1. Encoder

Die verwendeten Fischertechnikmotoren haben einige Nachteile für den Einsatz im bestehenden Malroboter. Sie benötigen sehr viel Bauraum und sind deutlich schwerer als die bestehenden kleinen Motoren mit Schneckenantrieb des Malroboters.

Zum Einsatz im Malroboter und der Verbesserung der Regelung könnte ein Encoder an der Motorwelle angebracht werden. Hierfür kommen sogenannte „angular magnetic encoder IC’s“ in Frage, bei welchen ein mehrpoliger Rundmagnet auf der Motorwelle befestigt wird und gegenüber ein Hall-Sensor IC befestigt wird. Damit lässt sich mit überschaubarem Aufwand ein Encoder nachrüsten und zusätzlich die Encoderauflösung deutlich steigern, da die Encoder IC’s üblicherweise 10-14 Bit Positionsauflösung verfügen (siehe z. B. AM4096Q von RLS). Die höhere Auflösung würde auch der Regelung zu Gute kommen.

Quelle: http://www.sensorsportal.com/HTML/DIGEST/april_06/Rotary_Encoder_IC_PR.gif

Ein weiterer kritischer Punkt ist die Integrierung der notwendigen Software in den bestehenden FT32 Code. Da mehrere Tasks für die Regelung und der Auswertung der Encoder benötigt werden, ist eine Integration in die bestehende FT32 Software nicht ohne weiteres durchzuführen, da der ESP32 damit überfordert ist. 

2. Mechanik

Beim derzeitigen Aufbau des Roboters werden ausschließlich Teile von Fischertechnik verwendet. Dies sollte in Zukunft überdacht werden. Es wäre sinnvoll, die Achsen des Fahrzeuges durch stabilere Achsen zu ersetzen. Es scheint, dass die Fischertechnik-Achsen dem Gewicht des Roboters nicht gewachsen sind, trotz einer deutlichen Gewichtsreduktion unsererseits. Die geringe Biegesteifigkeit der Achsen führt zu einem Sturz an beiden Rädern, der Vergleich von linker und rechter Seite ist in den nachfolgenden Abbildungen zu sehen:

Radsturz links                                                                                                            Radsturz rechts

Es ist deutlich zu erkennen, dass der Sturz auf der rechten Fahrzeugseite deutlich größer ist. Dies ist eine zusätzliche Fehlerquelle, die den Geradeauslauf erschwert. Es ist daher sinnvoll, die bestehenden Achsen durch biegesteifere Alternativen zu ersetzen.

Ein weiteres Problem stellen die Zahnräder dar, welche in diesem Roboter verwendet werden. Es gibt ein relativ großes Zahnradspiel, welches von den Encodern nicht erfasst werden kann und somit die Regelung der beiden Räder/Motoren zusätzlich erschwert. Wir empfehlen daher für das nächste Fahrzeugkonzept eigene Zahnräder mit geringerem Spiel zu verwenden oder gänzlich auf die Zahradübersetzung zu verzichten.