Komponenten eines AMR

Dieser Artikel beschäftigt sich mit den Komponenten eines AMR (autonomer mobiler Roboter) auf Basis eines 1:10 Modellfahrzeugs.

Hardware-Komponenten

Fernbedienungsempfänger

Diese Beschreibung beschränkt sich zunächst auf dem Fernbedienungsempfänger Futaba F143F 50MHz FM. Nichtsdestotrotz können die hier enthaltene Informationen auf andere Empfänger für die gleiche Anwendung übertragen werden.

Der Fernbedienungsempfänger empfängt die Radiosignale der Fernbedienung und gibt Steuersignale zum Lenkservo und Fahrtenregler ab.

Anschlüsse

Die Stromversorgung des Empfängers erfolgt über den Fahrtenregler, der wiederum die Versorgung von Fahrakku entnimmt. Gemessen ist ein Versorgungspegel von 6V.

Die Versorgung des Empfängers kann auch über den BAT- oder B/C-Anschluss erfolgen. Zu beachten ist, dass die Masse- und Versorgungsanschlüsse jeweils über alle Steckplätze kurzgeschlossen sind. An den Anschlüssen CH1 - CH3 können 3 Ausgänge angeschlossen werden. Hier werden der Fahrtenregler an CH1 und der Lenkservo an CH3 angeschlossen.

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  Skizze des Fernbedienungs-empfängers Futaba F143F

Lenk-Signal

Das Lenksignal wird als PWM-Signal vom Empfänger an dem Lenkservo gegeben. Das Signal ist wie folgend beschaffen:

Parameter	Wert
Amplitude	3 V
Periodendauer	18,50 ms
Frequenz	54 Hz
Pulsweite Lenkung 0-Position	1,52 ms
Tastgrad Lenkung 0-Position	8,22%
Pulsweite Lenkung Rechts	1,10 ms
Tastgrad Lenkung Rechts	5,94%
Pulsweite Lenkung Links	1,92 ms
Tastgrad Lenkung Links	10,38%

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  Periodendauer des PWM-Lenksignals

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  Amplitudenmessung des PWM-Lenksignals

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  Pulsweite bei Lenkwinkel = 0

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  Pulsweite bei Rechtsauschlag

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  Pulsweite bei Linksauschlag

Gas-Signal

Ähnlich wie das Lenksignal wird das Gassignal in einem PWM-Signal moduliert. Das Signal hat folgende Eigenschaften:

Parameter	Wert
Amplitude	2,7 V
Periodendauer	18,50 ms
Frequenz	54 Hz
Pulsweite bei Pedal 0-Position	1,50 ms
Tastgrad Pedal 0-Position	8,11 %
Pulsweite Vollgas Vorwärts	1,93 ms
Tastgrad Vollgas Vorwärts	10,43 %
Pulsweite Vollgas Rückwärts	1,11 ms
Tastgrad Vollgas Rückwärts	6 %

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  Periodendauer des PWM-Gassignals

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  Amplitudenmessung des PWM-Gassignals

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  Pulsweite bei Pedalstellung = 0

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  Pulsweite bei Vollgas in Vorwärtsrichtung

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  Pulsweite bei Vollgas in Rückwärtsrichtung

Signalschwankungen

Die oben dargestellten Pulsbreiten der Signale schwanken bei konstanter Betätigung der Fernbedienung um ca. 65µs.

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  Schwankung der Pulsbreite der Fernbedienungssignale

Lenkservo

Pin	Farbe		Funktion
1		Braun	GND
2		Rot	Vcc
3		Weiß	PWM-Eingang

Fahrtenregler

Pin	Farbe		Funktion
1		Schwarz	GND
2		Rot	Vcc
3		Weiß	PWM-Eingang

Motor

Anschlüsse

Der Motor verfügt über zwei Anschlüsse. Der erste Anschluss dient zur Steuerung der drei Phasen des Motors A, B und C seitens des Fahrtenregler. Da diese Leitungen hohe Ströme führen, ist äußerste Vorsicht bei der Umgang mit denen geboten. Der zweite Anschluss ist der Sensoranschluss. Hier überträgt der Motor der Stand der Phasen an dem Fahrtenregler weiter, um genaue Ansteuerung zu ermöglichen.

Hall-Sensor

Der Sensoranschluss des Motors wird in Form eines 6-poligen ZH-Buchse mit Rastermaß 1,5mm bereitgestellt. Die Signale sind wie folgend belegt:

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  Hall-Sensor-Anschluss

Pin	Farbe		Funktion
1		Schwarz	GND
2		Orange	Phase A
3		Weiß	Phase B
4		Grün	Phase C
5		Blau	NC
6		Rot	NC

Bei etwa der maximalen Geschwindigkeit ergeben sich Motorphasen der Periodendauer von ca. 10,2ms. Die Mindestzeit zwischen zwei Flanker der Hall-Phasen beträgt dabei ca. 1,5ms. Weitere Informationen zu Geschwindigkeitsermittlung durch die Hall-Signale sind verfügbar unter: Signalverarbeitung und Geschwindigkeitsermittlung

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  Hall-Signale des Motors bei maximaler Geschwindigkeit