Arduino 2D měřák

[Permonik]

Zdravíčko,

pustil jsem se do jednoho projektu s arduinem a zatím to vypadá že cesta je cíl.


Princip je jednoduchý. Je hlavice s měřicím senzorem vzdálenosti (ultrazvuk, laser, zatím neporovnával co bude lepší). Hlavici postavím na stojan doprostřed místnosti (třeba pokoj 5x4m).

1, Budu chtít aby mi ta hlavice měřila vzdálenost ke stěně. Ale aby se postupně otáčela, a měřila po kroku, který by na stěně byl co 1cm.
A problém je ten, že pootočení děla zhruba 0,286° . (Při vetší místnosti či měřené vzdálenosti je ještě menší)

Váha hlavice je 50-100g. Zvažoval jsem servo nebo krokový motor. Pochybují, že se dokaži pootočit o tak malý kousek. A v případě zpřevodování mám strach že to bude velký poměr vůle mezi převody vůči uhlu natočení.

Možnosti:
- vlastní servo – jak měřit natočení? Děla se to přes potenciometr. Ale má omezený rozsah natočení (dá se zpřevodování, ale zase vůle). A mám pocit že má maximálně 1024 kroků.
- krokový motor s převodem – u oz. kol mám strach o vůli

Nebo má někdo tip jak to pořešit, případně kde se inspirovat?


2, Mě zajímá jaké jsou možnosti zápisu, především offline.
Dostát textové data – uhel natočení, naměřená hodnota na jeden řádek do nějakého textového formátu.
Zatím jsem se dopracoval přenosu přes SD kartu.

[Habešan]

Takže bys stavěl 3D skener, tedy takový LiDAR, který stojí na místě ?
Rozhodně bych použil LASER.
Pro začátek můžeš použít nějaký běžný laserový dálkoměr.
Na rozdíl od ultrazvuku lze jeho činnost kontrolovat pouhým okem, protože tu plošku na kterou dopadá prostě vidíme.

Arduino má příliš malý výpočetní výkon (pokud to tedy není nějaká ta varianta s jádrem ARM).
Použil bych například BBC Micro:bit.

Vyskytují se encodery používané pro měření úhlu natočení strojů s rozlišením vyšším než 1024 kroků.
Viz. např. vlákno t=40672

Souhlasím s ukládáním dat do textového formátu.
Je užitečné když data vypadají tak, aby je člověk dokázal snadno přečíst.
(Naproti tomu xlm už bývá příliš komplikované.)

[lubbez]

Na tom co píšeš vcelku není žádný problém, tedy kromě váhy té hlavice. Pokud použiješ obyčejný krokový motor, tak na 16 mikrokroků už jsi na těch cca 0,23 °. Při použití převodů (řemen) tak bezvůlové např. HDT by mohly bez problémů vyhovět. Před pár lety jsem dělal strojek s poměrně přesným polohováním a vyhověl tam i GT2 a s kompenzací jsem byl hluboko pod 0,1mm.
Technická: arduino se při takovéhle aplikaci ani nezahřeje. Má výkonu na rozdávání. I enkodér s 1024 kroky má v reálu 4096 přesně definovaných poloh.

[zverodoktor]

Ahoj,
bezvôľové prevody s ozubenými kolesami existujú. Ak vynecháme drahé prevodovky typu harmonická, dá sa použiť pomerne jednoduché riešenie so spoločným pastorkom ktorý poháňa dve rovnaké ozubené kolesá s nábojom na jednej hriadeli, ktoré sú navzájom tlačené pružinou proti sebe radiálne). Vo výsledku vznikne bezvôľový prevod, čo by na tento účel kde prakticky je treba iba malú silu mohlo dobre vyhovieť. Ešte by šlo z jednoduchých riešení použiť trecí prevod.
Remeňové ozubené prevody sú ľahko dostupné a lacné riešenie, nemám však s ich presnosťou skúsenosti, akurát viem, že musia byť vhodne napnuté aby dobre fungovali.Možno niekto zbehlejší poradí.

nejaké čítanie k tomu je tu:
https://e-konstrukter.cz/novinka/zamysl ... vule-2-dil

[Dawe]

Permonik> jaka ma byt dynamika toho scanovani? Jak rychle se bude muset premistovat mezi merenymi body a s jakou celkovou hmotnosti resp. celkovym momentem setrvacnosti na ose pohonu to bude muset hybat? Priblizne.

Ad soubory - jestli to chces delat v Arduino IDE, tak budes mit nejsnazsi udelat si na te SD karte, nebo ve flashi toho mcu normalne LittleFS filesystem, ukladat si data jako text a na vytvareni, otvirani, zapis a dalsi spravu souboru pouzivat primo jeho metody. Ten FS bezi dobre treba i na nejmensim ESP8266 s 1MB flashe a sam zabira malo. A s ESP bys ta data rovnou mohl i po wifi nekam streamovat nebo ukladat venku.

[t256]

S mikrokroky u krokovych motoru je ta svizel, ze uhlove otoceni v ramci jednoho kroku neni v drtive vetsine pripadu linearni, jak by teoretik ocekaval. Popravde receno, osobne jsem nenarazil na driver kde by bylo. Zavisi to na driveru, motoru, otackach, proudu, zatizeni a kdovi ceho jeste. Pokud bys chtel docilit linearity, musel bys pouzit driver ktery umoznuje nahrat vlastni prevodni tabulku pro tvorbu "sinusovky" pro mikrokroky a na zaklade mereni ji pro tvou sestavu trefit.

Ale rekl bych, ze cely koncept je scestna myslenka. Kup si za par desitek dolaru na aliku hotovy lidar pozadovane presnosti a dosahu a nemusis nic resit. Lidary jsou delane tak, ze je tam obycejny motor ktery se toci nejakymi vice nebo mene stabilnimi otackami a vlastni mereni se provadi na zaklade pozice enkoderu. Jestli bude stacit arduino netusim, ale rekl bych ze ne. Uvedom si, ze musis pocitat s tim, ze se nektera mereni z mnoha duvodu nepovedou nebo budou zkreslene, na nektera mista laser proste neuvidi, takze budes muset provest nekolik mereni s ruznym umistenim lidaru a vysledky z ruznych umisteni prepocitat do nejake vychozi krivky apod. Vysledkem musi byt nejaky soubor vektoru zprumerovany z mnoha otacek (nepotrebujes tak vysoke uhlove rozliseni, tzn. drahy lidar) a pokud je tam napr. typ povrchu na kterem mereni nelze provest, musi byt vyhodnocovaci jednotka schopna ten vektor v danem miste nejakym zpusobem dopocitat apod. Ani s pouzitim enkoderu se pri dalsi otacce nikdy nemeri nachlup ten samy bod, je to vzdy trosku nekam posunute a ukolem ridiciho systemu je ty vektory sejmute pri dalsi otacce fazove "srovnat" na sebe nejlip jak to jde, aby se nezhorsovalo rozliseni sprostym prumerovanim. Pokud budes chtit vzdalenost nejakeho konkretniho bodu, vypocitas ji matematicky z vektoru ulozeneho v pameti. Pro predstavu, surova data z lidaru budou vypadat nejak takto.

Na ultrazvuk zapomen, to je z tolika duvodu pro tvuj ucel nepouzitelne, ze je ani nema vyznam vyjmenovavat.

[Permonik]

Díky, to je informaci.

Takže bys stavěl 3D skener, tedy takový LiDAR, který stojí na místě ?

Ano v podstatě 3D skener ale jen v rovině. Ultrazvuk mám na stole, Laser musím vybrat a objednat.

Mrknu na ten encoder, pokud nepůjdu jinou cestou.

Na tom co píšeš vcelku není žádný problém, tedy kromě váhy té hlavice. Pokud použiješ obyčejný krokový motor, tak na 16 mikrokroků už jsi na těch cca 0,23 °. Při použití převodů (řemen) tak bezvůlové např. HDT by......

Mrknu na řemeny.

Ahoj,
bezvôľové prevody s ozubenými kolesami existujú. Ak ....

nejaké čítanie k tomu je tu:
https://e-konstrukter.cz/novinka/zamysl ... vule-2-dil

To jsem viděl. Ale nejsem si jisty zda najdu hodně prtavy.

Permonik> jaka ma byt dynamika toho scanovani? Jak rychle se bude muset premistovat mezi merenymi body a s jakou celkovou hmotnosti resp. celkovym momentem setrvacnosti na ose pohonu to bude muset hybat? Priblizne.

Dynamika... netuším. Hmotnost by byla do těch 100g, možna 200g, rameno asi 50-70mm. Tady budu limitováný co seženu, než co si definuji (myšleno rychlost).

LittleFS - mrknu na to.

Ale rekl bych, ze cely koncept je scestna myslenka. Kup si za par desitek dolaru na aliku hotovy lidar pozadovane presnosti a dosahu a nemusis nic resit. Lidary jsou delane tak, ze je tam obycejny motor ktery se toci nejakymi vice nebo mene stabilnimi otackami a vlastni mereni se provadi na zaklade pozice enkoderu. Jestli bude stacit arduino netusi

To jsem o těch krokových motorech zaregistroval.

Lidar - mrtvé úhly nejsou problém. Počitám s tím že data budu upravovat, teda použijí jako základ pro další práci

Mrknu na ty LiDARy.

[zverodoktor]

To jsem viděl. Ale nejsem si jisty zda najdu hodně prtavy.

Existujú aj malé, bežne ich nájdeš v mechanizme podávania papiera, či pohybu tlačovej hlavy v tlačiarňach.

[packa]

já nevím a není lepší koupit hotový lidar ? knihovna je pro něj již napsaná https://vi.aliexpress.com/item/10050041 ... Redirect=y

[robokop]

Lidaru je na netu spousta a jsou vcelku povedene za par korun.
Zrovna mam jeden na stole.

[Permonik]

Existujú aj malé, bežne ich nájdeš v mechanizme podávania papiera, či pohybu tlačovej hlavy v tlačiarňach.

A to jsem jednu nedavno vyhodil a řikám jsem se mechanika nebude hodit....

já nevím a není lepší koupit hotový lidar ? knihovna je pro něj již napsaná https://vi.aliexpress.com/item/10050041 ... Redirect=y

Vypadato, že asi jo. Procházel jsem nějaké na netu a vyzkouším.

[Thomeeque]

Existujú aj malé, bežne ich nájdeš v mechanizme podávania papiera, či pohybu tlačovej hlavy v tlačiarňach.

A to jsem jednu nedavno vyhodil a řikám jsem se mechanika nebude hodit....

Já jich nasbíral už aspoň dvacet (v každé tiskárně se najde alespoň pár pěkných kulatin, po těch jdu primárně), nemám to srdce to vyhodit, nepoužil jsem to ještě ani jednou Zkus zazvonit u sousedů, je velká šance, že nějakou inkousovku na vyhození taky vyhrabou

já nevím a není lepší koupit hotový lidar ? knihovna je pro něj již napsaná https://vi.aliexpress.com/item/10050041 ... Redirect=y

Jsou k tomu nějaké parametry? Popis v inzerátu je šílený (pouští se do toho zhruba 5V a lezou z toho nějaká data, víc prodejce neví ). Našel jsem parametry jiného, tam se píše "range of 0.120 - 3.50 m and accuracy of ±15.0 mm from 0.120 - 0.499 m and ±5.00% from 0.500 - 3.50 m". To mi přijde docela slabé, jsou nějaké přesnější?

[robokop]

tohle je shit
jsou za cca 2000 v cechech velmi solidni
porovnaval jsem to se sick a data jsou daleko jemnejsi a velmi rychla a dosah asi 10-15m
je ktomu cele SDK s asi 15ti examplama prima integrace do ROS atd...

[packa]

takové rozumné jsou od rplidar : https://rpishop.cz/lidary/6364-rplidar- ... escription
já mám ten levný z ali - dal jsem to synoj na robota a na to to stačí -

[Dawe]

Vypadato, že asi jo. Procházel jsem nějaké na netu a vyzkouším.

Ja myslel, ze cesta je cil a ze to delas hlavne aby ses naucil treba spravne dimenzovat ten pohon. Rozhodne je jednodussi si koupit hotovy lidar, ale moc te to nenauci.