Projektarbete rörelsesimulator (aka HORST Vegas)

Redovisning:

Ja, nu har vi alltså haft våran redovisning, men det väntar vi med till lite senare i detta inlägg. Vi börjar i stället där föregående inlägg slutade, nämligen efter måndagen (alltså ska det nu handla om tisdagen):

Glada i hågen gick vi alla till skolan i tisdags, medvetna om att vi hade hela bygget klart. Nu var det bara att slänga in de sista raderna i programmet (för att koppla ihop vinkeln vi räknat ut med simulatorn) och sen sitta och trimma in simulatorn resten av dagen. Men tro't eller ej, men riktigt så enkelt blev det inte. Det hela kan väl sammanfattas med dessa två bilder:

13:40 - windowsinstallation.

16:40 - windowsinstallation

Tre timmar och ingen förändring, då är det inte svårt att se att vi hade problem. Under en håltimme på förmiddagen hade vi skruvat ihop rubbet så att det bara skulle vara att koda när vi kom till lokalen vid 12. Dock visade det sig att LFS inte längre ville starta på datorn. Det var bara att börja felsöka, vi avinstallerade/ominstallerade allt det kunde vara fel på (directx, visual studio, grafikdrivrutiner m.m.) men inget verkade hjälpa. Till slut tog vi beslutet att installera om (1:a ominstallationen, 13:40). Detta hjälpte dock inte utan samma fel uppstod när den nya installationen var konfigurerad. Hårdvarufel tänkte vi, och rännde iväg efter ny hårdvara:

Den hämtade datorn var min andradator som saknade operativsystem, alltså blev det installation 2 (16:40). Dock hinner vi inte konfigurera klart denna innan vi var tvunga att lämna skolan. Vi hade alltså under tisdagen
inte lyckats producera en enda rad kod, lite surt.

Dock fick vi oss, trots stressen, några roliga stunder under dagen, till exempel när denna skärm mötte oss under windowsinstallationen:

"Du får inte använda följande namn: 'HORST', 'Administratör' eller 'Gäst'". Lite komiskt tyckte vi att det var, tills vi insåg att datornamnet var Horst, och att det var därför.

Nu till det viktiga, dagens (onsdagens) arbete. Det hela började med att vi träffades i skolan alldeles ohemult tidigt (07:30). Idag valde vi att inte ta några chanser utan hade med oss ännu mer hårdvara:

Och tur var väl det, för efter att den nya datornvar färdigkonfigurerad visade den sig ha samma fel (LFS startade inte). Vi visste dock att LFS hade startat innan Visual Studio var installerat, och lyckades därför med hjälp av de bärbara och lite pulande få till det så att vi körde simulatorinterface-programmet och programmeringen på en dator, och LFS på en annan. Här ses Robert pulandes lite med inställningarna, observera inte minst den fina "musmattan" (aka högerben):

När vi var klara med det var det dock dags att börja flytta ut simulatorn (den skulle redovisas i en annan lokal). Här ses simulatorn med mellanramen bortplockad:

Vi monterade sedan ihop simulatorn i ljushallen (där den skulle redovisas). Hela isär- och ihopplockandet gick faktiskt förvånansvärt fort, ungefär en timme tog det från att simulatorn stog hel och fungerande i ena rummet till att den stod hel i det andra. Då hade vi ändå varit tvungna att montera ner den i delar som gick att bära genom 80cm breda dörrar:

Sen började dock det roliga, vid första testkörningen av motorstyrningen efter flytten exploderade (självklart.....) en av FET:arna till bakre motorstyrningen. Detta var dock inget vi hade en chans att åtgärda så det var bara att gilla läget och bara visa en axel:

Utan att lyckas pula ihop något i övrigt så var det dags att stressa iväg och göra vår presentation, och som tur var hade vi i alla fall en film att visa från när båda axlarna fungerade.

Sen begav vi oss åter ut till ljushallen med alla åskådare i följe för att göra en så bra testkörning som möjligt:

Efter lite skruvande så lyckades vi få till så att vi rörde simulatorn frammåt och bakåt med hjälp av Vellemans testmjukvara till IO-kortet, vi hade ju hoppats på att ha något lite bättre att komma med men det var i alla fall ett bevis på att vi hade något som fungerade:

Sen var det dags för lite gruppfoto framför simulatorn, vi ser faktiskt förvånansvärt glada ut, med tanke på omständigheterna :

Sen, bara för att världen ska vara lite jävlig, så lyckades vi redan två timmar efter redovisningen ha igång ett test där vi faktiskt hade en simulator som reagerade på acceleration och broms i spelet:

[edit]Filmen kan även ses på youtube[/edit]

Film på simulatorn kan hittas här. Ludvig var dock lite mesig på gasen/bromsen när detta filmades, så lite mer effekt kan den ge [Edit:]Rörelsen i sidled är det dock bara Daniel som gör, så den är inget att bry sig om[/Edit]. "Algoritmen" för motorstyrningen är också ganska usel just nu, så det finns ganska mycket att hämta där också. Just nu består "algoritmen" nämligen av något i stil med: gasa 50% i rätt riktning tills vi är innom 10° från önskat värde.

Vi passade även på att ta en liten bild på rummet när vi hade plockat ut vårt projekt, och det är först när det inte är där som man inser hur mycket av rummet vi tar upp

Nu är dock simulatorn inplockad i projektrummet igen för fortsatt arbete. Det vi fraför allt planerar att göra (förutom att laga motorstyrningen) är att jobba fram en bättre algoritm för motorstyrningen samt att försöka fixa en bättre utväxling som inte slirar, förslagsvis med kuggremmar.

NicklasG: Precis som Hallon-Terror säger så är det precis det vi gör, ganska onödigt dock för det är tyvärr det lilla hjulet som remmen slirar på.

/OlaJoh

Edit: Filmen har tyvärr varit borttagen under dagen, men ligger nu uppe både på servern och youtube.

kottskrapa: Tack, dock tror jag inte att vi hade orkat göra det här om vi inte hade tänkt på det så mycket innan.

BoneZ87: Vi tänker i alla fall försöka få ihop allt. Förhoppningsvis är problemet med motorstyrningen inte alltför stort, och får vi igång den är vi ju ganska nära färdiga. Sen kommer ju dock alla förbättringar vi vill göra.

gOry: Intressant, utveckla gärna lite. Personligen tycker jag dock att den verkar hålla ihop fint, och om man bortser från kraftöverföringen (som ska bytas ut) verkar prestandan räcka till.

För övrigt har vi bestämt oss för att ta lov nu på påsklovet, så det blir inget byggande den närmaste dryga veckan.

/OlaJoh

Efter ett förlängt påsklov från bygget (p.g.a. uppgifter i andra skolämnen) så har vi nu börjat ta tag i bygget igen. Motorstyrningen är hemma hos Robert igen för en översyn och vi andra ska imorgon bege oss till en skrot för att leta kuggremshjul och remmar. Återkommer med jaktresultat.

Ertan: tack, även om jag måste säga att många seriösa datormoddar här har varit bra mycket proffsigare gjorda.

Whitewiz: Självklart finns det alltid värre komponenter att få tag i, dock var dessa FET:ar ganska lagom i pris/prestanda och ska klara de påfrestningar som är med vissa marginal.

ZecretW: Nu är det i och för sig inte jag som designat motorstyrningen, men som jag har förstått det ska det vara inbyggda backströmsdioder i själva FET:arna.

JuCKe: Tack

gOry: Att skruvdragarna tar stryk är det inget snack om, dock höll de sig svalare än vi hade förväntat oss. Kanske beror de på att de trots allt inte är på så stor del av tiden.

Antonsson: Nu är jag inte så jättepåläst på ämnet, men ska väl försöka sammanfattadet jag vet:
Problemet ligger i när motorn snurrar när den inte förses med ström, motorn fungerar då nämligen som en generator och kan i värsta fall skapa spänningar som ligger över det som komponenterna är designade för. Detta avhjälps genom att man monterar s.k. backströmsdioder som, om spänningsskillnaden mellan polerna överstiger 12v, "jordar" plussidan till plusspolen på batteriet och minussidan till minus på batteriet och därmed förhindrar en högre spänning från att byggas upp.

maDa: Kan hålla med om att motorerna m.m. är lite underdimensionerat. Dock ligger största problemet just nu i kraftöverföringen. Motorerna vi har nu är nämligen kraftiga nog för att få remmarna att slira. Vi ska dock ge oss av på jakt efter alternativ kraftöverföring. Hela altet drivs av ett bilbatteri, det visade sig nämligen vara smidigaste sättet att få ca 12v och det strömuttag vi behöver.

/OlaJoh

Jahapp, då var den dagen förbrukad, och det kom både bra och dåliga saker ur den, vi börjar väl med det dåliga:

Jakten på kraftöverföringsdelar gick åt skogen, skroten hade inga kamremshjul lösa, utan sålde dem bara på hela motorer. Ganska förståligt, med tanke på att motorn blir ganska värdelös när den hamnat 'ur synk'. Lite tråkigt att vi inte tänkte på att ringa och fråga detta i förväg dock.

Motorstyrningen gick det bättre med, efter lite felsökande kom Robert fram till att den nya motorstyrningen (den jag byggt ihop) var helt fel. Den var lödd helt utifrån att jag tittade på den gamla motorstyrningen, något som funkar utmärkt så länge man har exakt samma komponenter. Nu var dock inte det fallet utan vi hade en annan transistor med samma specifikationer som dock var spegelvänd i kapseln, vilket resulterade i fyra felvända transistorer på kortet. Detta är dock åtgärdat nu och förhoppningsvis ska allt fungera som det ska.

Imorgon ska vi återigen montera ihop simulatorn och då är det bara att hålla tummarna för att allting fungerar.

Gorian: Ska jag vara helt ärlig så kommer inte så mycket av den kunskap som krävts för detta bygge från skolan, är väl egentligen bara fysikberäkningarna som grundar sig i skolan.

/OlaJoh

Nu var det dags för en uppdatering igen, och denna nång med lite innehåll i.

Båda motorstyrnigarna fungerar numera utmärkt, vilket har gett oss tid att arbeta på sammankopplingen med spelet. Detta har också inneburit att vi nått en punkt där en video säger mer än tusen bilder, så filmer är vad vi bjuder på i detta inlägg.

Redan i tisdags pulade i ihop en första sammankoppling med spelet. Vi hade då en extremt simpel styrning som helt enkelt gick ut på att vi körde motorerna med konstant PWM (vi valde värden något under 100% för att minska slirandet) åt rätt håll om de inte låg inom 10 grader från önskad position. Resultatet blev såhär:

http://www.youtube.com/watch?v=9G2q2qxjN4E

Simulatorn hamnade då extremt lätt i självsvängning (inte så förvånande) så den var ganska värdelös ur simuleringssynpunkt. Dock visade axeln som roterar i sidled stor potential, man kastades runt ganska fint i simulatorn kan jag meddela.

Igår försökte vi bättre på styralgoritmerna lite, även om de fortfarande är simpla så fungerar de mycket bättre:

http://www.youtube.com/watch?v=aXcPZ2FRfz0

Styralgoritmen delar upp styrningen i tre bitar beroende på hur långt simulatorn befinner sig från önskat värde. Runt det önskade värdet har vi en död zon (+-5 grader), sedan är det en zon där motorstyrkan är en linjär funktion av avståndet från önskat läge (ju längre ifrån desto högre PWM) samt området allt utanför detta där vi kör motorerna för fullt.

För fullt är dock inte 100%PWM utan vi har fortfarande ett lägre värde för att förhindra slirning och självsvängning. Att vi har ett område runt önskat värde där motorstyrkan är väldigt svag gör tyvärr att små förändringar knappt blir märkbara. Hastighet och precision är alltså områden som vi bör kunna förbättra mycket om vi bara kan få till en bättre algoritm. För att kunna göra detta måste vi dock se till att få bättre precision på insignalerna, den 8-bitars A/D-omvandlare vi använder just nu räcker helt enkelt inte. Vi får se hur vi löser detta, om någon har något bra tips på smidiga sätt att få en A/D-omvandlare till datorn med minst 12 bitars eller alternativa vinkelgivare med god precision så är det bara att skrika till.

Ett annat stort problem är fortfarande slirande remmar, och då framför allt i fram-back-led. Vi har tagit kontakt med en firma för att få priser på kuggremmar att ersätta de slirande kilremmarna med.

Om någon är intresserad av att se fler vidor på simulatorn i rörelse finns alla här!.

Avslutningsvis blir det en bild på nytillskottet i projektet, en koltrasthona (artbestämd av en scout) som byggt bo precis utanför projektsalen (så att vi inte kan öppna fönstret). I fredags hade det även tillkommit ett litet ägg.

m3rnel: Är egentligen inte så mycket beräkningar gjorda, vi kollade bara databladet för motorn och letade sedan upp en FET som klarade det med lite marginal.

/OlaJoh

Här hände det grejjer när man vände ryggen till

arse93: Nope, inga volter, den snurrar inte mer än 90 grader åt alla håll. Vi funderade på att göra en som kunde snurra ett helt varv men struntade i det på grund av alla problem som uppstår med sladdarna som måste gå till simulatorn.

MiffOPS: En kärrtorpare, så trevligt! Och jo, lite tråkigt var det ju att den inte funkade på redovisningen, dock ger vi inte upp för det och vi kommer troligtvis att visa den en gång till i ljushallen. Bara att hålla utkik efter lappar om det, skulle tippa på att det blir en måndag om några veckor.

xion_drifter: Jo, känns som om det var på tiden. Att den funkar såpas bra har fått oss i gruppen att bli lite mer taggade på att förbättra den också, så är till och med dubbelt bra

BoneZ87, Ryden: Precis som echo säger så är det krafterna som simuleras, och man trycks en del bakåt när man accelererar i en bil. Sen får man inte glömma att bilen som körs på filmen (den som är direktlänkad) är en F1-bil, och de är GANSKA brutala. Även om utslagen är stora nu så har minskat alla utslag från spelet med 50-75% (vet inte vilken siffra vi körde i dessa videor), så det är ganska rejäla krafter inblandade. Dock är det möjligt att vi minskar utslagen ännu lite mera för att få snabbare respons.

gOry: det stora problemet med cykelkedjor är att för utväxling 1:30. Det minsta drev man kan hitta ligger väl på runt 2 cm i diameter, och det största på ca 15cm. Detta ger en utväxligt på 7,5:1 vilket inte räcker till på långa vägar, och att köra i två steg blir bara krångligt. Lite synd, för annars hade det ju varit så otroligt lätt att fixa.

Echo: Det finns rotationsstopp men de sitter på remmarna, så de hindrar bara simulatorn från att slungas runt om motorerna går bärsärkagång. Om remmen hoppar av finns det dock inget stop, men man sitter i ganska god balans så det är ingen stor fara.

/OlaJoh