Infrarotnavigation zum Finden der Basisstation (Hilfe!)
Hallo Leute!
Ich habe bei einem Projekt ein Problem und nachdem ich nun schon einige Tage daran verbraten habe, dachte ich, ich könnte hier vielleicht ein paar Hilfen/Anregungen bekommen.
Ein paar Bilder zu dem Projekt findet man hier:
http://www.tu-harburg.de/ti6/mitarbe...ery.html#Robot vor allem die oberen drei vier Bilder sollten einen Eindruck vermitteln.
Um das Problem zu beschreiben also zunächst mal eine grobe Übersicht worum es geht:
Meine Aufgabe an dem Projekt ist es, mittels dreier Infrarotdioden eine Navigation zu basteln, so dass der Roboter selbstständig in die Station findet. Das Programm läuft in der Simulation gut, nun muss überlegt werden, wie ich die drei baugleichen Dioden unterscheiden kann.
(In der Simulation haben die Dioden eine ID, das geht in der Wirklichkeit natürlich erstmal nicht so, die wird ja durch die Codierung erst realisiert).
Die Codierung sieht also (momentan) folgendermaßen aus: Ich lasse die Dioden zeitversetzt senden (jeweils nur eine) und zwar mit unterschiedlichen Längen, dadurch kann dann der Empfänger erkennen, welche Diode gerade sendet (z.B. 3ms, 4ms und 5ms mit jeweils Pause dazwischen).
Prinzipiell wird das Signal der Dioden mit 13,2kHz moduliert, damit Störungen unterdrückt werden. Eine Empfängerschaltung liegt auch vor, und bei der fangen die Probleme an. Nur für den Überblick, ich erwarte nicht, dass da jemand tief einsteigt, da ich die auch nicht selber entworfen habe, hier der Schaltplan der Empfängerschaltung:
Bild hier
Der Problemkondensator C15 ist deswegen ein Problemkondensator, weil er zwei gegensätzliche Anforderungen erfüllen muss: Zum einen muss er groß genug sein, damit das Signal am Ausgang der Schaltung bei größeren Entfernungen nicht total verhunzt ist, zum anderen muss er klein genug sein, damit die Zeitkonstante nicht zu groß wird und die Abtastung damit zu gering.
Zufridenstellende Signale bekomme ich nur mit nicht zufriedenstellenden Zeitkonstanten. Das Problem: Wenn die Zeitkonstante groß ist, entlädt sich der Kondensator noch, während der Puls der Sender-LED bereits beendet ist. Solange der Kondensator noch nicht sicher leer ist, darf die nächste LED nicht anfangen zu senden, da die Signalstärke dieser LED dann durch den vorgeladenen Kondensator verfälscht wird. Damit wird ein "Sendezyklus" zu lang, um eine brauchbare Wiederholrate hinzubekommen.
Einige Werte: Die Auf- und Abschwingzeit der Empfängerschaltung liegen zusammen bei ca. 8ms (im schlechtesten Fall) während ich Pulse von 3, 4 und 5ms habe....
So und nach dieser doch recht langen Vorrede kommen wir meinem eigentlichen Problem schon näher: Meine Idee ist nun eine "Entladeschaltung" zu basteln, die in Abwesenheit des Sendepulses den Kondensator C15 gegen GND schaltet, damit dieser sich rucki-zucki entlädt und ich mir damit 5ms Abschwingen erspare.
Nach einigem Probieren bin ich auf die folgende Schaltung gekommen, die an den Punkten A und B in der Empfängerschaltung eingehängt wird:
Bild hier
Punkt A hat einen Gleichanteil von 4,095V und draufgesetzt das 13,2kHz-Signal einer LED (sofern die gerade einstrahlt). Die Schwingungsamplitude liegt je nach Entfernung zwischen 30mV und geht bis hoch auf 4,095V. Punkt B soll durch die Entladeschaltung auf GND gezogen werden, wenn keine LED einstrahlt.
Mein Problem ist nun unter anderem, dass ich nicht weiß, wie ich die Brücke in der Entladeschaltung anklemmen soll, um ein (zunächst einmal pulsierendes) Gleichspannungssignal zu erhalten, da ich ja am Ausgang des OPV nur eine Strippe habe, so wie dargestellt funktioniert das nicht, ich erhalte nur eine Halbwelle der Sinusschwingung, die in meine Schaltung reinkommt.
Nun ist mir vorhin die Idee gekommen, einen Schmitt-Trigger zu verwenden und das Signal dann gleichzurichten, das sollte ja noch gleichmäßiger sein als ein gleichgerichtetes Sinussignal. Aber dazu habe ich noch keine weiteren Überlegungen angestellt.
Jetzt danke ich erstmal allen, die bis hierher durchgelesen haben und ob meiner Erklärungen wahrscheinlich nur Fragezeichen im Gesicht haben. Wenn was nicht klar ist oder ich was vergessen habe zu erwähnen, bitte nachfragen.
Ansonsten die Frage: Wie könnte ich die Brücke anklemmen um das einfallende Sinussignal in ein Gleichspannungssignal umzuwandeln? Habt ihr unter Umständen Ideen, wie ich das ganze auch komplett anders angehen kann?
Vielen Dank schonmal,
Moe
Infrarotnavigation...Problems Continued
Moin Leute!
Ich bins mal wieder. Die Hardware läuft ja nun einigermaßen, da kommen dann halt die Probleme mit der Software.
Ich habe also versucht die LED-Pulse zu erkennen. Mit der Methode der "Pulslängen-Modulation" klappt das schon ganz gut, nun habe ich mal versucht, die "Pausenlängen-Modulation" hinzubekommen. Leider sind dort viele Pulse, die nicht zugeordnet werden können.
Momentan hätt ich mal nur eine Frage: Wie würdet ihr ein Signal auf fallende Flanken untersuchen?
Mein Ansatz ist, jeweils den letzten Messwert mit dem aktuellen Messwert zu vergleichen. Ist der neue Messwert um 100mV kleiner als der alte, wird dies als fallende Flanke interpretiert. Für mich der logischte Ansatz, aber vielleicht hat ja jemand noch eine Idee?
Mein Problem ist u.a., dass die gemessenen Pausenzeiten (bzw. die Zeit fallendeFlanke-fallendeFlanke) nicht den am Oszi dargestellten entsprechen... :-k
als kleines Beispiel der Teil der Flankenerkennung:
Code:
while( !bFallingEdgeDetected )
{
//TODO: TimeOut...
nCurrConvResult = DoADConversion(true, AdcChannel);
if( ((nLastConvResult1 - FALLING_EDGE_TOL) >= nCurrConvResult)
{
bFallingEdgeDetected = true;
}
else
{
//shift last result
nLastConvResult1 = nCurrConvResult;
}
}
Ich danke mal wieder für die (hoffentlich) zahlreichen Impulse.
Grüße
Moe
