Projektarbetet slut

Nu är mitt projektarbete till ända. Men mitt robotgräsklippar projekt fortsätter. Ha det fint!

Budget, utfall

Kategori	styckpris	antal	Kostnad	Summa
Elektronik	765,76	1	765,76	8375,87
Chassi	2571,11	1	2571,11
Styrkort	239	1	239
Klippmotor	450	2	900
Drivmotor	1750	2	3500
Kablar säkringar mm	400	1	400

Stopp i maskin!

Jag har nu insett att jag inte hinner klart med mitt projektarbete inom projekttiden.Det är tråkigt, men samtidigt måste man vara realistisk. Även om jag skulle ägna resten av min vakan tiden av den resterande projekttiden så är det långt ifrån säkert att jag blir klar. Jag har lagt oproportionerligt mycket tid på att få elektroniken att fungera. Även om jag skulle kunna få det fungera på några timmar så saknas fortfarande många timmar som gått "till spillo" som jag skulle lagt på det resterande. Min planering höll inte, jag hade inte räknat med att det kunde ta så mycket tid med elektroniken.

Lödning, ett fiasko, en besvikelse, och lite till

Det kanske inte riktigt gick som tänkt det där med lödningen. Kanske inte riktigt allts som tänkt. Jag hade förväntningar och förhoppningar om att det skulle gå så bra, men sedan så var det några små problem som stod i vägen för alltsammans. Jag hade när jag började det här projektet mycket ytligare och barnsligare bild av hur elektronik fungerar. I mitt huvud så kan en krets byggas hur stor, komplex och trasslig som helst. Det är betydligt svårare på labbplattan, och än svårare på kretskortet. Att kretsen ska fungera är självklart då den är designad för att fungera just så, och inget annat. I teorin så är det lätt att koppla samman två punkter, i praktiken på kretskortet kan det bli betydligt jobbigare och rörigare. Att sedan hålla reda på vad som är vad, vad som ska kopplas vart, och sedan upptäcka vad man gjort för fel, det är inte enkelt.

I fallet med vippan så kunde det underlättat betydligt om jag använt ett kretskort som hade lödöar som satt ihop, lämpligtvis tre och tre. Det hade varit betydligt lättare att överblicka kretsen om lödöarna suttit tre och tre.

Vad det gäller drivkretsen så hade jag nog så här i efterhand kanske delat upp den i mindre "bitar" för att lättare kunna överblicka situationen. Om jag hade tagit en liten bit i gång för gång så hade jag haft det lättare kunnat kontrollera mitt arbete under arbetets gång.

Lödning, drivkretsen

Näst på tur låg drivkretsen att bli överförd på kretskort och bli fastlödd. Detta är som tidigare nämnts en mycket mer komplex krets. Mer trådar, pinnar, resistorer och kondensatorer = mer saker som kan gå fel.              
När jag lött fast alla komponenter på kretskortet. Efter flera gånger då jag fått grundligt utforska vad jag gjort. När tiden var inne för ett testa så hände ingen ting när jag matade IN1a med 5 V. Jag började mäta och till min stora förvirring så var båda OUT1a och OUT1b höga. Alltså spänningsskillnaden dem emellan var 0. Inte konstigt att motorn inte rörde sig tänkte jag och började undersöka varför kretsen betedde sig som den gjorde. Mycket förvirrande, jag kollade de flesta lödningarna, alla pinnarna, och flera bryggor. Hittade ett litet fel som jag inte för allt i världen kunde tro hade med att kretsen var hög på både OUT1a och OUT1b, det hade inte heller visade det sig. Efter att jag åtgärdat felet så var ingenting bättre. Mer felsökning fortsatte, men utan resultat. Jag fick helt enkelt inte kretsen till att fungera som tänkt.

Lödning, vippan

Detta är det kretskort jag lödde på komponenterna till vippan på. Nu i efterhand ångrar jag naturligtvis det valet. Varför då undrar du som läser det här? Jo för att det inte finns några lödöar som sitter ihop. Det betyder att jag måste bygla över lödöarna med byglar. Kort sagt, det komplicerar livet. När jag lött fast komponenterna så är det dags för att testa kretsen. Jag får det spännande resultatet att kretsen ger ca 400 kHz. Jag är mycket konfunderat. Felsöker så gott jag kan, hittar dock ingen lösning på problemet.

Lödning

Det är ganska opraktisk att ha kretsarna på en labbplatta, det tar massa plats, det är lätt hänt att en kabel åker ur eller nått annat oplanerat. Därför så löder man fast komponenter på kretskort. Oftast så har man kretskort som är specialdesignade för den tilltänkta kretsen. Men de här kretsarna ha jag designat själv, alltså det finns inget specialdesignat kretskort att löda fast komponenterna. Som tur är finns det kretskort som är till för att kunna fungera med de flesta kretsar. Jag köpte 3 olika kretskort för mina 3 olika kretsar. Den här typen av kretskort kalas "Hole Island".

På labbplattan, drivkrets

Nu var det dags att montera upp drivkretsen på labbplattan. Det är en relativt stor krets vilket gör att det blir lite komplext. Efter att jag monterat upp kretsen så provade med att ansluta motorn till OUT1a och OUT1b. Jag lade på 5V på IN1a. Då borde jag få spänning på OUT1a,  OUT1b borde vara kopplad till jord. Så var nog inte fallet eftersom motorn inte rörde sig ett dugg. Felsökning på gång, jag mätte mellan jord och de olika portarna. Jag hittade inget fel så jag kollade i databladet till kretsen. Jag hade kopplat en port som skulle till 5 V till jord. Dags för ett nytt försök, det gick inte så mycket bättre. Jag fortsatte felsöka men jag hittade inget fel. Jag ringde min morbror som är ganska duktig på sådant här. Jag fick hjälp, jag hade kopplat överströmsskyddet fel. Nu gick det bättre. Jag kunde köra motorn åt båda hållen, en bra början.

På labbplattan, en sensor

När jag monterat upp sensor på labbplattan så gav den inte något utslag alls. Mindre bra, jag felsökte systematiskt men hittade inget fel. Efter lite googlande så misstänkte jag att att min drossel var för liten, den hade för låg förmåga att fånga upp magnetfält. Så jag kommer behöva köpa en större. Men om jag har en större drossel så måste jag samtidigt ha en mindre kondensator om jag vill ha kvar resonansfrekvensen på de 38 kHz som jag så gärna vill ha. Då måste jag ha ett sådan kapacitans som inte finns i någon konventionell kondensator serie. Då måste man kombinera flera kondensatorer så att den önskade kapacitansen uppnås  Det fina med kondensatorer är att om de parallelkopplas så kan man enkelt addera kapacitanserna för att får den resulterande kapacitansen. Jag behöver köpa några mindre kondensatorer som motsvarar drosseln för att uppnå resonansfrekvensen 38 kHz.

På labbplattan, vippan

När jag monterat upp vipp kretsen på labb plattan beter den sig nästan som väntat. Den ger ut de 38 kHz som jag ville ha, men strömmen i kretsen är bara ca 16 mA jämfört med förväntade 30 mA. Detta beror nog på att den har en upp tid på runt 64 %.

Som synes på den övre grafen så är inte vippan uppe konstant, utan bara 64 % av tiden, vilket gör att det bara går 64 % av den ström som hade gått där om vippan varit öppen jämt. Det förklarar till stor del varför strömmen inte var så stor som väntat.

Elektronik, en drivkrets

De kretsar jag hade köpt för att styra motorerna heter L6206. Det är en mångsidig krets med flera funktioner så som överströmsskydd, överhettningsskydd, möjligt till flera olika sorters belastningar med mera. en max uteffekt på 5,6 A (peak) och 2,8 A (längre stunder). Den har 24 olika pinnar som gör flera olika saker så som jord, jord, jord, jord, in, ut, in, ut, överströmsskydd, matning med mera.

Som synes så är det lätt komplicerat, det blir inte mindre komplicerat då man kopplar upp det på en labbplatta.

Om signal finns på IN1a så ger kretsen signal ut OUT1a.
Kondensatorerna C1 och C2är för att filtrera bort störningar så som plötsliga spänningsfall.
Port 13 och 24 Märkta med PROGCLa och PROGCLb ansluts med ett motstånd vars storlek reglerar det maximala strömuttaget på a respektive b.

Elektronik, en sensor

Nu har det blivit dags att montera upp den sensor som ska känna av magnetslingan. Grundläggande är en drossel samt en kondensator som bildar en resonanskrets. När drosseln utsätts för ett magnetfält så induceras en ström i den, ner drosseln paras ihop med en kondensator så blir motståndet i kretsen beroende av frekvensen hos magnetfältet. Man använder detta för att antingen skapa en krets som ger så stor eller alternativt så litet motstånd som möjligt. En signalförstärkare förstärker upp signalen några tusen gånger som sedan ska avläsas av mikrocontrollern. Ju större värde på drosseln (förmågan att fånga upp magnetfält, mäts i enheten Henry) desto större ström induceras a magnetfältet.

Elektronik, en vippa.

Har nu börjat montera upp elektroniken på en labbplatta innan slutligen monteras och löds fast på kretskortet. Det är någorlunda komplext. Väldigt mycket sladdar som går kors och tvärs över plattan. Jag började med signal generatorn. Det centrala i den är en NE555 som är en "vippa" som slår upp och ner, av och på; Det behövs 2 olika motstånd samt en kondensator för att proceduren ska fungera. Strömmen går  igenom det båda motstånden som ligger i serie och laddar upp kondensatorn. När kondensatorn når en vis nivå så slår vippan om och en port som ligger mellan de båda motstånden öppnas strömmen går då genom det sista motståndet ut till basen på en transistor som då öppnas och skickar ut en förstärkt ström i den krets som består av en lång ledar samt ett motståndet. När spänningen över kondensatorn sjunker slår vippan tillbaka så att kondensatorn återigen börjar laddas upp. Frekvensen och pluskvoten (hur tiden är fördelad mellan öppen och stängd) regleras med att välja olika världen för motstånden och kondensatorn. En stor kondensator tar lång tid att ladda upp, med små motstånd är det en stor ström som laddar upp kondensatorn. är det första motståndet litet och det andra stort så blir pluskvoten nära 50 % (kan som lägst vara 50 %) är motstånden lika stora blir pluskvoten (100/30) %. är det första motståndet stort och det andra litet blir pluskvoten nära 100 %.

Jag vill att vippan ska vippa med frekvensen 38 kHz, då det är en lagom hög frekvens samt att man får inte använda vilka frekvenser hur som helst, 38 kHz är det dock inga problem att använda. Transistorn vars bas matas med 38 kHz kommer i sin tur att sända ut 38 kHz via emittern. Transistorns kollektor är ansluten till 12 V via ett motstånd som ska hålla strömmen i kretsen runt 30 mA. Emittern är kopplad till en lång ledar som kommer användas som slinga för att avgränsa gräsklipparens klippyta.

Mer I/O

Ingångar Arduino port Lediga portar 1.       Höger magnetfältssensor A0 10 2.       Vänster magnetfältssensor A1 3.       Höger avståndssensor A2 4.       Center avståndssensor A3 5.       Vänster avståndssensor A4 6.       Startknapp 1 7.       Stoppknapp 2 8.       Backa och vridknapp 3 9.       (Jag är i laddningstationen sensor) Utgångar 1.       Höger motor framåt 4 2.       Vänster motor framåt 5 3.       Höger motor bakåt 6 4.       Vänster motor bakåt 7 5.       Klippmotor 8 6.       Jag är igång LED 12 7.       Jag är inte igång LED 11 8.       IR LED 9

I/O

Ingångar

1.       Höger magnetfältssensor

2.       Vänster magnetfältssensor

3.       Höger avståndssensor

4.       Center avståndssensor

5.       Vänster avståndssensor

6.       Startknapp

7.       Stoppknapp

8.       Backa och vridknapp

9.       (Jag är i laddningstationen sensor)

Utgångar

1.       Höger motor framåt

2.       Vänster motor framåt

3.       Höger motor bakåt

4.       Vänster motor bakåt

5.       Klippmotor

6.       Jag är igång LED

7.       Jag är inte igång LED

8.       IR LED

Så här ser min skiss på hur jag ska fördela ingångarna och utgångarna på min lilla Arduino UNO. Ingång nummer 9 är än så länge bara med oss i tanken. Hoppas att jag kan bygga till min gräsklippare så att den kan ladda sig själv en dag. Men jag tror att det får bli ett annat projekt. Arduino UNO har 13 st Digitala Inputs/Outputs och 6 st Analog inputs. För mig spelar det ingen större roll hur jag fördelar dessa, då jag inte är i behov av några Analog Inputs

Börjar nu skissa på hur min kod ska se ut.

Det här är på väg!

http://www.ebmpapst.se/sv/produkter/Elmotorer/DC-motorer-BCI-med-planetv%C3%A4xel/BCI-42.40-PX-52-72

http://www.ebmpapst.se/sv/produkter/Elmotorer/DC-motorer-BCI/BCI-42.40-24-V

Klippmotor

Har pratat med ett företag som heter EBM-Papst. De säljer fläktar i alla olika tänkbara färger former och applikationer, men också motorer. Lagom stora, effektiva och ej svindyra motorer. Kommer nog beställa 2 st BCI 42.40 att ha som klippmotorer. De har även motorer med olika former av växlar, ska prata med deras motoransvarig om vilken typ av växel som kan passa bäst på måndag :)

Elektronik

Har nu beställt en hel drös elektronik från ELFA. Foton kommer när varorna kommer! :)

Gretz brygga och kondensator

Pratade med en kompis om AD omvandling, han förslog att jag skulle använda en gretzbrygga och en kondensator för att AD omvandla signalen från magnetslinga sensorn till styrkortet. Blir att köpa med några gretzbryggor och någon extra kondensator.

Försenad

Ja, mitt projektarbete ligger lite efter schema. Saker som chassiet drog ut på tiden, både att få delarna till chassiet och att få det hopsvetsat. Inte mycket jag kunde påverkat, tyvärr. Men jag kunde fortsatt med något annat under tiden. Men nu är det som det är och jag får lägga mer tid på det nu istället. Jag skulle dock inte ha något emot om man kunde skjuta upp sista datumet något.

Sensorer

Jag har suttit och designat kretsar för bland annat till magnetslinga sesnorn. Jag kom fram till att det vore enklare om jag kunde labborera lite emd de olika komponenterna innan jag lödde fast dem.

Sagt och gjort, jag gick till Elprogrammet och frågade om jag kunde få låna deras labbplattor och spänningsaggregat samt lite komponenter till att laborera med. Svaret jag fick var att det inte var några problem alls :D

Komponentval

Jag har det senaste funderar mycket på vilka elektriska komponenter jag ska välja. Har suttit och skissat koplingsschema samt letat på ELFA, har en inköpslista med saker jag behöver köpa, men den ska kompleteras ytterligare. Den kommer nog upp här när det är beställt :)

Tidsåtgång, ca 2 timmar

Mer tid i verkstaden

Min plastskivor, nu mera tillkapade

Min stomme! underbart svettsad!

Med lock

Med lock och sidor

Inpassning

Kommer använd vagnsbult för att fästa plastskivorna

Perfekt

 

:)

Borrat hål och tryckt i bultarna

Muttrar och brickor

Fastskruvad

Underifrån

En sidan

Den sprack
Kändes som att det gick sönder lite för lätt, som om skivan var mer poröss än de andra. Ska nog försöka reklamera den!

Så där, har nu kommit en bra bit längre de senaste två dagarna! :)

Har lagt 8 timmar i verkstaden de senaste 2 dagarna.

I verkstaden

Jag spenderade kvällen i verkstaden med att skära till plastbitarna. Det var lite pilligt, och väldigt böööösigt. Har tyvärr inga bilder då min mobil var utan batteri.

Biltema

Var på biltema igår och införskaffade lite saker, detaljer och bilder kommer en annan dag :)

Svettsad!

Woo, svettsad!

Svetsas?

Pratade med min flickväns pappa om mina svetsproblem. Han kände någon som var duktig på att svets aluminium som skulle kunna göra det åt mig. Känns bra.

Inte hållbart

Varit på Industriprogrammet och pratat med svetslärarna där. De kunde hjälpa mig att svetsa ihop delarna till en stomme.

Tråkigt nog så ringde de igår eftermiddags och sa att det var svårsvetsat. Att svetsarna inte höll. Han rådde mig att ta med ett par bitar och gå till broson, ett företag som gör aluminiumbåtar.

Jag gick dit med två spillbitar, de kunde svetsa ihop dem utan större problem. Deras lösning var mer värme, längre avstånd, och MIG

Svetsas

Nu är det dags att sätta ihop aluminiumbitarna. Jag har tänkt svetsa dem. Ska prata med Industriprogrammet om de kan hjälpa till.

Kapat

Har varit och hämtat min nu mera till kapade aluminiumprofiler. Ett stort tack till Industriprogrammet på De la Gardie gymnasiet.

Åkapater!

Har varit och pratat med industriprogramet, om de skulle kunna kapa mina aluminium profiler i rätt längder.
4 x 580 mm
4 x 240 mm
4 x 430 mm
2 x 300 mm
2 x 410 mm
1 x 120 mm