Autonomes Slotcar

  • Was geht den am Arduino denn kaputt? Hast du einen Schaltplan gezeichnet? Einfach so geben die Dinger den Geist nicht auf. Die paar Sensoren dürfen kein Problem sein. Eine „Motorsteuerung“ klingt da schon eher nach einer potentiellen Ursache...

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  • Hi Philipp,


    schön, wieder von dir zu hören :) .


    Großen Schaltplan braucht es nicht, weil ich in Wirklichkeit alles außer der Motorsteuerung abgeklemmt habe. Die ist auf angeschlossen auf Ground und auf D11 und scheint auch mit den 3,3V von Nano 33 zu funktionieren.
    Im Trockendock - angeschlossen am PC über USB - funktioniert sowohl die LED als auch der Motor. Auf der Strecke - das Arduino kriegt den Strom über USB-Buchse von einem kleinen Power-Pack - macht das Ding ziemlich schnell schlapp.
    Ein Arduino wird nach dem Fahrtest nicht mehr vom PC erkannt, Schaden kann ich allerdings keinen erkennen.


    Verwendet habe ich folgendes Teil (Link): CQUANZX


    Grüße
    Diegu

  • Hallo Diegu,


    bei einem kurzen Blick würde ich sagen, dass in deiner „Motorsteuerung“ R3 der Gate-Widerstand ist und R1 der Pulldown des Gates. Die Werte kann ich nicht erkennen, je nach Widerstand und Schaltfrequenz muss der Arduino da schon einiges hin und her schaufeln. Dazu muss der Arduino noch die LED versorgen. Die ARM können an den IOs auch nicht so viel Strom liefern wie die AVR. Ich kann mir gut vorstellen, dass die Überlastung des IO den Arduino gegrillt hat. Klassisch solltest du auch einen FET-Treiber oder wenigstens einen Transistor für die Ladung des FET verwenden, dann halten die Teile auch länger.


    Grüße

  • Uups. Hardware und so - da fehlt mir die fundierte Ausbildung. Ich mach mich mal schlau, dass ein FET helfen könnte, kann ich mir vorstellen, mehr aber auch nicht.


    R3 hat 50 Ohm, die anderen verweigern sich einer Messung :(


    Diegu

  • Der sagt 10k an J1.
    Hier noch die Daten der Widerstände: R1: 10k, R2: 2k2, R3: 50 Ohm


    Das wären dann 3,3V/10k = 0,33 mA also deutlich unter den zulässigen 7mA pro Anschluss - wenn man das überhaupt so statisch durchmessen kann.


    Danke für die Fragen!!



    Diegu

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  • Du sagst, dass der Ausfall erst auf der Strecke passiert. Ist dein Testaufbau irgendwie mit dem Bahnstrom verbunden oder nur mit der Powerbank?
    Hier bleiben ja nur die zwei Möglichkeiten... Powerbank oder Bahnstrom, wenn es am USB-Port des Rechners keine Probleme gibt.

  • Bei meinem Testaufbau verbinde ich die Schleifer direkt mit Strom aus einem Modellbahntrafo (Gleichstrom) auf der Bahn versorgt derselbe Trafo das Fahrzeug über die Bahnleiter.


    Testaufbau ist mal mit USB vom PC, mal mit der Powerbox.


    Könnte mir vorstellen, dass das Motorsteuermodul abhängig von der Motorlast - oder was auch immer - mehr Strom zieht. Wenn dann noch irgendwann der R3 mit seinen 50 Ohm zuschlägt, wären das wohl 66 mA und damit wohl tödlich.


    Es gibt doch IO-Expansion-Shields mit Spannungsversorgung (IO Expansion Shield). Taugen die, um den Nano zu entlasten?


    Diegu

  • Der sagt 10k an J1.
    Hier noch die Daten der Widerstände: R1: 10k, R2: 2k2, R3: 50 Ohm


    Das wären dann 3,3V/10k = 0,33 mA also deutlich unter den zulässigen 7mA pro Anschluss - wenn man das überhaupt so statisch durchmessen kann.


    Das passt irgendwas nicht...
    R1 als Pulldown mit 10k sind plausibel
    R2 als Vorwiderstand der LED hat eher keine 2k2, da würde nichts leuchten. Auf dem Bild bei Amazon würde ich auf die Beschriftung "102" tippen, was 100R bedeutet und zur LED bei 3,3V passen würde
    R3 passt mit 50R wieder zum Gatewiderstand.


    Je nach Farbe der LED würdest du alleine durch die LED schon 10-15 mA ziehen (1,5V / 100R = 15mA), die Lade-/Entladeströme der beiden FET kommen noch dazu.


    Das IO Expansion Shield leitet die Ports des Arduino nur auf Steckerleisten raus, bietet aber keine Stromverstärkung o.ä. Du brauchst ein Shield mit einem FET-Treiber, auf die Schnelle habe ich aber nichts passendes gefunden. Es würde mich aber wundern, wenn es in der bunten Welt der Arduinos kein solches Shield gibt...


    Grüße


    Edit sagt, dass es in der Bucht z.B. den Artikel 401645712371 gibt. Der hat zwar vier Kanäle, vielleicht gibt's das aber auch mit einem Kanal... Aus Fernost z.B. im Artikel 124659163505

    2 Mal editiert, zuletzt von Philipp N ()

  • Hi Philipp,


    schon cool wenn man Ahnung hat, auf meine alten Tage ist es halt schwer, das nachzuholen, was man an der Uni nicht gerafft hat :( .


    Die Hilfen hier sind aber einfach topp!


    Zum R2: Die 2k2 hatte ich gemessen und nochmal gemessen. Habe mal meine Lupe rausgekramt. Beschriftung ist 222, das wären dann ja die gemessenen 2.200 Ohm. Schon komisch. Scheint aber nicht so richtig relevant zu sein.


    Der 401645712371 ist ja ein Monster ;) .


    Auf slotforum hat mir Dr. C empfohlen, einen Optokoppler zu verwenden. Bzgl. Stromversorgung würde ich dann auf einen 3.7V LiPo umstellen und die Spannung auf 5V hochwandeln- damit könnte ich dann wohl auch den Optokoppler versorgen. Da finde ich aber auch nur 4-fach-Teile, wie z.B. den auf Amazon: TLP281 Opto-Koppler.


    Denkst du, das könnte passen?


    Überlege mir gerade, meine Fragen auf dem Arduino-Forum zu posten, vielleicht kennen die sich bei Bauteilen ja besser aus...


    Habe auch mal brav meinen Anschlussplan gemalt - siehe im Anhang.


    Cheers,
    Diegu


    Edit: Als Treibermodul scheint mir der für meinen Einsatzbereich noch passender. Was der an Strom zieht, sagt halt auch keiner :( .

  • Ein Optokoppler macht natürlich grundsätzlich Sinn, um den Arduino vor Störungen aus der Bahn zu schützen. Bei Reichelt habe ich spontan den LTV 815 gesehen, den kannst du ohne Probleme mit 2mA betreiben. Wenn du aber schon Bauteile löten willst, dann kannst du auch einfach noch einen Transistor mit passendem Basiswiderstand vor den FET schalten, dann hast du schon viel für den Schutz des Arduino getan.

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  • Ein Optokoppler macht natürlich grundsätzlich Sinn, um den Arduino vor Störungen aus der Bahn zu schützen. Bei Reichelt habe ich spontan den LTV 815 gesehen, den kannst du ohne Probleme mit 2mA betreiben. Wenn du aber schon Bauteile löten willst, dann kannst du auch einfach noch einen Transistor mit passendem Basiswiderstand vor den FET schalten, dann hast du schon viel für den Schutz des Arduino getan.

    Hi Philipp,


    vielen Dank für den Tipp. Löten wollte ich eigentlich nicht. Ich muss in mich gehen und weiß nicht, was ich da finden werde.


    Cheers,
    Diegu

  • Wenn du nicht löten möchtest wäre vielleicht ein anderes Modul besser geeignet.


    So oder so ähnlich, da ist direkt der Optokoppler mit drin und du musst dir um den Arduino an der Stelle keine Sorgen mehr machen:


    Modul mit LR7843


    Edith sagt:


    Eine ausführliche Beschreibung gibt es auch noch: LR7843 MOSFET Control Module
    Eine Freilaufdiode sollte entsprechend entgegen der Motorspannung geschaltet werden.

    Einmal editiert, zuletzt von FaVo ()

  • So, jetzt geht's erstmal ein paar Schritte zurück....


    Nachdem die Motorsteuerung nicht funktioniert, habe ich die mal aus der Gleichung rausgenommen und steuere jetzt manuell.


    Ziel ist jetzt, erstmal Daten über einen Web-Server online zu haben und visualisieren zu können.
    Dazu habe ich mal den Nano 33 IoT eingebaut (gut dass ich drei gekauft habe, der erste ist schon gegrillt ;( ) und musste auch meinen Code entsprechend anpassen (der war unsauber bei der Interrupt-Definition)


    Die Visualisierung erfolgt dann über WLAN und BLYNK (geiles Tool :):) und erstmal kostenfrei).


    Damit kann ich dann die wichtigsten Daten online auf meinem Smartphone darstellen - die Verbindung ist allerdings noch nicht richtig stabil. Das kann an mangelnder Funkentstörung liegen oder an der Übertragung über WLAN an einen Server im Web... ich tippe aber auf die Funkentstörung, da im Trockendock alles funktioniert.l


    Egal. Hier mal ein Video:


    Inhalte von externen Seiten werden ohne Ihre Zustimmung nicht automatisch geladen und angezeigt.
    Durch die Aktivierung der externen Inhalte erklären Sie sich damit einverstanden, dass personenbezogene Daten an Drittplattformen übermittelt werden. Mehr Informationen dazu haben wir in unserer Datenschutzerklärung zur Verfügung gestellt.


    Im Video werden folgende Werte dargestellt (von oben nach unten):
    - Slider für den Controller (unbenutzt)
    - Position auf der Strecke in cm (wird immer nach einer Runde zurückgesetzt)
    - Geschwindigkeit in cm/sec
    - z-Beschleunigung in g
    - y-Beschleunigung in g
    - x-Beschleunigung in g


    Der Motorregler mit dem Optokoppler ist bestellt....


    Cheers,
    Diegu


    PS.: Der Winkelsensor für den Leitkiel ist auch aktiv, wird nur nicht dargestellt....

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  • Das PWM-Modul ist heute gekommen und ich habe es gleich eingebaut und getestet. Geiles Teil!!!!


    FaVo: Tausend Dank für den Tipp! Das Modul funktioniert echt top und verträgt sich auch schön mit dem Nano 33 - da "schmurgelt" nix mehr, obwohl der echt nicht viel Last abkann! 8o


    Die Basiskomponenten sind damit prinzipiell getestet: Ich erhalte die Daten die ich brauch und ich kann das Fahrzeug steuern und es scheint nichts überlastet zu sein.


    Leider geht mir bem Fahren immer wieder die WLAN-Verbindung verloren. Ich glaube, dass mir der Motor den Spaß verdirbt, obwohl ich alles nach bestem Wissen und Gewissen entstört habe.
    So ein Slotcar ist wohl eine wirklich feindliche Umgebung für Elektronik.


    Muss mal schauen, ob ich nur die WLAN-Verbindung verliere, oder ob der Arduino abkachelt....


    Weiteres Thema ist, dass ich gemäß Produktbeschreibung eine Fly-Back-Diode eingebaut habe. Damit habe ich dann keine Bremswirkung mehr. Doof. Eigentlich brauche ich eine Zwangssteuerung, wie wir die von den ACD-Reglern kennen. Keine Ahnung, wie das gehen soll...


    Wie immer: Ich bin für jeden Tipp dankbar :)


    Diegu

  • Hi,


    Nodrifts: Vielen Dank für die Tipps, die richtigen Fragen, haben mal wieder altes Wissen ausgegraben.


    Erstmal: Wenn das WLAN weg ist, bleibt es weg. Der Arduino arbeitet aber schön weiter - ich sehe nur die Daten nicht.


    Jetzt die Bilder der Installation:


    Vorher: Der totale "Saustall"
    20210508_Install-1.jpg


    Geht tatsächlich gar nicht. Die Motorkabel quer über den Arduino gelegt :S:S


    Nachher: Habe den Install so überarbeitet, wie ich es von Scorpius Digital gelernt habe
    - Kabel weg von der Elektronik
    - Motorkabel verdrillen
    (Hier sieht man auch die Motorentstörung mit 3 Kondensatoren (2 x 47 nF, 1 x 100 nF)
    20210508_Install-2.jpg


    Äh, aber gebracht hat's leider gar nichts ?(?(


    Falls jemand auf die Schleifer hinweisen will - durchaus wichtig,
    aber die Schleifer können es auch nicht sein, weil das im Trockendock reproduzierbar ist - da kommt der Motorstrom über Krokodilklemmen an die Schleifer und der Arduino kriegt seine Spannung fein separat über USB.
    20210508_Install-3.jpg


    Mit verwirrtem Gruß :huh:
    Diegu

  • Sehr cooles Projekt!
    So wie ich das sehe hast du ein Modul mit einem ESP32 Chipsatz für Wifi. Laut meinen Erfahrungen sind die sehr zickig was die Versorgungsspannung betrifft. Da kann es schon mal sein, dass bei einem Einbruch der Spannung die WLAN Verbindung weg bricht und erst durch einen sauberen Neustart wieder herstellbar ist. Spontan würde ich versuchen die Versorgungsspannung durch einen größeren Kondensator oder Elko zu puffern. Hätte vielleicht auch Vorteile bei der Überfahrt von Weichen.
    Alternativ kann ich dir Module mit dem ESP8266 empfehlen, die sind wesentlich genügsamer. Ich bin zb ein großer Fan des Wemos D1 Mini. Ein weiterer Vorteil ist die sehr hohe Taktrate von 80 bzw. 160 MHz.

  • Hi valfis86,


    vielen Dank für die interessanten Infos und den Tipp! Ein separates WiFi-Modul zu verwenden ist mir noch ein zu großer Schritt und auch ein bisschen frustrierend, wenn man ich schon einen Nano IoT verwende. Ich komme hier vor allem deshalb voran, weil sich alles was ich so brauche jetzt so schön out-of-the-box verbinden lässt.


    An der Spannungsversorgung kann es eigentlich nicht liegen. Im Trockendock wird der Nano direkt über USB vom PC gespeist. Auf der Strecke kommt die Power auch per USB von einem Powerpack - oder verstehe ich da was falsch?
    Die Probleme beginnen erst, wenn der Motor mitläuft. Dessen Stromkreis ist aber über Optokoppler elektrisch vollständig getrennt


    Für den eigentlichen Zweck benötige ich kein WiFi und zum Kalibrieren der Daten reicht die Stabilität erstmal.
    Ich habe hier noch ein Ferritperle von Würth (74275022) zum Entstören rumliegen - die habe ich jetzt auch mal eingebaut. Effekt aber nicht wirklich erkennbar


    Werde mal auf der Basis weitermachen und eher noch eine SD-Karte draufbasteln und dann die Daten am PC auswerten. Dann fahre ich halt manuell und lege dann mehrere Runden am PC übereinanderlegen.
    Dann sehe ich auch, ob die Daten überhaupt verlässlich genug sind.


    Cheers,
    Diegu

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