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Projekt: Starre Lenkung und elektronische Stabilisierung

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Beitrag Verfasst am: 21.08.2007, 12:44   Projekt: Starre Lenkung und elektronische Stabilisierung Antworten mit Zitat
Hallo RC-Motorradfriends!

Ich möchte euch hier gerne mein Projekt vorstellen: Ich besitze ein älteres Cross-Motorrad von Graupner. Die Lenkgeometrie ist ähnlich wie Nuova Faor/Thunder Tiger, die Anlenkung aber durch Gewichtsverlagerung wie Kyosho. Von der Stabilität her geht das System nicht schlecht, aber erstens kann man das Motorrad nicht extrem schnell "umlegen" in S-Kurven, zweitens gefällt mir das freizappelnde Vorderrad nicht so und drittens reizt mich das Besondere.

Darum habe ich ein Projekt gestartet: Die Lenkung soll starr sein, direkt mit dem Servo verbunden, und die Stabilisierung rein elektronisch. Ich habe dann zuerst die Gabelbrücke nach vorne gedreht, es sieht so aus wie echt. Dann ein direktes Lenkgestänge montiert. Dann habe ich mich in die Programmierung von Microcontrollern eingelesen und eine Elektronik zusammengelötet. Die Herzstück ist ein Piezo-Drehratensensor, wie er zur Bildstabilisierung in hochwertigen Kameras eingesetzt wird. Der Microcontroller liest das Signal vom Sensor, sowie Lenkservosignal vom Empfänger, verarbeitet die Informationen gemäss Programm und gibt das umgearbeitete Signal ans Lenkservo.

Die ganze Elektronik ist in einem wasserfesten Alu-Gehäuschen untergebracht, herausgeführt sind die Programmierschnittstelle und RS-232 Datenausgang zum Anschluss an den Laptop.

Die Gestaltung des Programms ist natürlich das schwierigste... was schon jeder kleine Junge beim Radfahren so selbstverständlich macht ist für den Chip eine echte Herausforderung. Hier ins Detail zu gehen würde den Rahmen des Berichtchens sprengen, aber ich kann euch sagen, ich habe mit meinen ganzen Physikkenntnissen, 20 Jahren Modellbauerfahrung und der Hilfe von drei Freunden, die Ingenieure sind tagelang und wochenlang darüber gebrütet.
Nach vielen Versuchen bin ich jetzt nach gut einem Jahr in der 17. Programmversion so weit, dass das Motorrad ohne Stützräder frei fährt und dabei auch lenkbar ist. Sicher gibt es noch Verbesserungmöglichkeiten, jede Polizeistreife würde meinen Fahrer sofort zur Alkoholkontrolle auffordern, aber immerhin, er fährt schon mal, wenn auch noch etwas "betrunken"...

Warum die Mühen, denkt ihr euch vielleicht, wenn es doch den ARX_540 gibt... Na ja, wie gesagt, mich reizt halt das Besondere, Tüfteln, die Idee der starren Anlenkung, und ohne versteckte mechanische Hilfsmittel wie Schwungrad oder so auszukommen. Falls jemand Interesse an Bildern oder sonst Fragen hat, scheut euch nicht in die Tasten zu hauen!

Viele Grüsse aus der Schweiz, Lus
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Beitrag Verfasst am: 21.08.2007, 19:19   Antworten mit Zitat
Hallo lus,
Willkommen auf dem Forum!
Dein Projekt hört sich sehr spannend an. Bei welchen Fahrgeschwindigkeiten hast du deine Regelung getestet?
Ich habe auch ein elektrisches Crossbike von Graupner/Kyosho und mir Gedanken gemacht wie ich es stabilisieren könnte ohne das Speichenrad zu verschandeln.
Mit Piezokreiseln habe ich mich bisher nur in Form eines Heading Hold-Kreisels für mein Leaning-Rider-Projekt beschäftigt, wo es aber nicht so sehr wie bei dir auf die Regelgeschwindigkeit ankommt. Welchen MC verwendest du? Ich habe hier 3 hochwertige 3-achs Piezo-Sensoren rumliegen, die nach einem Projekt übriggeblieben sind und die nur darauf warten verwurstet zu werden, allerdings fehlt mir die Zeit mich mit Microcontrollern auseinanderzusetzen. Vielleicht könnten wir uns da austauschen... Zwinkern
Da ich inzwischen Gefallen am RC-Motorradfahren und nicht nur -konstruieren gefunden habe, komme ich kaum noch dazu meine Robotik-Projekte voranzutreiben. Da wartet z.B ein ferngesteuerter Snowboarder, der von der Mechanik her schon fertig konstruiert ist, auf das passende "Hirn".
Zeig mal ein paar Bilder oder ein Fahrvideo - ich bin echt gespannt!
Gruß,
Hugo
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Beitrag Verfasst am: 21.08.2007, 22:08   Antworten mit Zitat
Hallo

Atmega8, progrmmiert mit Hilfe von Bascom. Gilt als Anfängerfreundlich, Assy zu lernen war mir zu freakig... Lachen Wenn ich vorsichtig fahre und nicht zu wild an der Lenkung fummle, kann ich ab etwa knapp Schritttempo, vielleicht so 4km/h, und hoch bis etwa 20km/h stabil fahren, schneller geht mit meinem "Materialfreundlichen Testmotor" nicht, das kommt dann später.

Eine Eigenheit des Programms soll es sein, ohne Geschwindigkeitsinfo auszukommen. Ist natürlich schwierig, weil es so bei höheren Geschwindigkeiten zum Flattern neigt, weil es dann natürlich heftiger auf Korrekturen reagiert. Die Grundidee ist, Resultate vorangegangener Korrekturen mit in die Rechnung einzubeziehen, und so zu ermitteln ob sie zu schwach oder zu stark waren. Im Moment rechnet das Programm alle 20ms (Servoframe) aus den Werten der vergangenen 25 Korrekturen und deren Resultat eine Prognose für das Verhalten während der nächsten 100ms, und greift dementsprechen ins Geschehen ein.

Zum Motorrad muss ich sagen: Es ist ein sehr schönes Modell, ich habe die Elektroversion & noch einen Verbrenner als Ersatzteilspender. Leider ist es dem wirklichen Fahrbetrieb nicht gewachsen, und ich sehe mich gezwungen, viele Umbauten zu machen, auch wenn die Originalsubstanz leiden wird.

Z.B. Öldämpfer hinten (Rad hüpft schon jetzt), Rahmen verstärken, Sturzbügel, Drehpunkt der Schwinge mit Kettenritzeldrehpunkt in Deckung bringen (wegen Kettenspannung), dickere Kette sowieso, auch denke ich nicht, dass die originale Schwinge Sprüngen gewachsen ist usw.

Werde mir überlegen wenn möglich möglichst viele Originalteile nicht umzubauen, sondern zu ersetzen, dann hätte ich einen grossen Haufen unverbastelter Originalteile ev. auch zu verhökern bei Interesse.

Bilder werde ich in einem anderen Forum einstellen, wo man sie direkt posten kann, und dann den Link eingeben, aber erst nach dem Weekend!
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Beitrag Verfasst am: 21.08.2007, 22:55   Antworten mit Zitat
Als Versuchsträger ist das alte Crossbike meiner Meinung nach zu schade. Obwohl ich meine Klassiker auch nicht schone, finde ich, dass ein FM-1e oder Ricky-Chassis hier viel geeigneter wäre. Alleine wenn du die Zeit berücksichtigst, die es braucht das ganze beanspruchungsgerecht zu verbessern lohnt es sich schon.
Ich hätte eine (zerlegte, teilmodifizierte) Ricky übrig, zu einem sehr günstigen Kurs, da sich meine Ambitionen auf die 1:5er Bikes foccusieren...
Der Fuzzy-Logic-Ansatz deiner Regelung macht Sinn...
Die RC-Bike Profis fahren heutzutage alle mit großen Servowegen um den großen Trägheitsmomenten bei hohen Geschwindigkeiten beizukommen.
Bei dem Kyosho-Geländemotorrad steigen die Beharrungsmomente der Räder aufgrund der relativ leichten Kunststofffelgen nicht so stark an, wie bei den aktuellen Straßen-Bikes.
Keine Ahnung inwieweit die sich aufbauenden Trägheitsmomente des Vorder- und Hinterrades und lenkausschlagbedingte Kippmomente am Vorderrad bei deiner Regelung eine Rolle spielen, aber ich gehe mal davon aus, dass du das richtig abgebildet hast.
Evtl. wäre eine Erhöhung der Vorderradmasse hilfreich. (aber das ist jetzt nur Spinnerei, da hört die konkrete Ingenieursvorstellungskraft bei mir auf Zwinkern )
Auf jeden Fall ist alle Theorie grau, ich bin total gespannt auf ein Video!!
Hugo
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