FeatherHard

Heb je een goed idee of ben je net met bouwen gestart? Laat het ons zien!

Moderator: Moderators

User avatar
inventor
Posts: 2575
Joined: Mon Aug 04, 2003 6:58 am
Location: Numansdorp

Post by inventor » Sat Dec 11, 2004 5:44 pm

In de robot die je er van gaat maken, komen dan alle 4 de wielen op de grond? Of zoals bij Hard nu? En ziet er mooi uit. (ik had gedacht dat hij om zou vallen maar nee :wink: ) Perfect werk mannen 8)
True science is not measured by its successes, but by its ability to learn gracefully from its failures.

User avatar
A-men
Posts: 195
Joined: Tue Sep 30, 2003 10:35 pm
Location: Vilvoorde België

Post by A-men » Sat Dec 11, 2004 6:39 pm

G-lap is vast van plan om het drive system te monteren met de 4 wielen op de grond. Hij heeft ook een wapen "op het oog". Maar daar ga ik hier niet meer over vertellen.

Zelf heb ik helemaal geen ontwerp van een robot ... of misschien is het juister om te zeggen dat is er te veel heb :wink: !

Ik concentreer me voorpolig op een "Universal" Drive system : Het Compactory Universal Featherweight Drive System (CUF-DS).

De verdere planning gaat als volgt :
- Deftige batterijhouders maken en
- Een plaat maken om de batterijen aan het drive system te hangen
- Ontwerpen van de hardware voor de speedo
- De componenten voor de speedo bestellen
- Printplaten ontwerpen. Die moeten tussen de motoren komen. De ganse electronica moet trouwens tussen de motoren komen (met uitzondering van de ontvanger).

Waar ik vandaag het meest tegen opzie is de programmatie van de micropocessor in de speedo.... ik heb geen idee hoe dat moet gaan.

De hardware van de peedo zal IBC geïnspireerd zijn (en die is op zich OSMC gëinspireerd)... zou ik dan ook de OSMC programmatie kunnen gebruiken ?... en die kan ik ook niet vinden....kan iemand ze voor mij uit yahoe opdiepen ?

A-men

User avatar
maddox
Posts: 3631
Joined: Thu Aug 14, 2003 11:06 pm
Location: Vilvoorde
Contact:

Post by maddox » Sun Dec 12, 2004 7:50 am

Het voordeel van de Cyclons is hun waanzinnig hoge piekafgifte van amperes. De IBC die geen current limiting heeft is ook een leuk gegeven op dat vlak.(geen rookwolkjes AUB).

Het gebruik van 4 wielen zo kort op elkaar geeft de rechtuitstabiliteit van een 4wd, maar met minder nadelen ervan.
We zien hier de combinatie van die natuurlijke stabiliteit, ingebouwde functies van de IBC en de stuurkunsten van bootjesracers met Heavyweight ervaring.

Maar als de gegevens kloppen, eigen gewicht van 4.5 kg en een geduwd gewicht van 6.8 kg, dan zitten we met een gripcoëfficient van 1.511. Wat theoretisch onmogelijk is. 1.4 is de theoretische max van een rubbercompound.
Maar het werkt wel, en dat belooft in de toekomst, zowel bloedjesnel als wendbaar als duwkracht/grip genoeg.
Beter nu creperen, dan in de wars repareren.

User avatar
MJM
Moderator
Posts: 3069
Joined: Tue Jul 29, 2003 8:43 am
Location: Rijnmond

Post by MJM » Sun Dec 12, 2004 12:39 pm

maddox wrote:Maar als de gegevens kloppen, eigen gewicht van 4.5 kg en een geduwd gewicht van 6.8 kg, dan zitten we met een gripcoëfficient van 1.511. Wat theoretisch onmogelijk is. 1.4 is de theoretische max van een rubbercompound.
Dit roept bij mij vragen op:
Wat versta je onder geduwd gewicht?
Het eigen gewicht zal toch (bijna) 12 [kg] gaan bedragen?
Welke tegenmateriaal (arenavloer) is nodig voor de maximale grip gripcoëfficient?

User avatar
A-men
Posts: 195
Joined: Tue Sep 30, 2003 10:35 pm
Location: Vilvoorde België

Post by A-men » Sun Dec 12, 2004 1:25 pm

Ik neem aan dat de coëfficient van 1,4 waarover maddox het hier heeft weldegelijk juist is. Het gaat dan om de trekkracht of duwkracht die je kan halen met ideale rubber op een ideale ondergrond en dan kan je 1,4 keer het gewicht op de wielen duwen.

MAAR

De doos weegt dan wel 6,8 kg, om ze vooruit de duwen heb je geen 6,8 kg nodig WANT de grip van de doos op de grond is niet geweldig.

Wat me inspireert tot de volgende testopstelling om de werkelijke trekkracht/duwkracht van een robot/drive system te bepalen :
- Ik zet de robot op mijn houten werkbank.
- Ik zorg ervoor dat hij 12 kg weegt. Desnoods leg ik er wat lood bij op.
- Ik maak er een touwtje aan vast dat over een kogellager om de rand van de werkbank hangt. Een mooi gladde buis zal voor onze doeleinden ook wel goed genoeg zijn.
- Aan het touw hang ik een gewicht. (een emmer waarin ik gewicht kan leggen).
- We verhogen het gewicht tot de robot het net nog kan omhoog trekken.
- Dat gewicht kunnen we gemakkelijk omrekenen naar een trekkracht/duwkracht in Newton. Een goede benadering is massa in Kg X 9,81 om uit te komen in kracht in Newton.

A-men
PS : maar eerst deftige batterij houders maken.

User avatar
A-men
Posts: 195
Joined: Tue Sep 30, 2003 10:35 pm
Location: Vilvoorde België

Post by A-men » Thu Dec 16, 2004 12:24 am

De batterijhouders zijn af.
Ik ga voorlopig niet verder werken aan het uitwerken van een manier om de batterij houders op het drive system te bevestigen. Dat doe ik nadat ik de speedo's tussen de motoren heb gemonteerd. Ik ga ervan uit dat ik voor de bevestiging van de printplaten met de speedo-electronica hoe dan ook nog wat plaatjes tussen de motoren ga moeten monteren en op die plaatjes zal ik dan ook mijn voorzieningen treffen om de batterij houders te monteren.

Speedo's bouwen :
Concept :
In de open ruimte tussen de twee motoren (45 X 45 X 70 mm) plaats ik op elke motor een vermogens schakeling. In essentie een H-bridge op basis van FET's.
De aansturing voor deze twee H-bridges komt van een microprocessor schakeling die ik op een apparte printplaat eveneens tussen de motoren monteer.
Aan de ingang van de microprocessor schakeling komen de twee aansluitingen van de ontvanger van de afstandsbediening. Eén kanaal voor de snelheid en één kanaal voor het stuur. Mixen doen we in de microprocessor. Failsave verwerken we ook in de programmatie van de CPU.
Voor alle zekerheid zal ik beide ingangen voorzien van een opto coupler zodat het perfect mogelijk is om de ontvanger en de speedo-electronica compleet gescheiden te houden. (Galvanisch gescheiden noemen ze dat). Als ik de speedo-electronica en de ontvanger galvanisch gescheiden wil gebruiken dan zal ik natuurlijk wel een apparte ontvanger batterij nodig hebben.
Ik ga er wel voor zorgen dat het mogelijk is om de ontvanger vanuit de speedo te voeden via een Batterij Eliminatie Circuit (ook wel BEC genaamd). Eigenlijk is dat niets meer dan een 5V uitgang.

Met of zonder stroombegrenzing ?
A) Kunnen de FET's het zonder stoombegrenzing overleven ?

De blokkeer stroom van de Speed 900 BB motor ( http://www.shop.graupner.de/webapp/comm ... w_cat=5643 ) is 54 A bij 12V. Dus is de weerstand van de spoelen 12/54 = 0,222 Ohm. (wet van Ohm, R = U/I).
Het is de bedoeling om de motoren te gebruiken op 20 V. Uit I=U/R weten we dan dat de blokkeer stroom 20/0.222=90 A zal bedragen.

Image

Dat is natuurlijk alleen waar als de interne weerstand van de batterij en de weerstand van twee FET's (uit de H-bridge) laag genoeg is.
De weerstand van de FET's die ik denk te gebruiken (IRF1404 http://www.irf.com/product-info/datashe ... rf1404.pdf ) bedraagt 0,004 Ohm. De interne weerstand van een Hawker Cyclone D-type cel is 0,005 Ohm.
Om aan 20V te geraken heb ik 10 cellen in serie staan. De interne weerstand van de batterij is dus 10 X 0,005 = 0.05 Ohm. Samen met de twee FET's is dat dan 0.058 Ohm. En de totale weerstand van de stroomkring inclusief de motor is dan 0.222 + 0.058 = 0.28 Ohm.
En dus is bij 20 V de blokkeer stroom 71 A als we rekening houden met de interne weerstand van de de Hawker Cyclone cellen en de FET's.

Voor de volledigheid ook de berekening voor het geval we gebruik zouden maken van NiCad cellen.
De interne weerstand van een goede NiCad cel is 0.0045 Ohm (Sanyo Cadnica RC-2400 http://sanyo.wslogic.com/pdf/pdfs/CP-2400SCR.pdf ). Om aan 20V te komen heb je 16 cellen nodig (16 * 1.2 = 19.2 V). 16 X 0.0045 = 0.072 Ohm. Dus is de totale weerstand van de keten 0.222 + 0.072 + 0.008 = 0.302 Ohm. En dat geeft dan bij 19.2 V een blokkeer stroom van 63 A.

Een IRF 1410 FET kan een stroom verwerken van 162 A. Voor de FET's hoef je bij correct gebruik dus geen stroombegrenzing te hebben. Al moeten we het nog eens over de warmte dissipatie in de FET's hebben.

Als de aansluitingen waaraan de motor wordt aangesloten kortgesloten worden dan loopt er een stroom van 345 A (want alleen beperkt door de interne weerstanden van de batterij en de FET's en dat is 0.058 Ohm bij 20V). Adieu FET's ! Maar OK, laten we goed beseffen dat dit geen veel voorkomende fout is en dat de kostprijs van een paar FET's ook niet zo hoog ligt (3 EURO/stuk). Daarvoor hoef ik ook geen stroombegrenzing te hebben.

B) Kan de motor het zonder stoombegrenzing overleven ?
Als de motor geblokkeerd geraakt en er is geen stroombegrenzing dan loopt er door de motor een stroom van 71 A door een weerstand van 0.222 Ohm. Daaruit kan je het vermogen berekenen dat de motor in dat geval zal moet opnemen. Je mag aannemen dat de motor dat vermogen voor 100% in warmte zal omzetten.
P (het vermogen) = U X I. En gezien U = R X I kan je in de eerste formule U ook vervangen door R X I en dan krijg je P = R X I X I of P = R X I^2.
In ons geval wordt dat dan P = 0.222 X 70^2 = 1.088 W. Dat is meer dan 10 soldeerbouten van 100 W ! Het zal nu wel voor iedereen duidelijk zijn dat de motor dat niet lang kan volhouden. Maar hoe lang kan hij het volhouden ?

De temperatuur gevoelige elementen in een motor zijn de permanente magneten en de isolatie van de wikkelingsdraad van de spoel van de electomagneet. De permanente magneten verliezen hun kracht snel als ze warm worden gemaakt. Tot een temperatuur van 100 graden is dat echter nog een relatief traag proces. Dus voor de magneten mag het 100 °C zijn.
De isolatie van de wikkelingsdraad van de electomagneten bestaat uit een doorzichtige lak. Gezien het bekend is dat de temperatuursbestendigheid van deze lak DE factor is die de levensduur van een motor bepaalt is er in de laatste 20 jaar veel vooruitgang geboekt op het valk van de temperatuursbestendighied van deze isolatielak. Vandaag zou ik schatten dat hij 100°C kan verdagen.
We willen dus dat de motor niet warmer wordt dan 100°C.
De massa van de motor is 645 g. De motor bestaat in hoofdzaak uit ijzer. en de soortelijke warmte van ijzer is 532 Joule/(kg Kelvin).
Het vermogen dat we toevoegen is 1100 W.
De soortelijke warmte C = (de toegevoegde energie Q) / (de massa m X het temperatuursverschil delta T). Of in het kort C = Q/(m X dT).
De toegevoegde energie is het toegevoegde vermogen P X de tijd t dat je het toevoegd. Of in het kort Q = P X t. Dus kunnen we stellen dat C = P X t / (m X dT).
Bij een omgevingstemperatuur van 25°C is dT dan 100-25=75°C.
Wat we willen weten is hoe lang het duurt voor de motor 100°C warm is en dus herwerken we de formule zodanig dat we de tijd kunnen berekenen. t = (C X m X dT) / P.
t = (532 X 0,645 X 75)/1100 = 23 Seconden.

Deze 23 seconden maken duidelijk dat we zonder stroombegrenzing in ieder geval moeten opletten dat we niet te lang blijven volle gas geven als de motor geblokkeerd is (= als de wielen niet draaien). De berekening is wel een beetje pessimistisch want de motor zit ook tegen een aluminium chassis plaat gedrukt en hoe warmer de motor wordt hoe meer warmte hij ook afgeeft aan zijn omgeving.

Conclusie als we ermee rekening houden dat we niet langer dan 10 seconden volle gas blijven geven als de wielen geblokkeerd worden en we wat seconden laten verlopen tussen dergelijke situaties dan kan het ook voor de motor zonder stroombegrenzing.

Ook effe doorrekenen voor de batterij :
Massa 0,2 Kg. Soortelijke warmte van lood 130 J/Kg K. De batterij mag 60°C warm worden. Omgevingstemperatuur ook hier 25°C. De interne weerstand is 0,005 Ohm en de stroom 70 A.
t = (130X 0,2 X 35)/(0,005 X 70^2) = 37 seconden.
Maar als de tswee motoren geblokkeerd zij en ze hangen aan de enige batterij (en beiden zullen meestal van toepassing zijn) dan loopt er bijna dubbel zoveel stroom door de batterij en dus is de tijd ook maar bijna half zo lang. 5de oppervlakte is wel veel groter dus de batterij geeft makkelijker haar warmte af aan de omgeving.

Een ventilator die blaast over de motoren en de batterij is geen overbodige luxe.

Conclusie : Ik ga werken zonder stroombegrenzing maar ik besef wel dat dit betekent dat ik erop moet letten niet te lang volle gast te geven als de motore geblokkeerd zijn. (10 seconden is het richtcijfer).

A-men
Last edited by A-men on Fri Dec 17, 2004 2:55 pm, edited 2 times in total.

team ODT
Posts: 312
Joined: Tue Sep 09, 2003 9:35 am
Location: Leeuwarden
Contact:

Post by team ODT » Thu Dec 16, 2004 1:41 am

:shock: BRAIN HURT :shock:

Maar wel lekker volledig. Cool.

User avatar
Bugs
Site Admin
Posts: 5433718
Joined: Sun Jul 27, 2003 9:13 pm
Location: Delft
Contact:

Post by Bugs » Thu Dec 16, 2004 1:49 am

Ik zou me niet al teveel zorgen maken over de weerstand van je accu's, die hebben toch genoeg oppervalk om dat vermogen te disciperen. Ik heb het idee dat de weerstand van die speed 900's toch een stuk lagen zou moeten liggen. Maar da's slechts een gevoel.
Denk er om dat het tegen april/maart toch wel klaar moet zijn als het in juli moet gaan vechten :)

User avatar
A-men
Posts: 195
Joined: Tue Sep 30, 2003 10:35 pm
Location: Vilvoorde België

Post by A-men » Thu Dec 16, 2004 12:29 pm

Beste Team ODT,

Ik ben dat detail hier wel aan het uitschrijven omdat jij schreef dat je VEEL detail wou zien.

Dus, als het nu voor u te veel is...dan laat ik het achterwege....maar dan ga je allicht op het einde van de rit ook geen speedo zelf bouwen.

A-men
Last edited by A-men on Thu Dec 16, 2004 11:00 pm, edited 1 time in total.

User avatar
Babeth
Posts: 3345
Joined: Sat Aug 16, 2003 1:43 pm
Location: Vilvoorde (B)
Contact:

Post by Babeth » Thu Dec 16, 2004 1:20 pm

Het is wel zeer interessante informatie !! Zelfs voor de niet-elektronici onder ons maakt het een paar dingen een beetje duidelijker en ik denk dat beginnende elektronici dat ook wel zullen appreciëren.
[color=indigo]I think, therefore I'm dangerous.[/color]

http://thehouseofchaos.wordpress.com/

team ODT
Posts: 312
Joined: Tue Sep 09, 2003 9:35 am
Location: Leeuwarden
Contact:

Post by team ODT » Thu Dec 16, 2004 3:30 pm

Nee nee, ik ben er heel blij mee. Graag meer. Ik vind het reuze interessant. Ga je er ook plaatjes bij doen? Of zelfs speedo's bouwen voor mij zo slim is weet ik niet, maar ik ga toch echt zeker een poging wagen.

docproc
Posts: 228
Joined: Tue Jul 29, 2003 11:28 am

Post by docproc » Thu Dec 16, 2004 5:15 pm

A-men, zo uit je verhaal maak ik op dat je geen stroombegrenzing wilt gaan doen? Met stroombegrenzing is het niet echt interessant om uit te rekenen hoeveel stroom er kan gaan lopen, maar interessanter is dan om uit te rekenen hoeveel stroom er mag lopen afhankelijk van gebruikte FETs en koelcapaciteit. Want stel dat de motor kortsluit, dan is die motorweerstand ook te verwaarlozen.
Niels - [url=http://www.sater.nl/]Team Sater[/url]

User avatar
g-lap
Posts: 455
Joined: Thu Sep 04, 2003 10:27 am
Contact:

Post by g-lap » Thu Dec 16, 2004 10:04 pm

Denk er om dat het tegen april/maart toch wel klaar moet zijn als het in juli moet gaan vechten
Inderdaad bugs, en dan kom ik meespelen:
Jan kan het inderdaad allemaal zelf proberen te maken maar de ervaring leert mij dat dit ten koste van enorm veel tijd gaat.....
Dus ondertussen voer ik plan B uit (op de achtergrond weliswaar). Mijn plan bestaat erin om een feather te maken met het nieuwe drivesystem en standaard speedo's (liefst electrolize) en met twee zevencellen 3300 nimh packs waarvan ik er genoeg liggen heb voor de RC speedbootjes..... ok, dan gaat hij maar op 16.8 volt werken maar volgens mij moet dit al meer dan genoeg zijn na wat hij allemaal presteerde op 10 volt. Persoonlijk denk ik dat hij dan al heel erg nerveus gaat sturen.
Voor een eventueel wapen denk ik aan iets met normale pneumatica want daar heb ik ook zo ongeveer alle onderdelen voor liggen alleen een geschikte co2 fles of buffervat ontbreekt nog.
En dit alles kan op heel beperkte tijd indien ik over de speedo's beschik. Dus bij deze; kan er mij iemand vertellen hoe lang de leverings termijn van zulke electrolize speedo's is ?

User avatar
A-men
Posts: 195
Joined: Tue Sep 30, 2003 10:35 pm
Location: Vilvoorde België

Post by A-men » Fri Dec 17, 2004 3:08 pm

Ik heb de uitleg over de stromen hierboven wat aangepast.

Bugs had gelijk de interne weerstand van de 900 BB is iets lager (0,222 ipv 0,259).

DocProc heeft natuurlijk ook een punt ... als de aansluitingen van de motor kortgesloten worden is het zonder stroombegrenzing hoe dan ook gedaan met spelen.

Ik heb een berekening gemaakt over het opwarmen van de motor en de batterij. Beiden worden snel (na iets meer dan 20 sec) te warm als de wielen geblokkeerd worden zonder een stroombegrenzing.

Hoe dan ook de conclusie is dat ik zonder stroombegrenzing ga werken. Dat is beduidend eenvoudiger te bouwen en met een beetje aandacht voor "niet te lang volle gas als de wielen geblokkeerd worden" moet het geheel toch een redelijke levensduur hebben. (De IBC is ook zonder stroombegrenzing en die doet het blijkbaar prima... ook in gevechten).

Volgende update : De vermogensdissipatie in de FET's.

A-men

User avatar
Henning
Posts: 618
Joined: Thu Aug 07, 2003 12:03 am

Post by Henning » Fri Dec 17, 2004 3:56 pm

Lijkt me ook nogal knap om die wielen te laten blokeren als je met 12 kg botje aan het vechten bent... of onderschat ik dat ??

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 51 guests