scheda
però la utilizziamo solo in fase di Progettazione di Robot Nando, per avere un
riscontro Visuale sul Lavoro dei Processori .
2) - Motore da
24V con la Schedina Encoder e la
Vite
Senza Fine .
3) - Scheda di Potenza con un Ponte H con Transistori di
potenza Darlington che
controlla Direttamente il Motore in Digitale, Avanti / Indietro e la
Velocità angolare, questa scheda controlla un motore 24V 10A .
4) - Scheda con 3 Rele che danno lo Stop ai Motori Cortocircuitando i poli
+e- degli stessi, questa
scheda fa da Stop a 3 Motori in modo indipendente è Controllata con 3
Canali Digitali .
5) - Scheda con Max232 e
PIC 16F84 A il
Processore che Controlla il Motore con la Scheda di Potenza e l'
Encoder e controlla anche i Rele di Stop Motore, questa scheda Controlla
due motori due encoder e due rele .
6) - Scheda con 16
LED che si accendono in
modalità SuperCar Controllata in Digitale a 3 Velocità, che
Visualizza lo stato dil Robot Nando se Fermo o in Movimento o se Ascolta
cosa gli si Dice . 7) - Scheda Mini Ludi Pippo che serve
per Programmare i Processori 16F84 A Utilizzati nel Progetto Robot
Nando . |
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Ecco
un Filmato Completo di Audio del Progetto :
S.C.M. Schede di Controllo Motori
scm1205.avi
= 29,79 MB
Si Vede e si
Sente il Motore che Risponde Prontamente
ai comandi
lanciati da VB :
Avanti,
Indietro, Blocca,
Stop.
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Clicca sulla Foto per
Vedere il Filmato con Audio !!!! |
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Scheda SCS
con un Pic 16F84
controlla 8 Servi tramite porta Seriale
e Visual Basic
6 Ita, con una risoluzione di 147
Posizioni per
ogni singolo servo collegato; inoltre si ha la possibilità di alimentare
i servi con una corrente separata, per evitare eventuali reset del
Processore.
Per ora l'abbiamo
utilizzata a muovere la Testa di Robot Nando con il super servo HS-5745MG
Digital Quarter Scale della Hitec
e lo si può vedere
nel Filmato della Testa che Gira
Vedi Link : FOTO e FILMATI
di Robot Nando.
Poi la Utilizzeremo
anche per dare una Mimica Facciale muovento piu servi dietro alla faccia
di Robot Nando, Proprio come nel Bel Filmato sul Web
AL Link :
Robot
Bipede con la Faccia di EINSTEIN ! ! !
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Programma in Visual
Basic
6 per il Controllo di 8
Servi
Tramite la Scheda SCS
con Pic 16F84 A
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Vedi Link : FOTO e FILMATI
di Robot Nando.
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Motori
Robot Nando 2005 :
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Quindi la parte Elettronica viene di
conseguenza
alla scelta del tipo di Motore e dopo varie
prove di rapporto peso potenza e per evitare spese inutili,
per ora, in via
sperimentale, abbiamo fatto Questa scelta :
Abbiamo
utilizzato i Motori dei Trapani Avvitatori a Pile.
In particolare Tre
tipi : 12V DC - 18V DC - 24V DC
quest'ultimo per
Muovere le "Ginocchia".
Nella confezione
degli avvitatori ci sono anche due batterie
e vengono usate entrambe.
Una volta
smontato l'avvitatore abbiamo usato tutto l'interno; Motore, Riduttore
di Velocità Meccanico ed Elettronico, Frizione e Mandrino.
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Elettronica di
Controllo per Robot Nando, Primo Problema : Motori
e Controllo
Che tipo di Motori Usare
per Robot Nando ? Che tipo Controllo Motori Usare
? A che voltaggio far "Girare il Tutto" ?
Ovviamente molti fattori
concorrono per queste scelte, in più l'evoluzione ora è velocissima
rispetto ad alcuni anni or sono... considerando anche che ormai si utilizzano
quasi sempre motori e riduttori innovativi, come ad esempio in Asimo,
Robot Bipede dell' Honda, hanno utilizzato dei ServoMotori con
Harmonic Speed
Reducer, Riduzione meccanicamente evoluta, per "ridurre" al
minimo gli Attriti e perdite di Forza Torsionale.
Tabella Dati Motori Presi in esame per Movimento Robot
Nando :
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DATI DICHIARATI |
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DATI RICAVATI IN LABORATORIO |
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Diametro |
Voltaggio |
Velocità Dichiarata |
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Rapporto di Trasmissione |
Velocità Effettiva |
Voltaggio Max |
Amper Assorbiti |
Amper Assorbiti |
Amper Assorbiti |
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Motore |
Motore |
Mandrino in g/min. |
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Motore Mandrino |
Mandrino in g/minuto |
Pila dopo Carica |
Girando a Vuoto |
Sotto Sforzo |
Picco Max |
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36 mm |
12V DC |
550 |
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37 : 1 |
570 |
14,47 V |
1,6 |
3 – 6 |
6 - 9 |
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16.8V DC |
600 |
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18V DC |
500 / 1.400 |
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40 mm |
24V DC |
900 |
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21.5 : 1 |
1.000 |
40.2 V |
1.8 - 2 |
3 - 4.5 |
6 - 9 |
Avanzamento Progetto
Robot Nando 2005 :
Dopo aver Studiato le esigenze sul Prototipo, Robot Nando
2005, Dobbiamo Ideare il
"CPVM"
sistema di Controllo Posizione e Velocità di ogni Movimento, per mezzo di una Scheda a Processore
"PIC" che tramite un Encoder Controlla la Posizione e la
Velocità del Motore; Tutto ciò per Ridurre al minimo il Lavoro del Computer che si deve Occupare
nel Controllo del Processo per Ottenere Buone Prestazioni di Stabilità e Sensibilità ai Comandi.
Quindi lo schema a blocchi sarebbe così:
Programma RobotNando.exe -> Uscita USB -> UHB USB ->
Adattatore da USB a Seriale -> Scheda CPVM -> Motore
12/24V DC
Progetto in fase di Sviluppo
: Scheda CPVM
=
Controllo Posizione e Velocità Motore Fino a 24V DC con PIC
16F84 ed Encoder.
Esempio di Funzionamento Scheda
CPVM in fase di Sviluppo
Robot Nando 2005
:
1 - Parte da VB (Visual Basic) la richiesta della posizione del potenziometro e arriva alla scheda
CPVM. "POS$"
2 - La scheda CPVM legge il valore della
posizione e lo manda a VB per esempio: "POS100" Con POS da 0 a 256
3 - VB ordina alla scheda CPVM
di Mandare il Motore alla Posizione 200 ala Velocità 5 : "POS200V5" Con V da 0 a 10
4 - La scheda CPVM
manda il segnale che determina Partenza il Verso e la Velocità del Motore.
5 - La scheda CPVM,
Quando va il motore, al variare della Posizione manda le posizioni a VB : "POSXXX"
6 - La scheda CPVM
quando il Motore arriva alla posizione 200 Ferma il Motore e manda conferma a VB "POS200"
Robot Nando
2005
...Stiamo Lavorando al
Controllo Motore Tramite il PIC16F84 e un Encoder Ottico con Disco a
12 Fori;
Parallelamente Stiamo
mettendo a punto un nuovo Sistema Meccanico di Trasmissione dalla Forza
Rotativa
del motore
all'articolazione del Robot, per ridurre il peso e mantenere costante la leva
di forza...
Grazie
alla collaborazione di Gianluca
Talento Stiamo lavorando al controllo motore del Ginocchio Destro di
Roboot Nando 2006
!!!
I risultati di questi importanti Lavori
sono il Punto di Partenza per il Nuovo Prototipo
: ROBOT NANDO 2006
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1°
Scheda Controllo
Motori Robot Nando 2004 :
Scheda
SCM = Per il Controllo : On/Off, Avanti/Indietro, Due velocità, Abbiamo
Ideato questa Scheda di Controllo Motore :
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| Con 3 segnali chiamati TTL (0Volt e 5Volt
DC), che vengono da una scheda "24 input o 24 out" collegata
in USB al Notebook, si chiude il contatto nei tre transistor che
comandano altrettanti rele 12Volt DC a doppio scambio; il primo rele
fa entrare la corrente nel circuito (ON/Off), il secondo fa passare o
corrente a 12V o meno, depotenziata tramite il "grilletto del
trapano", il terzo inverte la polarità della corrente decidendo
il verso di rotazione. Per questioni economiche abbiamo provato ad
usare dei rele 12VAC "quelli arancioni nella figura qui
sopra" per ora funzionano benissimo, i led indicano l'arrivo, dal
PC, dei segnali TTL. |
Link
di Elettronica Molto Utili ed Interessanti :
GiTal
Site Saloinfo
Antonio
Giuliana Sergio
Salvitti Mirco
Segatello Marco
Sinatti Ettore
Panella
Gianni
Gazzi Vincenzo
Villa Fiser
Claudio Fin
16F84
Musicale Androidworld
MOLLA
SMA Datasheetcatalog
Microchip
Distrelec
Marcuccishop
Robot-italy
Elettronicain
Nuovaelettronica
Elettronicashop
Futurlec
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Home: www.robotnando.com
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