Chassis zusammenbauen

[Moppi]

Hallo,

ich habe mehrere Optische Sensoren (Reflexion).
Aus Platzgründen wollte ich jetzt, mittig, nur einen verbauen, der auf den Boden
gerichtet ist. So Suche ich jetzt nach einem Befestigungspunkt, wofür ich
noch Änderungen am Chassis vornehmen möchte. Ich habe diese Sensoren
noch nie verwendet, einzustellen sind die aber. Ich möchte den Sensor nicht so
nah über dem Boden installieren müssen. Ich frage mich aber, ob so 2 bis 3cm
vielleicht zu viel sind, oder ob das trotzdem gute Ergebnisse bringt. Es kommt
ja drauf an, was man damit tun will, denke ich:

- Einer schwarzen Linie auf einem weißen Blatt Papier folgen.
- Bodenbelagsänderungen erkennen (Teppich, Schwellen, Laminat)

Vielleicht weiß das jemand hier, ob das in dem Abstand funktionieren könnte
sonst müsste ich das erst ausprobieren.






MfG

[inka]

Hallo,
ich habe alle diese Sensoren in einem Abstand von 5 - 10mm vom Boden entfernt, dort funktionieren sie auf den Kontrast ws/sw gut, bei 2cm wird's unschärfer, also ungenauer. Man kann sie analog wie digital auswerten, musst ausprobieren...

[Moppi]

bei 2cm wird's unschärfer, also ungenauer

Das habe ich befürchtet. Die Frage wäre, wie groß diese Unschärfe ist. Wird sie zu groß, ist das Ergebnis unbrauchbar.
Aber wenn Du weißt, dass die auf 1cm gut funktionieren, dann nehme ich 1cm.
Bei 5mm bleibt der Sensor u.U. an einer Teppichkante hängen.

Danke!


MfG


- - - Aktualisiert - - -

Ich habe einen Punkt gefunden. Da kommt der Sensor in eine Linie mit der Radachse und ist so weit geschützt, da kann er etwas tiefer über den Boden liegen (7mm).

[Rabenauge]

Schwarz für uns ist nicht unbedingt schwarz für so nen Sensor!
Und: auch weiss kann für die Dinger "schwarz" sein.
Daher kommts drauf an, woraus deine Linie besteht.
Ich empfehle: probier das vorher aus, diese Teile kann man einfach mal an nen Arduino stöpseln, mit Kabel, und herumexperimentieren.

[inka]

Schwarz für uns ist nicht unbedingt schwarz für so nen Sensor!
Und: auch weiss kann für die Dinger "schwarz" sein.
Daher kommts drauf an, woraus deine Linie besteht.
Ich empfehle: probier das vorher aus, diese Teile kann man einfach mal an nen Arduino stöpseln, mit Kabel, und herumexperimentieren.

genau, ich habe zum testen einen streifen elektroisolierband auf weiss papierblatt aufgeklebt...

[oberallgeier]

.. wenn Du weißt, dass die auf 1cm gut funktionieren, dann nehme ich 1cm ..

Zwei Fragen.

Erste Frage:
Was für ein Sensor GENAU ist auf diesen Platinen verbaut? Kennt Ihr dazu das Datenblatt? Ich vermute, dass es Sharp-IR-Sensoren sind in dieser Art (klick). Die aber haben einen "Mindestabstand" unter dem das Signal als nicht gültig definiert werden müsste. Wenn der Mindestabstand unterschritten wird, fällt die Signalantwort rapide uns simuliert einen zu kleinen Abstand.

Zweite Frage (eher ne Feststellung):
Soweit ich es an euren Bilder sehe, stehen die Sensoren (ich vermute, s.o., Sensoren wie im Link oben referenziert) schräg nach vorne. Ihr sprecht aber von einem Abstand des Sensors ÜBER der BODENFLÄCHE. Das ist dann nicht der Messabstand - denn der Lichtstrahl geht schräg - entsprechend trifft der Messfleck schräg auf den Boden. BTW: bei schräg auftreffendem Meßstrahl traue ich den Sharpsensoren nicht wirklich.
Anmerkung: ich hatte mal den Messfleck von Sharps fotografiert und hier im Forum gezeigt.
Übrigens fahre ich mit meinem WALL R, bzw. hier und hier, mit IR-Sensoren eigener Produktion aus einer simplen IR-Diode und einem Empfänger wie er für IR-Fernsteuerungen der Unterhaltungselektronik üblich ist. Die LED wird mit 36 kHz gepulst und deren duty cycle gewobbelt - siehe z.B. hier.

[inka]

meines Wissens nach sind es normale IR sende und Empfangsdioden und sie sollten - ist bei mir zumindest so - senkrecht auf den Boden zeigen. Ich habe teilweise auch noch eine "Abschirmung" zwischen die Dioden gepackt, war aber nicht zwingend erforderlich. Bei mir haben sich diese chinesischen teile als sehr unproblematisch gezeigt...

[Moppi]

@oberallgeier

Das ist ein tcrt5000, Infrarotsensor / Abstandsmessung

Soweit ich es an euren Bilder sehe, stehen die Sensoren (ich vermute, s.o., Sensoren wie im Link oben referenziert) schräg nach vorne.

Es ist schräg von oben fotografiert, damit man es auf dem 2D-Bild besser erkennen kann.
Der Sensor wird 90° zur Oberfläche stehen.


MfG

[oberallgeier]

Hallo inka und Moppi,

danke für die Typangabe.

Na gut, bei 10 mm Abstand ist ja dann das Signal nur noch 10 % vom Maximum. Die gleiche Signalstärke, 10 %, auch bei ca. 0,3 mm.

Wenn ich (ja ja, ich weiß, ungefragt) da an meine ähnlichen Aufbauten denke, dann kommt gleich meine eigene Erfahrung auf, dass diese Systeme bei mir teilweise recht empfindlich auf Fremdlicht bzw. Reflexionen reagiert hatten. Abgesehen von Rabenauges Hinweis auf die völlig andere Farbempfindlichkeit (besser Albedo) der reflektierenden, zu messenden Flächen, also deren Relative Spectral Sensitivity. Beispiel hier - Seite 5, links oben. Dumm nur dass im Datenblatt dazu KEIN Diagramm angegeben ist. Was war bei mir z.B. die Auswirkung: der WALL E fährt mal dichter und mal viel weniger dicht an die Wänder heran, je nachdem mit welcher WEISSEN FARBE der Raum/die Wand gestrichen ist.

[Klebwax]

meines Wissens nach sind es normale IR sende und Empfangsdioden

Genau so ist es. Sie sind halt nur in ein gemeinsames Gehäuse gesteckt. Die Sendediode beleuchtet den Boden mit IR-Licht. Und die Photodiode bzw. der Phototransistor misst, wieviel Licht zurückkommt. Die beiden Teile kann man auch einzeln auf eine Platine setzen. Wenn zuwenig Licht zurückkommt, weil der beleuchtete Gegenstand zu weit weg ist, kann man den Strom durch die LED erhöhen oder mehrere LEDs verwenden. Je weiter weg der beleuchtete Gegenstand ist, desto weniger wird zurückgeworfen und desto weniger wird deutlich, ob der beleuchtete Gegenstand grau oder schwarz-weiß gestreift ist. Man kann nicht erkennen, ob etwas weiß und weit weg oder grau und nahe dran ist. Außerdem misst der natürlich auch Streulicht und das auch im sichtbaren, wenn es nur hell genug ist. Mit dem Regler auf dem Board wird eine Schwelle eingestellt, mit der man schwarz und weiß unterscheidet.

Wenn man am Phototransistor direkt abgreift und auf einen ADC geht, kann man diesen Schwellwert auch in Software machen. Dazu sollte man aber einen Impedanzwandler zwischen schalten, da ein Phototransistor zu hochohmig für einen typischen µC ADC ist. Man kann das Modul auch versorgen und mit dem Scope die Spannung über dem Phototransistor ansehen. Dann bewegt man das Teil mal über verschiedene Oberflächen und kann ein Gefühl dafür entwickeln, wie es reagiert. Aber am Ende ist es nur ein ganz dummes lichtempfindliches Bauteil und liefert nicht mehr Informationen als ein guter alter Belichtungsmesser.

Aus Platzgründen wollte ich jetzt, mittig, nur einen verbauen, der auf den Boden gerichtet ist.

Das funktioniert natürlich nicht. Solange der Sensor den Streifen erkennt ist alles gut. Gerät er aber aus der Mitte, ist nicht klar, ob der Bot zu weit links oder zu weit rechts fährt. Ein Bit an Information ergibt nur ein Bit am Ausgang, zum lenken brauch ich aber mindestens zwei, links, rechts und geradeaus. Und selbst wenn ich zwei digitale Sensoren habe, habe ich nur vier mögliche Werte. Da macht es auch keinen Sinn, darauf ein neuronales Netz anzusetzen, es kann nur vier Ergebnisse geben.

Eigentlich müsste man eine Reihe von Phototransistoren unter dem Bot anbringen. Dazu noch ein paar LEDs als Beleuchtung. Dann könnte man erkennen, wo der Streifen gerade ist und ob überhaupt einer da ist. Dann kann man eine Steuerung programmieren, die sauber reagiert. Da Platinen beim freundlichen Chinesen kaum noch was kosten, ist das eine recht einfache Sache.

In Wirklichkeit ruft das Problem aber nach einer Kamera, so wie sie auch in jeder Computermaus drin ist. Dann kann ich nicht nur erkennen, wo der Streifen ist, sondern auch in welche Richtung er zeigt und noch besser darauf reagieren. Nun wird einem niemand eine Kamera bauen, die statt Bewegungen, wie in einer Maus, eine Linie erkennt. Aber mit einer Arducam oder einem Pi mit Kamera könnte man das auch mit Hobbymitteln hinbekommen.

MfG Klebwax