Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[MichaelM]

Hallo,
ich habe gerade einen Test mit einer großen Schleife im Garten gemacht. Die Schaltung funktionierte bis ca. 400m². Bei größeren Schleifen (getestet bis ca. 1500m²) habe ich nur in ca. 8m zum Draht Empfang. Ich werde deshalb falls die Sache mal spruchreif werden sollte eine neue Schaltung entwickeln, die ca. 20 bis 50A auf den Draht gibt. Dann sollte es keine Probleme mehr geben. Die Empfindlichkeit lässt nämlich bei Höhenunterschieden oder Neigung nach. Da es in unserem Garten jedoch einen Höhenunterschied von ca. 8m und eine Steigung von 42° (nicht Prozent!) gibt muss das auch berücksichtigt werden.
Gruß,
Michael

[Lunarman]

ähhh... wieviel A? Wieviel Volt?

[MichaelM]

Hallo,
in meinem Post sind keine Tippfeheler enthalten.
Gruß,
Michael

[Lunarman]

Okay... wieviel Volt kommen denn auf die Schleife? 5? Ich muss niemandem hier erklären, dass 1000 - 2500 Watt unproportional viel im Verhältnis zum eigentlichen Rasenmäher is...

[MichaelM]

Hallo,
wie kommst du auf solche Leistungen? 1000W hat vielleicht der Rasenmäher wenn gerade der Blitz einschlägt. Fast alle Induktionsschleifen die ich kenne haben nur einen Leiterabstand von max. 5 bis 8m, was einem Abstand von 2,5 bis 4m entspricht. Der Draht wird dazu Kammförmig ausgelegt und der Empfänger bekommt in der Mitte sogar von 2 Seiten das Signal. Wenn ich nun größere Distanzen überbrücken möchte (50m Abstand zw. den Drähten) muss ich mit dem Strom bzw. der Windungszahl hoch. Ein steilerer Impuls würde evtl. auch helfen, wird aber schwierig. Ich könnte mich natürlich auch mit der jetzigen Schaltung begnügen und kammförmig auslegen, oder die Schleifenfunktion anderweitig übertragen, z. B. Funk, (gänzlich ignorieren ist nicht gut...). Funk hätte auch den Vorteil dass man nicht die Steuersignale über die Schleife übertragen muss. Ich brauche jetzt erstmal ein paar Formeln zum Rechen. Nochmal zur Leistung: Da die Impulse sehr kurz sind, ist gemittelt auch nur wenig Leistung nötig. Wie gesagt muss die Sache erstmal Spruchreif werden, ich Zeit haben und ich mich für eine Lösung entscheiden.

Übrigens:
Ursprünglich war die Schleife zum Entlangfahren gedacht für andere Anwendungen. Das mit dem Rasenmähen kam nur durch meinen Vater, als er meinte dass der ferngesteuerte Rasenmäher eigentlich auch selbst fahren könnte...

Gruß,
Michel

[Lunarman]

jaaaa... da hab ich mich um ne ganze stelle verrechnet!
Das ist peinlich.


zum Entlangfahren isses natürlich auch gut.

[jguethe]

Hi,
habe gestern die Sensorschaltung von CHristian H. ausprobiert unter folgenden Bedingungen:
Generator
ca. 5-10 Hz (schwankt, wenn ich etwas mit der Pulsbreite spiele)
Netzteil: 12-15V 8 A !!!(Universal-Notebook-Netzteil von Conrad).
Spannung geht ohne Vorwiderstand direkt auf die Schleife
Zusätzlich mit 10000µF gepuffert
kann man offenbar bei diesem Netzteil auch weglassen

Schleife: im Garten 100m ausgelegt.
Der maximal mögliche Abstand (innerhalb) zur Schleife beträgt etwa 6m.
Sensorschaltung- wie gesagt - von Christian H.
Spule: Relaisspule 900 Ohm aus 24V-Relais, oder ca 270 OHM aus 12V-Relais, geht beides. Auch meine auf Ferritkern selbst gewickelte Spule funktioniert.
Den 2. OP habe ich zur Anzeige mit LED nachgeschaltet wie im Schaltplan angegeben.

Ergebnis:
Spannung an der Schleife bricht kaum zusammen. Mit Osci - Tastkopf an D des ILR3803 stelle ich ganz steile Flanken fest. Wie breit ich den Impuls auch mache, der ILR3803 wird nicht einmal handwarm; die dort verbratene Verlustleistung ist äußerst gering. Ich habe die Schleife schon mit 16V betrieben; der Impulsstrom müsste bei Schleifen-R von etwa 2,6 OHM also über 5 A liegen.
Sensationelle Empfindlichkeit. Überall, an jedem Punkt im Gelände blinkt die LED im Takt der Generatorfreqenz. Selbst in einer Höhe von 1,50 - 2 m (innerhalb) ist das Signal überall sicher zu empfangen.

Direkt über dem Draht, kein Signal
Ausserhalb ist das Signal wieder da, jedoch mit deutlich geringerer Empfindlichkeit; in 1,50 m Höhe kann ich das Signal nicht empfangen. Ich muss den Sensor weiter nach unten bringen.

Wenn ich den Sensor auf normale Arbeitshöhe bringe (ca. 5- 10 cm ber Boden), scheint das Signal fast zu stark zu sein.

Deshalb habe ich am Generator die Spannung über 100 OHM/5W auf die Schleife gegeben und nach dem Widerstand ein C von 10000 µF nach GND gelegt. Die Empfindlicheit ist - erwartungsgemäß - deutlich geringer.


Mit der Schmitt-Trigger -Ergänzung - wie von Christian H in Wiki beschrieben, ist es mir im "Labor" nur bedingt gelungen, die Signale aussen und innen zu trennen. Wenn es einigermaßsen funktionierte, war die Empfindlichkeit aber dahin. Die Einstellung der Potis ist schwierig. Ich vermute, dass ich zu dicht an der Signalquelle bin (Generator, Sensor, Osci uw. stehen zu eng bei einander). Selbst meine Schreibtischlampe (Leuchtstoffröhre) und mein Standardnetzgerät versursachen poduzieren störende Signale.
Das habe ich noch nicht im Garten ausprobiert; soll heute folgen.

Übrigens: Die Anzeige mit meiner Testschaltung reagiert auch auf andere Frequenzen relativ empfindlich (Handy, Drahtlos-Telefon im Haus, Signale werden noch bei etwa 50cm Abstand erkannt.
Meine Testschaltung baue ich auf Lochrasterplatinen von 9 x 5 cm auf. Mit dieser Einheit teste ich im Garten. Wenn ich die Platine mit der Spule mit mäßiger Geschwindigkeut um 90 Grad drehe wird, auch im Freigelände im Garten (ohne aktiven Generator) eine Spannung induziert.
Eine Frage an die Experten: Ist das möglicherweise der Erdmagnetismus, der hier durch die Bewegung einen Strom induziert. Meine Anzeige-LED leuchtet bei jeder Drehbewegung wenigstens deutlich auf. Ich werde das mal auf dem Golfplatz testen. Wenn's dort auch so ist, kann es wohl nur der Erdmagnetismus sein.

Als nächstes werde ich versuchen, die Signale innen und aussen sauber auseinander zu halten. Hier sehe ich noch Schwierigkeiten. Mit dem Osci müsste ich am Ausgang des OP's ein unterschiedliches Signal (aussen und innen) erkennen können. Dies ist mir - wie gesagt - noch nicht richtig gelungen.

Gruss an alle RasenRobo-Freaks
jguethe

[Christian H]

Hallo,
jguethe

Ich bin inzwischen von der Vorstellung abgekommen, dass die Spannung zusammenbrechen muss. In der Zusammenfassung von mir in RN-Wissen habe ich davon auch nichts mehr geschrieben. Ich denke man sollte durchaus einen ersten und einen zweiten, entgegengesetzten peak haben, so wies das bei Dir jetzt auch der Fall ist. Die Methode von MichaelM ist dabei nicht mehr anwendbar. Man muss also ersten und zweiten Peak, wie vorgeschlagen, durch die zeitliche Abfolge auseinanderhalten. Du nimmst sicher diese Peaks auf. Versuchs halt mal mit Auswertung über ADC und einem kleinen Programm. Der Vorteil, wenn man beide Peaks hat ist sicher, dass man diese Schaltung aubauen kann. Also Auseinanderhalten zweier Schlefen und Übertragung von Kommandos über Impulsbreite.
Hast Du meine persönliche Nachricht erhalten ?


Christian

[Christian H]

Hi
noch eine kurze Ergänzung an jguethe
Hab mir gerade Deine Schaltung angesehen. Vorerst hast Du ja nur einen OP nachgeschaltet. Um innen und aussen auseinanderzuhalten brauchst Du aber zwei, einen für den positiven, einen für den negativen Spike.
Im Moment reagiert Dein Sensor sowohl innen als auch aussen. Das rührt daher, dass er z.B. innen den ersten positiven Spike anzeigt und aussen den zweiten, ebenfalls positiven. Essentiell ist es wie gesagt, den ersten herauszufischen. Das geht eben über ADC und Programm oder über 2 OP und Interrupts, welche ebenfalls wieder die zeitliche Abfolge analysieren. Für mich ist die Sache mit ADC und kleinen Auswerteprogramm die einfachste Lösung. Und damit sind wir wieder bei den Anfängen dieses Threads.

Christian

[jguethe]

Hallo Christian H,
Vielen Dank für die umgehende Reaktion. Zur letzten Frage: Wenn Du Deine Mitteilung vom 9.8.07 meinst, natürlich hab ich die gelesen. Besten Dank. Zur Zeit verschlinge ich alles, was es zu diesem Thema hier und dort zu lesen gibt. Jede Info, Hintergrunderklärung, theoretische Überlegungen sind für mich wichtig, weil ich verstehen möchte, was ich mir da zusammenbaue.

Zu den Peaks:
In meinem Zimmerlabor (Sender, Osci, störende Lampen etc) kann ich am Ausgang des Empfangs-OP's Deiner Schaltung die Peaks (positiv und negativ) nachweisen. Sie scheinen auch zeitlich versetzt zu sein. Durch die geringe Frequenz und den geringen Signalpegel etc. ist das Signal nicht so einfach zu beobachten. Bei Annäherung der Sensorspule an den Draht steigt die Amplitude. Wenn ich das richtig sehe, soll doch diese entfernungsabhänge Spannung mit ADC ausgewertet werden. Ich werde das einfach mal probieren (Dein dazu passendes Programmfragment kenne ich).
Schleierhaft ist mir dabei aber, wie man innen und aussen auseinanderhalten kann. Die negativen Peaks beobachte ich auch innerhalb der Schleife, präzise: beide peaks sind innerhalb der Schleife zu sehen. Liegt das vielleicht an meinen gegenwärtig miserablen Testbedingungen?.

Ich muss den Sender selbst mal möglischst weit von meinem Schreitsch entfernen, so dass dort nur noch die Schleife liegt, vielleicht kann ich dann innen und aussen auch am Osci usw. besser auseinanderhalten

Ich bleibe weiter am Ball

Gruss jguethe