Aufbau

Die Festplatte wird total auseinander genommen. Außer dem Gehäuse wird für den HD-Bot selbst nichts weiter davon verwendet. Einige Kleinteile wie z.B. die starken Permanentmagente sollte man natürlich trotzdem aufheben.

Als Räder für den HD-Bot kommen Ballonreifen aus dem Flugzeugmodellbau mit einem Durchmesser von 75mm zum Einsatz. Um die Räder mit den Servos zu verbinden, wird ein 4-flügeliges Servo Steuerhorn (liegt dem Modellbau Servo bei) mit 2 M3x20mm Schrauben am Rad befestigt. Die Löcher des Steuerhorns werden dazu mit der Bohrmaschine geweitet.

Das komplizierteste Teil des Chassis sind die beiden Servo Halterungen. Die Halterung besteht aus einem Alu Winkel (1,5mm dick, 23,5mm Schenkellänge), den es als Meterware im Baumarkt zu kaufen gibt. Die Länge der Halterung beträgt 70mm, der Ausschnitt für den Servo 40mm.

Der Servo wird mit 4 Schrauben M3x10 mit der Servohalterung verschraubt. Dann die Räder zunächst provisorisch nur aufgesteckt.

Damit die Servo Halterungen plan auf dem Festplattengehäuse aufliegen, wird das Gehäuse noch mit einem Stück Sperrholz von 5mm Dicke unterfüttert. Dann werden die Löcher für die Servo Halterungen auf dem Sperrholzplatte markiert und anschließend gebort. Mit jeweils 4 Schrauben M3x16 werden die Servohalterungen mit dem Chassis verschraubt.

Damit der Roboter nicht umkippt benötigt er noch ein Stützrad ohne Antrieb. Dazu wird eine Möbelrolle (Höhe 55mm) aus dem Baumarkt verwendet. Auch hier wird mit einem Stück auf 5mm starkem Sperrholz eine plane Auflage geschaffen. Das Stützrad wird mit 4 Schrauben M3x16 mit dem Chassis verschraubt.

Probefahrt

Schon kann das Roboter Fahrgestell einer Probefahrt unterzogen werden. Da die gehackten Servos keine Elektronik zur Ansteurung benötigen, kann man die Servos direkt an eine Spannungsquelle angeschlossen werden. 4 Mignonzellen sollten dafür ausreichen. Man muß nur bedenken, einen der beiden Servos verpolt anzuschliessen, sonst fährt der Roboter nur im Kreis.

Stückliste

Konzept

Der HD-Bot ist durch seine modulare Bauform zur Prototypen Entwicklung von Sensor Modulen gedacht. Die eingesetzten Module lassen sich leicht gegen andere austauschen, da alle Module die gleiche Platinengröße haben und die gleichen Steckverbinder verwenden.

Blockschaltbild

Antrieb:

Der Antrieb besteht aus 2 gehackten Servos. Die komplette Servo Elektronik ist dabei außer Betrieb genommen. der Servo Motor wird direkt über eine Gleichspannung angetrieben. Auf eine Motorbrücke werde ich zunächst verzichten, ein einfacher Leistungstransistor oder eine Relais sollte genügen. Damit besitzt der HD-Bot auch keinen Rückwärtsgang, er kennt nur vorwärts und Stop. Rechts und links drehen erfolgt durch abschalten eines Motors.

Sensoren:

An Sensoren soll der HD-Bot einmal im Endausbau über ein Paar Liniensensoren, Lichtsensoren, und Kollisionsdetektoren verfügen. Da immer nur ein Sensorpaar die Motoren steuern kann, erfolgt die Anwahl der Sensoren über DIP Schalter
und einen Analog Multiplexer. Über einen weiteren Wechselschalter können die Sensoren die Motoren über Kreuz (linker Sensor steuert rechten Motor, rechter Sensor steuert linken Motor) oder direkt ansteuern. Somit können verschieden Verhalten (z.B. Motte = Lichtfolger, oder Kakerlake = Lichtflüchter) realisiert werden

Technische Daten Top-line Standard Servo Rs 2 Jr:

• Abm.: (L x B x H) 41 x 20 x 42 mm
• Stecksystem: JR
• Getriebe: Kunststoff Typ: 1
• Stell-Zeit bei 4,8 V: 0.19 s
• Stell-Zeit bei 6 V: 0.17 s
• Stell-Moment bei 4,8 V: 32 Ncm
• Stell-Moment bei 6 V: 35 Ncm Gewicht: 39.2 g

Quelle Conrad

Durchführung

1. Zuerst muß man den Servo öffnen um an seine Innereien heranzukommen. Dazu löst man die 4 Schrauben an der Unterseite. Dann läßt sich der untere Teil mit der Elektronik abnehmen und der obere Teil mit dem Getriebe.

2. Das Getriebe hat einen mechanischen Anschlag (siehe obiges Bild) , der entfernt werden muß. Das geht ganz einfach mit einem Seitenschneider. Unter dem Zahnrad rechts außen befinden sich 2 Schrauben, mit denen der Motor an das Gehäuse befestigt ist. Diese werden ebenfalls entfernt.

3. Die Elektronikplatine läßt sich einfach mit einem kleinen Schraubendreher aus dem Gehäuse hebeln. 3 Drähte gehen noch in das innere im Gehäuse zu einem Potentiometer, das mit einem der Zahnräder verbunden ist. Die Drähte kneifen wir einfach ab. Das Poti wird ebenfalls entfernt, durch einen Druck auf die Potiachse läßt es sich herausdrücken.

4. Auch die 3 Anschlußdrähte, die nach außen führen werden einfach abgelötet. Sie werden später an anderer Stelle wieder angelötet. Die Servoelektronik ist recht simpel, man erkennt den Servo Controller IC (2611D) und 2 Transistoren, die eine Halbbrücke bilden. Es bieten sich 3 Möglichkeiten an wie man die bestehende Elektronik weiter nutzen kann.

• Die Servoelektronik wird beibehalten, und lediglich das Feedback Poti durch 2 Festwiderstände ersetzt. Diese Modifikation wird z.B. beim BoeBot angewandt. Eine genaue Steuerung ist mit dieser Methode kaum möglich
• Der Servo IC außer Betrieb genommen, und nur die Motorbrücke zur Ansteuerung weiterverwendet. Leider wird bei dem verwendeten Billigservo nor eine Halbbrücke verwendet.
• Man ersetzt die komplette Elektronik und verwendet nur Motor und Getriebe. In diesem Fall wird dann eine neue Motorbrücke benötigt. Man ist damit am flexibelsten, und kann den Motor mit PWM ansteuern

Deshalb habe ich mich hier für die 3. Möglichkeit entschieden.

5. um die gesamte Elektronik außer Betrieb zu nehmen, müssen lediglich die 2 Leiterbahnen vom Motor zur Elektronik durchtrennt werden. Die beiden SMD Kondensatoren dienen zur Entstörung des Motors und sollten deshalb beibehalten werden.

6. Zum Schluß wird das Anschlußkabel des Servos wieder angelötet. Das rote und das gelbe Kabel werden an die beiden Motoranschlüsse gelötet. Das schwarze Kabel wie vorher auch an GND. Das war es auch schon. Nachdem man das Getriebe und das Gehäuse wieder zusammengebaiut hat, sieht alles wieder so aus wie vorher. Mit dem kleinen Unterschied, das jetzt nich mehr ein Servo Signal zur ansteuerung benötigt wird, sondern eine Gleichspannung (am roten und gelben Kabel). Je höher die Spannung, desto schneller dreht der Motor. Polt man die Gleichspannung um, läuft der Motor in die andere Richtung.
Thats it.

Weitere Arbeiten

• Einbau eines Optoreflexkopler zur Odometrie
• Aufbau der Motorbrücke

Weblinks:

• Conrad Artikel Standard Servo RS 2 JR
• Datenblatt zum 2611D Servo IC
• Seattle Robotics – Servo Hack
• Seattle Robotics – Futaba Servo mod for PWM
• Roboternetz Thread – Servo-Hack
• Noetic – Hacking the GWS PicoBB Servo
• Quadrature Encoder in a Servo
• Portland Robotics – Quadrature Encoder in a Servo