Aniž bych se chtěl někoho dotknout, tak vidím věc takto: Rozdíl mezi obyčejnými koníčkáři, jako jsou letečtí modeláři a neobyčejnými konstruktéry robotů je tento: Zeptáte - li se modeláře co je třeba aby mu letadlo letělo řekne vám - Motor, regulátor otáček, RC přijímač a RC vysílač. Zaptáte-li se robotika co potřebuje robot aby jel tak pravděpodobně dostanete odpověď - Poslat data na sběrnici. ;-(
Neboli v česku jsou stavitelé robotů především programátoři, které cokoliv co není na monitoru otravuje a reálný svět je otravuje nejvíce, protože z něho pochází akorát tak vybité baterky, hlad, žízeň a šum v datech z čidel.
Snažím se neupadnout do této izolace od reality (východisko z nouze, protože moje programování je prachmizerné). Takže se nestydím za to, že vyrábím analogovou elektroniku a vymýšlím cesty které tu ještě nikdy nebyly jako je Trávoměr, nebo Stereofonní ultrazvuk.
Předposlední nápad z mé dílny je řízení motorů bez snímání otáček, který jsem nazval BackEMF můstek, neboli vědečtěji a anglicky Back EMF H-Bridge.
Informace pro neinformované: Mobilní robot je počitač na kolečkách. Kolečky hýbají motory, motory řídí polovodičový obvod zvaný H-Můstek neboli H-Bridge, skládající se ze 4 výkonových tranzistorů a další pomocné elektroniky. Robot když jede musí svůj pohyb regulovat (aby si mohl ujetou vzdálenost "odškrtnout na mapě" a tudíž věděl, aspoň přibližně, kde je). Aby robot věděl kam jede musí mít snímače otáček motorů. Zabudovávání snímačů otáček do robotu je složité, navíc je dobré mít motory s hřídelí vyvedenou na obě strany, které se těžko shánějí atd. Tedy snímání otáček je nutné, ale snímače "jsou otrava". Nejlepší by bylo aby člověk připojil motorky z rozbitého čínského autíčka ke krabici s elektronikou a měl robota.
Lze se obejít bez snímání otáček? Lze a letečtí modeláří to vědí už dávno, protože používají BLDC motory. BLDC - Brush Less Direct Current motor - je stejnosměrný motor, který je udělaný jako střídavý třífázový motor, aby se rozočil musí mít střídač - v modelářské terminologii regulátor, střídač musí vědět v jaké poloze je motor aby věděl kdy má přepnout napětí do vinutí motorů, proto regulátor vždy na zlomek sekundy vypne a snímá napětí, které motor generuje. Tak pozná v jaké poloze je kotva motoru a kdy přepnout vinutí.
Napětí které motor generuje se nazývá Back EMF - a v česku se kdysi v 50 letech používal pojem protielektromotorická síla neboli zkráceně protiemsa. Napětí samozřejmě generují i kartáčové motory, i rozotočený motorek z čínského autíčka, takže i pro ně lze použít napětí rotujícího motoru jako informaci o jeho otáčkách. Motor je sám sobě čidlem, připojíme dva drátky ke krabičce a robot jede.
Na obrázku vidíte jak to vypadá - napětí snímané na motoru obsahuje mnoho šumu (červená) proto se musí počitat klouzavé průměry (zelená) které dávají mnohem lepší představu o otáčkách. Napětí na motoru může řídící procesor v robotu měřit a podle toho jednak regulovat otáčky a jednak hrubě plánovat trasu - řešení za pár kaček - využívá analogově digitálních převodníků, které jsou dneska v každém procesoru a často jenom zahálí.
Samozřejmě, že nejsem první kdo si této možnosti všiml. ZDE je krásný článek o experimentování s Back EMF ZDE a je dokonce úplný návod jak postavit modelářský regulátor / střídač.
Protože si myslím, že jsem čtenářky už opět unavil a navíc - Tragédie za bílého dne !!! Agáta Hanychová je těhotná !!! Tak už radši zase končím a konstrukční detaily probereme někdy příště.