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AncÚra un balancing

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Posted 01-09-2014 at 01:05 PM by Emanuele Terrasi
Updated 04-23-2014 at 07:17 AM by Emanuele Terrasi

Ho voluto provare a stabilizzare un pendolo capovolto montato su un semplice carrello a tre ruote.
La Application Note AN964 Microchip offre un approccio abbastanza pratico a questo tipo di problema, anche se non ho capito bene in che modo bisogna intervenire manualmente sul potenziometro n. 5 che regola il setpoint.
Ho fatto un numero di tentativi indecente (figurarsi che ho esaurito l'endurance di un dsPic, cioŤ conserva un programma che non si puÚ piý modificare).
Mantenere inizialmente l'equilibrio sembra facile, ma poi il carrello comincia ad andare avanti e indietro in crescendo e infine il pendolo cade, se tutto il sistema non Ť OK.
Ho messo quattro sensori infrarossi a riflessione: due leggono l'inclinazione del pendolo e gli altri due costituiscono un encoder in quadratura per misurare l'avanzamento del carrello grazie a 4 settori riflettenti direttamente applicati su una ruota motrice.
Questi sensori vengono disturbati dalla luce forte, specie quella solare, e dall'effetto serra delle finestre. Tuttavia non ho messo schermature, per non ostacolare la ripresa video.
L'inclinazione genera una azione correttiva proporzionale + derivativa che agisce sulla tensione che alimenta il motore, tramite il solito pontre H pilotato in PulseWidthModulation LockedAntiPhase a 1 kHz.
Anche l'avanzamento genera una azione proporzionale + derivativa, piý lenta, che si somma alla precedente.
Non c'Ť una esplicita azione integrale perchŤ l'avanzamento Ť giŗ di per sŤ un integrale.
Il dsPic33 del tipo MotorControl contiene lo HardWare adatto sia per generare il PWM che per decodificare l'avanzamento.
Il motore Ť stato selezionato fra alcuni recuperati da vecchi mangianastri e simili, scegliendo quello piý vivace. L'assorbimento di questi motori Ť modesto e la potenza Ť sufficiente (per mantenere l'equilibrio, certamente non per sollevare il pendolo come avviene in altri prototipi). La trasmissone Ť fatta con un O-ring direttamente fra motore e ruota. La batteria Ť una LiPo a due celle con 7,4 volt.
Il pendolo Ť lungo meno di mezzo metro, reggerlo a mano in equilibrio sarebbe possibile ma non facile. Sta appoggiato sulle punte di due viti autofilettanti, con attrito zero e con un piccolo gioco di assestamento che viene compensato dal sistema di regolazione sopra descritto.
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