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+ | <note important> | ||
+ | **Abschließende Bewertung Felix** | ||
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+ | Die Einleitung und die Herleitung der Winkel mit den entsprechenden Skizzen sind super...\\ | ||
+ | ... allerdings ist das leider nur ein kleiner Teil dessen, was Abgedeckt werden sollte. | ||
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+ | Deshalb mit viel Gnade noch ein "**Befriedigend mit Abstrichen**" | ||
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======Projektdokumentation====== | ======Projektdokumentation====== | ||
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Kleines Video von Luxos kleine Schwester Luci: [[https://youtu.be/dPnp3uZqJPc]]\\ | Kleines Video von Luxos kleine Schwester Luci: [[https://youtu.be/dPnp3uZqJPc]]\\ | ||
Paar Artikel zur Gestaltung und infos zur Luci : [[http://www.kobalt-it.de/Luci]] und [[http://makezine.com/2015/08/25/pixar-robotic-desk-lamp/]] | Paar Artikel zur Gestaltung und infos zur Luci : [[http://www.kobalt-it.de/Luci]] und [[http://makezine.com/2015/08/25/pixar-robotic-desk-lamp/]] | ||
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==== Methoden/Umsetzung ==== | ==== Methoden/Umsetzung ==== | ||
===Baugruppen=== | ===Baugruppen=== | ||
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[Platzhalter] [!!!] | [Platzhalter] [!!!] | ||
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==== Detaillösungen ==== | ==== Detaillösungen ==== | ||
[Hinweis zum Inhalt:] | [Hinweis zum Inhalt:] | ||
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oder bemaßte Pläne des Aufbaus] | oder bemaßte Pläne des Aufbaus] | ||
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====Aufgabenteile==== | ====Aufgabenteile==== | ||
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1. Um sich nicht über seine mechanischen Grenzen zu bewegen, | 1. Um sich nicht über seine mechanischen Grenzen zu bewegen, | ||
- | 2. Um seine Haltung entsprechend der Position des Gesichts zu korrigieren (siehe Reaktionskonzept). | + | 2. Um seine Haltung entsprechend der Position des Gesichts zu korrigieren. |
Die mechanischen Begrenzungen sind zunächst die maximalen und minimalen Anstellwinkel beider Armsegmente. Beim oberen Armsegment haben wir diese nicht weiter modifiziert, sie sind also noch identisch mit denen auf dem Datenblatt des Herstellers. Beim unteren Segment haben wir an beiden Enden Einschränkungen vorgenommen: Der Arm steht maximal fast senkrecht zum Boden, kann aber nicht in eine „Rückenlage“ gelangen. Grund dafür ist, dass der Arm nur durch die Schwerkraft und eine kleine Feder nach unten gezogen wird, während die Getriebemotoren den Arm nur nach oben ziehen können (nicht aber nach unten drücken). Aus der „Rückenlage“ würde Luxo also alleine nicht wieder herauskommen. Nach unten haben wir den Winkel auf etwa 20° zum Boden begrenzt, da die benötigte Motorkraft immer mehr zunimmt, je mehr der Arm waagerecht steht. Theoretisch hätten die Motoren wahrscheinlich genug Kraft, doch sicherheitshalber wollten wir sie nicht überlasten. | Die mechanischen Begrenzungen sind zunächst die maximalen und minimalen Anstellwinkel beider Armsegmente. Beim oberen Armsegment haben wir diese nicht weiter modifiziert, sie sind also noch identisch mit denen auf dem Datenblatt des Herstellers. Beim unteren Segment haben wir an beiden Enden Einschränkungen vorgenommen: Der Arm steht maximal fast senkrecht zum Boden, kann aber nicht in eine „Rückenlage“ gelangen. Grund dafür ist, dass der Arm nur durch die Schwerkraft und eine kleine Feder nach unten gezogen wird, während die Getriebemotoren den Arm nur nach oben ziehen können (nicht aber nach unten drücken). Aus der „Rückenlage“ würde Luxo also alleine nicht wieder herauskommen. Nach unten haben wir den Winkel auf etwa 20° zum Boden begrenzt, da die benötigte Motorkraft immer mehr zunimmt, je mehr der Arm waagerecht steht. Theoretisch hätten die Motoren wahrscheinlich genug Kraft, doch sicherheitshalber wollten wir sie nicht überlasten. | ||
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Unter der Näherung, dass der Radius der aufgewickelten Sehne konstant bleibt, ist nun die Anzahl der Umdrehungen direkt proportional zur Länge der Sehne. Der letzte Schritt zur Umrechnung in die Winkel ist nun der Kosinussatz. Er stellt in einem beliebigen Dreieck den Bezug zwischen den drei Seitenlängen und einem Winkel her: | Unter der Näherung, dass der Radius der aufgewickelten Sehne konstant bleibt, ist nun die Anzahl der Umdrehungen direkt proportional zur Länge der Sehne. Der letzte Schritt zur Umrechnung in die Winkel ist nun der Kosinussatz. Er stellt in einem beliebigen Dreieck den Bezug zwischen den drei Seitenlängen und einem Winkel her: | ||
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+ | {{ :projektesose2016:luxo:ks.png?direct&400 |}} | ||
Zur Veranschaulichung hier eine Skizze der Dreiecke an Luxos Arm: | Zur Veranschaulichung hier eine Skizze der Dreiecke an Luxos Arm: | ||
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Empirisch haben wir bestimmt, dass der Motor für die 16,6 cm Sehnenlängendifferenz 6,705 Umdrehungen benötigt. Wenn man nun c in Abhängigkeit von den Umdrehungen schreibt, erhält man: | Empirisch haben wir bestimmt, dass der Motor für die 16,6 cm Sehnenlängendifferenz 6,705 Umdrehungen benötigt. Wenn man nun c in Abhängigkeit von den Umdrehungen schreibt, erhält man: | ||
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+ | {{ :projektesose2016:luxo:beta.png?direct&500 |}} | ||
Analog gilt für den Winkel α am unteren Armsegment: | Analog gilt für den Winkel α am unteren Armsegment: | ||
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+ | {{ :projektesose2016:luxo:alpha.png?direct&400 |}} | ||
(Im Code muss jedoch noch beachtet werden, dass der Arcuscosinus keinen Winkel in Grad liefert, sondern im Bogenmaß.) | (Im Code muss jedoch noch beachtet werden, dass der Arcuscosinus keinen Winkel in Grad liefert, sondern im Bogenmaß.) | ||
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Neben den mechanischen Grenzen spielen die Winkel auch eine Rolle bei der Reaktion auf die Position des Gesichts. Um auf Augenhöhe des Gesichts zu gelangen, muss Luxo wissen, ob er seinen Kopf geneigt hält oder nicht. Dabei spielt nicht nur der V-Servo eine Rolle, sondern auch die Winkel am Arm. Denn die Armsegmente sind keine perfekten Parallelogramme, sodass sich die Haltung des Kopfes auch mit der Bewegung des Arms ändert. Empirisch haben wir folgenden Zusammenhang festgestellt: | Neben den mechanischen Grenzen spielen die Winkel auch eine Rolle bei der Reaktion auf die Position des Gesichts. Um auf Augenhöhe des Gesichts zu gelangen, muss Luxo wissen, ob er seinen Kopf geneigt hält oder nicht. Dabei spielt nicht nur der V-Servo eine Rolle, sondern auch die Winkel am Arm. Denn die Armsegmente sind keine perfekten Parallelogramme, sodass sich die Haltung des Kopfes auch mit der Bewegung des Arms ändert. Empirisch haben wir folgenden Zusammenhang festgestellt: | ||
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+ | {{ :projektesose2016:luxo:kappa.png?direct&300 |}} | ||
===Montage der Lampe === | ===Montage der Lampe === | ||
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Servo- und Webcammontage am Kopf | Servo- und Webcammontage am Kopf | ||
- | {{:projektesose2016:luxo:20160622_163056_hdr.jpg?300|}} {{:projektesose2016:luxo:20160622_163121_hdr.jpg?300|}} {{:projektesose2016:luxo:20160630_135934_hdr.jpg?300|}} {{:projektesose2016:luxo:20160630_135959_hdr.jpg?300|}} | + | {{:projektesose2016:luxo:20160622_163056_hdr.jpg?400|}} |
+ | {{:projektesose2016:luxo:20160622_163121_hdr.jpg?400|}} | ||
+ | {{:projektesose2016:luxo:20160630_135934_hdr.jpg?400|}} | ||
+ | {{:projektesose2016:luxo:20160630_135959_hdr.jpg?400|}} | ||
Sehnenmontage (Winkelstück am Ellenbogen für Winkeldifferenz, Befestigung a.d. Motoren)\\ | Sehnenmontage (Winkelstück am Ellenbogen für Winkeldifferenz, Befestigung a.d. Motoren)\\ | ||
- | {{:projektesose2016:luxo:20160608_164428_hdr.jpg?300|}} {{:projektesose2016:luxo:20160714_181022_hdr.jpg?300|}} | + | {{:projektesose2016:luxo:20160608_164428_hdr.jpg?400|}} |
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Endmontage (Bodenplatte, Kabelfixierung, Limit-schrauben, Arduino)\\ | Endmontage (Bodenplatte, Kabelfixierung, Limit-schrauben, Arduino)\\ | ||
- | {{:projektesose2016:luxo:20160629_160033_hdr.jpg?300|}} {{:projektesose2016:luxo:20160630_135918_hdr.jpg?300|}} | + | {{:projektesose2016:luxo:20160629_160033_hdr.jpg?400|}} |
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===Coding=== | ===Coding=== | ||
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{{:projektesose2016:luxo:team:programmcode.zip|}} | {{:projektesose2016:luxo:team:programmcode.zip|}} | ||
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====Specsheet==== | ====Specsheet==== | ||
===Liste der verwendeten Bauteile=== | ===Liste der verwendeten Bauteile=== | ||
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| Pin 10 | Servo V Pin (Kopf) | | | Pin 10 | Servo V Pin (Kopf) | | ||
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- | ==== Fazit ==== | + | ===== Fazit ===== |
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