outdoor I

[Rabenauge]

Ich benutze keine Bibliothek für das bisschen Ultraschall- das kann man zu Fuss auch machen:

void pingVorne()// ******************** Vorn nach Hindernissen suchen **************************************
{
  delay(100);                            // ggf, alte Echos abklingen lassen, die halbe Zeit reicht auch
  digitalWrite(triggerVorne, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(triggerVorne, HIGH);     //Trigger Impuls 10 µs
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(triggerVorne, LOW);      //Messung starten
  long laufZeit = pulseIn(echoVorne, HIGH,maxEntfernung); // Echo-Zeit messen, aber nicht zu lange warten
  float messung=laufZeit/ 58.2;         //Laufzeit in cm umrechnen
  entfernungVorne = ((entfernungVorneAlt*0.2)+(messung*0.8)); // Ergebnis glätten
  if(entfernungVorne==0)                // das gibts nicht, also muss die Bahn frei sein
    {
      entfernungVorne=120;
    } 
  entfernungVorneAlt=entfernungVorne;
  Serial.print("Vorne: ");
  Serial.print(entfernungVorne);
  Serial.println(" cm");
}

Wie steuerst du deine Motoren an- mit PWM?
Die läuft nämlich weiter, auch wenn in der Zwischenzeit andere Dinge erledigt werden.
Wenn du an einen Pin PWM(soundso) schickst, läuft die dort so lange, bis was anderes gesagt wird...

Ebenso Servo-Impulse- du kannst einem Servo ne Soll-Position senden, und schon andere Dinge tun, bevor es die erreicht-das funktioniert.
Man muss aber aufpassen: die Servo-Bibliothek verträgt sich nich unbedingt mit jeder anderen- beispielsweise gibt es Probleme mit programmierbaren LED's..das hängt mit den Timern zusammen.

In meinem (unfertigen) Test-Unterprogramm läuft das so ab:
-es wird vorn und hinten "gepingt"
-anhand der zurückgelieferten Distanzen wird die mögliche Geschwindigkeit festgelegt (je näher Hindernis, desto langsamer), und dann wird der berechnete Wert für die Geschwindigkeit ans eigetliche Fahrprogramm übergeben, also ungefähr so:

SpeedVorgabe=255;
fahreGeradeaus(); // das ist das eigentliche Fahrprogramm

Das Fahrprogramm nutzt dann diese Speed-Vorgabe als "Sollwert"- regelt aber nach Bedarf da noch selber dran herum.
Anschliessend schickt es die berechneten PWM-Werte an den Motortreiber.
Da sich die PWM nicht ändert (bis sie, beim nächsten Aufruf des Fahrprogrammes ggf, geändert _wird), fährt der locker und flüssig vor sich hin...
Hier gehts von vorne los:
Hauptprogramm ruft
Test-Unterprogramm, das ruft
Ping-Unterprogramm, berechnet anhand dessen Antwort die Soll-Geschwindigkeit, und schickt die zum
Fahrprogramm
und so weiter.

Das Ganze läuft _nicht_ über die Timer-Funktion einige Beiträge weiter oben, aber der läuft trotzdem im Hintergrund (wird im Hauptprogramm bei jedem Zyklus aufgerufen), der löst dann Zusatzaufgaben aus wie ab und an den Akku-Füllstand überprüfen usw.

Du kannst das ausprobieren: schick mal eine PWM an irgendeinen geeigneten Pin (an den du _irgendwas_ hängst, was dir auch anzeigt, dass die PWM weiter läuft, es geht schon mit ner LED+Vorwiderstand), und lass den Rechner danach mit delay(1000) einfach warten.
Du wirst sehen: das delay() beeinflusst die PWM _nicht!
Genauso kannst du in der Zeit irgendwelche Sensoren abfragen oder so- das juckt die PWM nicht, die läuft und läuft...

[Moppi]

Ja, das mit PWM ist wohl die einzige Möglichkeit, einen sauberen Gleichlauf der Stepper hinzubekommen.

Ansonsten ist doch ein ESP32 vorhanden: https://www.elektormagazine.de/magaz...ktor-138/56969

Sind immer dieselben Probleme, unter Nutzung nur einer CPU.


Für die Steuerung des Fahrgestells kann auch ein Arduino NANO verwendet werden. Kommandos kann dem per serieller Schnittstelle schicken (oder andere, die frei sind). Ultraschall und andere Sachen können mit dem ESP32 oder dem MEGA parallel zum NANO abgearbeitet werden.



MfG

[inka]

hallo Rabenauge,
ich wollte mal ausprobieren ob Deine pingversion schneller ist als die mit der ping-lib...

Ich benutze keine Bibliothek für das bisschen Ultraschall- das kann man zu Fuss auch machen:

void pingVorne()// ******************** Vorn nach Hindernissen suchen **************************************
{
  delay(100);                            // ggf, alte Echos abklingen lassen, die halbe Zeit reicht auch
  digitalWrite(triggerVorne, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(triggerVorne, HIGH);     //Trigger Impuls 10 µs
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(triggerVorne, LOW);      //Messung starten
  long laufZeit = pulseIn(echoVorne, HIGH,maxEntfernung); // Echo-Zeit messen, aber nicht zu lange warten
  float messung=laufZeit/ 58.2;         //Laufzeit in cm umrechnen
  entfernungVorne = ((entfernungVorneAlt*0.2)+(messung*0.8)); // Ergebnis glätten
  if(entfernungVorne==0)                // das gibts nicht, also muss die Bahn frei sein
    {
      entfernungVorne=120;
    } 
  entfernungVorneAlt=entfernungVorne;
  Serial.print("Vorne: ");
  Serial.print(entfernungVorne);
  Serial.println(" cm");
}

habe es an meine hardwareverhältnisse angepasst, das sieht dann so aus:

#include "Arduino.h"


#define TRIGGER_PIN_RECHTS  2
#define ECHO_PIN_RECHTS   3
#define MAX_DISTANCE_RECHTS 200 //400

uint16_t distanz_rechts;
uint16_t distanz_rechts_alt;

void setup()
{
  Serial.begin(115200);

}

void loop()
{
  ping_rechts();

}


void ping_rechts()// ******************** rechts nach hindernissen suchen **************************************
{
  delay(100);                            // ggf, alte Echos abklingen lassen, die halbe Zeit reicht auch
  digitalWrite(TRIGGER_PIN_RECHTS, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIGGER_PIN_RECHTS, HIGH);     //Trigger Impuls 10 µs
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIGGER_PIN_RECHTS, LOW);      //Messung starten
  long lauf_zeit = pulseIn(ECHO_PIN_RECHTS, HIGH, MAX_DISTANCE_RECHTS); // Echo-Zeit messen, aber nicht zu lange warten
  float messung = lauf_zeit / 58.2;      //Laufzeit in cm umrechnen
  distanz_rechts = ((distanz_rechts_alt * 0.2) + (messung * 0.8)); // Ergebnis glätten
  if (distanz_rechts == 0)             // das gibts nicht, also muss die Bahn frei sein
  {
    distanz_rechts = 120;
  }
  distanz_rechts_alt = distanz_rechts;
  Serial.print("distanz rechts: ");
  Serial.print(distanz_rechts);
  Serial.println(" cm");
}

die printausgabe ist: 120 / 24 / 4 und das wiederholt sich....

[inka]

habe unter den beispielen in der ping-lib etwas durchaus interessantes gefunden. Ein beispiel für drei sensoren, macht einen recht einfachen eindruck:

#include <NewPing.h>

#define SONAR_NUM 3      // Number of sensors.
#define MAX_DISTANCE 200 // Maximum distance (in cm) to ping.

NewPing sonar[SONAR_NUM] = {   // Sensor object array.
  NewPing(2, 3, MAX_DISTANCE), // Each sensor's trigger pin, echo pin, and max distance to ping. 
  NewPing(4, 5, MAX_DISTANCE), 
  NewPing(8, 9, MAX_DISTANCE)
};

void setup() {
  Serial.begin(115200); // Open serial monitor at 115200 baud to see ping results.
}

void loop() { 
  for (uint8_t i = 0; i < SONAR_NUM; i++) { // Loop through each sensor and display results.
    delay(50); // Wait 50ms between pings (about 20 pings/sec). 29ms should be the shortest delay between pings.
    Serial.print(i);
    Serial.print(" = ");
    Serial.print(sonar[i].ping_cm());
    Serial.print(" cm ");
  }
  Serial.println();
}

[Rabenauge]

Hm- wenns funktioniert....ich hatte mal bei anderer Gelegenheit die NewPing probiert, war aber keineswegs von begeistert.
Aber ich weiss nicht mehr genau, was war....

Mein Code ist _nicht_ auf Speed optimert: du kannst z.B. das anfängliche delay noch deutlich runtersetzen (musst du mal rechnen, wie weit die Dinger maximal kommen können, dann kommst du mit der Schallgeschwindigkeit auf den Wert, den du evtl brauchst)- oder du lässt es ganz weg- im Freien wirst du eher keine solchen wilden Echos haben.
Die Ansteuerung muss so-laut Datenblatt.
Man könnte versuchen, den Triger auch kürzer anzusteuern- vielleicht klappts, vieleicht nicht.
Auch die maxDistance kann man an die konkreten Anforderungen anpassen, wenn man die verkürzt, spart man auch Zeit, da pulseIn() blockierend ist (das wartet einfach bis entweder das Timeout abgelaufen ist oder was rein kommt).

Den letzten Rest kann man bei der Umrechnung rausholen, indem man auf die Fliesskomma-Berechnung verzichtet, und das so umbaut, dass die nicht mehr nötig ist.

[Moppi]

Guten Morgen,

welche Abfragezeit wird denn benötigt, wie schnell wird das Ergebnis benötigt, wie sicher soll es sein? Danach sollte sich dann die Sensor-Auswahl richten. So einen US-Wandler kann man nur in bestimmten Intervallen abfragen, nicht unendlich schnell. Beim SRF05 habe ich eine Angabe von min. 50ms im Netz gefunden, als Zeit zwischen den einzelnen Messungen. An anderer Stelle ist die Rede von 65ms.


MfG

[inka]

welche Abfragezeit wird denn benötigt, wie schnell wird das Ergebnis benötigt, wie sicher soll es sein? Danach sollte sich dann die Sensor-Auswahl richten. So einen US-Wandler kann man nur in bestimmten Intervallen abfragen, nicht unendlich schnell. Beim SRF05 habe ich eine Angabe von min. 50ms im Netz gefunden, als Zeit zwischen den einzelnen Messungen. An anderer Stelle ist die Rede von 65ms.

das sind alles fragen mit denen ich mich bis dato nicht beschäftigen musste. Weder bei den gelben DC-getriebemotoren (weil PWM) noch bei den kleineren Schrittmotoren mit ihren ansteuerungsmodulen. Es lief einfach in der standareinstellung, man musste nur einstellen unterhalb welcher entfernung der arduino einschreiten musste...

die 3sensor geschichte von newping verbessert das verhalten bei den NEMA steppern etwas, trotzdem sind aussetzer der Stepper spürbar (und hörbar). Vielleicht muss ich die pulseIn besser "verteilen", die Sensoren zwar mit der 3sensor einstellung aber einzeln abfragen. Mal sehen...

Mein Code ist _nicht_ auf Speed optimert: du kannst z.B. das anfängliche delay noch deutlich runtersetzen (musst du mal rechnen, wie weit die Dinger maximal kommen können, dann kommst du mit der Schallgeschwindigkeit auf den Wert, den du evtl brauchst)- oder du lässt es ganz weg- im Freien wirst du eher keine solchen wilden Echos haben.

das war klar, allerdings hatte ich den eindruck, dass die von mir abgeänderte version gar nicht ging, weil sich die drei werte ständig wiederholt haben, egal wie gross die entfernung des hindernisses zum sensor war

[Moppi]

Mit dem pulseIn() ist es wie mit dem delay(). Das kannst Du auch zu Fuß machen (pulseIn ist einfacher zu handhaben).

Brainstorming (keine Ahnung ob das schon 100% so richtig wäre, bloß wegen der Vorgehensweise):

1. Auf der ECHO-Leitung auf High warten.
2. micros() - Mikrosekunden auslesen.
3. Auf der ECHO-Leitung auf High warten.
4. micros() - Mikrosekunden auslesen.
5. Den ersten vom zweiten Mikros-Wert subtrahieren.

Wenn der Code schnell genug durchläuft (also genügend Durchläufe pro Sekunde schafft) sollten auch diese dann so ermittelten Werte gut genug sein. Voraussetzung ist natürlich, dass keine andere Stelle im Code Hänger verursacht.

Wegen den Steppern nochmal:

Ich will nicht dazu verleiten, andere Hardware einzusetzen. Aber die Steuerung der einzelnen Schritte geschieht doch im Mikrosekundenbereich. Sobald es dort, z.B. über eine halbe Millisekunde (oder weniger), zu Verzögerungen - zwischen den einzelnen Schritten - kommt, merkst Du das u.U., eben daran, dass es nicht gleichmäßig läuft. Deshalb würde ich die Motoren unabhängig steuern.
Wenn ich an einem NANO (z.B.) vier Pins zur Steuerung der Motoren festlege, kann ich mit HIGH oder LOW, auf jedem der Pins, einen Motor aus- oder einschalten. Der NANO muss nur diese vier Leitungen überwachen und würde in loop() einfach nur die Stepper bedienen, damit laufen die dann absolut gleichmäßig. Es würde auch ein 328P in Minimalbeschaltung ausreichen: Quartz und 2 Kondensatoren.

Ob Softwarelösungen per AccelStepper-Lib oder was auch immer da genau so gute Ergebnisse liefern, dazu vermag ich kein Urteil abzugeben, weil ich das noch nicht benutzt habe. Wäre auszuprobieren.
Kommt drauf an, wieviel Software auf den MEGA bzw. den ESP32 zum Laufen kommen soll, wenn da mehrmals irgendwie Interrupts ausgelöst werden, um 3 oder 4 verschiedene Dinge zu steuern, könnten die ISRs sich auch gegenseitig in die Quere kommen. Wenn das Projekt etwas ausladender wird, kommt da sicher mehr als nur 4 Stepper ansteuern und zwei US-Wandler bedienen zusammen. Und zu anderen (Multithreading / Multitasking) hat HaWe auch schon viel geschrieben. Das würde ich mir dann auch mal anschauen.

Muss am Ende jeder selber wissen, wie er es macht.


MfG