Robby soll mir folgen oder zu mir kommen. Welche Sensoren?

[Brainbug24]

Hab mir jetzt mal im Funkforum Hilfe geholt und hab da leider einen kleinen Dämpfer bekommen.
Die Idee mit der Richtantenne ist anscheinend auf so kurze Distanz nicht so gut.
Hab jetzt einen anderen Vorschlag mit einem Doppler-Peilsystem bekommen.

Hier ist der Link auf den anderen Beitrag. http://www.nobikom.de/wbb2/thread.php?threadid=5124
Hab dort auch mal eine kleine Präsentation vom Vorschlag mit dem RFID Online gelegt.

[i_make_it]

Tja die lieben Funker.
Da hat jemand zu engstirnig gedacht.
Bei Richtantenne war das geistige Bild wohl der Dipol wie er für terrestriches Fernsehen auf dem Dach steht.

Das ist zwar ein Link zum Thema Radar, aber das ist halt das Funkortungsverfahren schlechthin.
http://www.radartutorial.eu/03.linetheory/tl18.de.html

Generell Suche mal unter "vier Quadranten Antenne"

Zur Antenne Suche mal unter "Pringles Antenne" (Wurde zuerst nämlich aus einer Pringles Dose gebaut)

Die Formel für die Wellenlänge Lambda ist:
Lambda = Lichtgeschwindigkeit geteilt durch Frequenz.

Wobei die Lichtgeschwindigkeit mit 300Mm/s (Megameter pro Sekunde) angegeben wird. und die Frequenz in MHz (Megaherz)

Bei 433MHz gibt das eine Wellenlänge von 0,6928 Meter oder gut 69cm.

Für eine Antenne brauchst du mindestens eine Strecke von Lambda viertel.
Also 17,3cm.

Bei einem 2,4GHz Videosender wie z.B.: von Conrad Art.-Nr.117455 - 62
sind das zwar nur noch 3,125cm bei einer Lambdaviertel Antenne und 6,25 bei Lambda Halbe, aber bedenke jeder Fehler in der Antennenabmessung wirkt sich 5,5 mal größer aus als bei 433MHz.
So wird schnell aus einer Antenne in Resonanz, eine mit einer Dämpfung von über 90%.
Im GHz Bereich baue ich nur Antennen mit Drehbank und Fräsmaschine. und das mit geklemmten Führungen und Mikrometer Messuhr an den Achsen. Abgesehen davon das meine Messgeräte bei 1,5GHz aufhören und mit vorgeschalteten Frequenzteilern viele Fehler gar nicht mehr messbar sind, da das Signal ja schon konditioniert wurde.
Und der Preis zwichen einigen 10,-€ bei 433MHz und einigen 100,-€ bei 2,4GHz sprechen für sich selbst.

So zurück zur Antenne:
Da du vermutlich keinen Höhenrichtwinkel benötigst sondern nur einen Seitenrichtwinkel, reicht eine zwei Quadranten Antenne.
Der seitliche Öffnungswinkel muß recht schmal sein und der Senkrechte so groß daß der Robby dich auch noch aus 2 Meter Entfernung findet wenn der Handsender auf Gesichtshöhe gehalten wird.
Das gibt einen senkrechten Öffnungswinkel von gut 90°.
Alternativen sind aktive Spulenantennen diese würde ich aber eher für den RFID Tag-Finder vorsehen, da der sowieso eine aktive Antenne benötigt.
In dem Zusammenhang kannst du dich später noch schlau machen wie mann durch Lage von Spulen zueinander das Magnetfeld eine Vorzugsrichtung gibt und so auch eine gute Richtwirkung und Reichweitenerhöhung erzielt.

Die Antenne für die Find Aufgabe, ist auch mit zwei Quadranten im Prinzip schon eine Phased Array Antenne, halt nur eindimensional.

Damit solltest du jetzt einige Schlagwörter und grobes Hintergrundwissen haben, um dich gezielter in die Materie einzuarbeiten.

[Brainbug24]

Ok, so langsam komme ich ein bischen durcheinander.
Es ist also nicht der Dipol gemeint, sondern zum Orten sollte ich ein Radar benutzen!? Wenn ich unter "vier Quadranten Antenne" Suche komme ich immer wieder zum Radar zurück.

Oder meinst du eine Mischung aus Radar und "Pringles Antenne"?
(Die Pringles Antenne ist ja ziemlich cool. Werde ich mir auf jeden Fall für meinen Router bastlen.)

Des Weiteren lese ich aus deinem Beitrag, dass ich mich für 433Mhz entschieden sollte, da hier anscheinend die Toleranzen größer sind und die ganze Anlage billiger ist. Stimmt das so?

Gruß
Brainbug

[i_make_it]

Ja es ist nicht der Dipol gemeint, denn der hat genau die Nachteile die dir die Funker schon beschrieben haben.

Nun Radar ist eine Technik keine eigene Strahlung. Und Radar ist die Technik für Funkortung, also kein Wunder das du immer wieder bei Radar landest.
Ob du nun aber mit 433MHz ein cm Wellen Radar baust, oder ob du ein mm Wellen Radar baust. beides sind Funkwellen also EM Strahlung.

Das einlesen ins Radar sollte dir helfen das notwendige Wissen anzueignen um auf der Grundlage was eigenes zu schaffen. Fange aber einfach an. Du wirst nicht auf Anhieb ein Gerät bauen können das mit dem Zielverfolgungsradar eines Kampfjets mithalten kann.

Die Pringelsantenne ist eine Hornantenne mit ausgeprägter Richtwirkung, für dein WLAN wird die dir nur was nützen wenn du zwei Router im Bridging Mode hast um die mögliche Distanz dazwichen zu vergrößern.
Du bündelst nur die Sendeleistung die sonst per Kugelcharakteristik in alle Richtungen abgestrahlt wird ein eine Richtung.
Somit bekommt der Rest des Raumvolumen nichts mehr ab und ist somit Funktechnisch tot was die Verbindung zum WLAN angeht.

Ja fange mit 433MHz an und baue dir damit deinen ersten Versuchsaufbau auf, wenn das alles funktioniert und du alle mögliche Szenarien fehlerfrei abdecken kannst, dann Baue das alles in einen echten Robby ein und entstöre alles.
Danach kannst du erste praktische Versuche machen und anhand der Ergebnisse sowohl die Hardware als auch die Software weiter optimieren.
Wenn du da alles rausgeholt hast und möchtest ein noch besseres Ergebniss, dann kannst du dir darüber Gedanken machen ob du nochmal viel Geld in die Hand nehmen möchtest und es mit 2,4GHz neu aufbauen willst.
Bis zu diesem Zeitpunkt hast du genug Wissen erworben, das eine durchgebrannte Empfangsstufe, die teuer ist und dich entsprechend frustet, nicht zu erwarten ist.
Da 433MHz ein besseres Durchdringungsvermögen von Wänden hat als 2,4MHz, denke ich das du schlußendlich dabei bleiben wirst.
Oder beides parallel aufbauen wirst.

Über kurz oder lang bleibt es bei Mobilrobotern ja sowieso nicht bei einem einzigen.

Ich selbst baue mir immer mal wieder zum Test welche aus Fichertechnik zusammen bevor ich das Design fest aufbaue.

Derzeit habe ich 2 MIT Rugwarior, davon einer komplett mechanisch umgebaut um einen größeren Träger zu haben.
Einen RP5, einen Selbstbau in Micromaus Bauweise der 10 KG tragen kann und meine Dauerbaustelle einer 8-beinigen Ameise.
Bei der habe ich so viele offene Punkte das ich immer wieder einzelne Probleme auf den anderen Plattformen teste.
Seit letztem Weihnachten halt eine Kommunikation mit 433MHz.
Da kam dann halt auch der Gedanke das sich darüber die Roboter orten können.

[Brainbug24]

Da ich gleichzeitig im Funkforum Hilfe gesucht und bekommen habe, verlinke ich hier mal meinen Thread, damit alle auf dem Stand bleiben können.
http://www.nobikom.de/wbb2/thread.ph...3104#post23104

Nicht das mir hier nicht geholfen wurde, ich freue mich über jeden Beitrag.
Vor allem i_make_it hat mir viele hilfreiche Tips gegeben.

Vielleicht kann man ja Forenübergreifend das Problem behandeln.

[i_make_it]

Ich sehe schon ich hatte mal wieder zu viele Wissensgebiete in einen Topf geworfen.
In meiner Idee steckt Hintergrundwissen aus RC Modellbau, CB-Funk, Radartechnik Lasertechnik und von Peilsendern und Abhörgeräten.

Die Lösung der Funkkollegen ist fast die Premiumlösung, war mir aber zu aufwändig.

2018-02-18 Bild gelöscht, da Limit für Bildanhänge erreicht. Platz wird benötigt um neue Bilder in Posts zu ermöglichen

Ich habe das Koordinatensystem in die Antenne gelegt, weshalb sich der Sender scheinbar bewegt wärend die Antenne relativ dazu still steht.
In der Praxis ist das egal beim Versuchsaufbau von Vorteil, da man so alle Änderungen durch sich bewegende Anschlußkabel ausschaltet.

Wie man am Diagramm für eine Antenne sieht, bekommt man abhängig vom Öffnungswinkel der Antenne, einen Winkelbereich in dem der Sender liegt, durch Mittelwertbildung wird der genaue Winkel errechnet.

Bei zwei Antennen wird erst die eine in Sichtlinie zum Sender gedreht und dann die andere,womit sich der gesammte Öffnungswinkel vergrößert, sich aber gleichzeitig durch das Differenzialsignal ein schmalerer Winkel für die Mittelwertbildung ergibt.

Also arbeiten die Hornantennen nicht um einen Antennengewinn zu erziehlen, sondern um die Antenne abzuschatten.

Ich habe einfach innen Pappstreifen ein geklebt und alles mit Graphitspray lackiert um so in den Antennen eine Strahlenfalle zu haben.
Ähnlich wie bei Stealth Oberflächen.

An den Antennenausgängen habe ich vorverstärker und je einen Bandpaß der den Frequenzhub der FM-Modulation durchlässt und Störsignale sonst blockt.
Der eigentliche Empfänger bekommt das Summensignal und kann anhand der Senderkennung (Auswertung durch Mikrocontroller) dann erkennen,das es auch der richtige Sender ist.
Daraus ergibt sich das bei positiver Senderkennung und einem Signal an einer der beiden Antennen schon eine Aussage gemacht werden kann ob der Sender weiter links oder rechts ist.
Der Grundgedanke ist halt der Mensch. Wirhaben zwei Ohren (akustische Antennen) die uns Stereohören ermöglichen und zwei Augen (optische Antennen) die uns Stereosehen ermöglichen. unseren Sensorbereich können wir erweitern indem wir den Kopfdrehen, oder wenn das nicht reicht drehen wir uns halt komplett.
Wir brauchen keine 4 Ohren oder 4 Augen um Signale aus jeder beliebigen Richtung zu orten.

Mein Ziel ist es später auf einem Sensorträger verschiedenste Sensoren unterzubringen. Also quasi einen Sensorkopf zu haben.

[pointhi]

Man könte vielleicht auch die GBS Technik Benutzen, indem man 3 Empfänger an unterschiedlichen Standorten aufstellt. Diese müssten dann aber mit einem Takt versorgt werden, der bei allen gleich ist. Wenn gesendet wird, kommt dass Funksignal mit leichten unterschieden bei den Empfängern an. Dise müsten dann die Daten an den Roboter senden. Diese Daten könten z.B eine Binäre Zahl sein, die bei allen Empfängern gleich ist, und sich schnell als die Funkfrequenz ändert. Das währe wohl auch dass größte Problem. Ich würde darum dass 27MHz Band empfehlen, weil es schnellere Micocontroller gibt. Dass gleiche müsste dann auch der Roboter machen, die Daten auswerten, und er weiß in einem 2Dimensionalen Feld, wo du dich ungefähr befindest. Dass alles ist aber nur eine Idee. Ich glaube, dass es bei dieser Idee noch einige hürden geben wird.

[i_make_it]

Mal abgesehen davon das die Genauigkeit von drei Zeitsignalsendern, deren Signal sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, doch schon ziemlich genau und synchon sein müssen. (Bei GPS wird das mit "einfachen" Atomuhren in den Satelitn gelöst)
Hat dieser Ansatz das problem des folgens nicht berücksichtigt.

Bei US Barken habe ich das schon mal versucht. die Barken hatten DCF77 Empfänger und gaben das Zeitsignal per US aus.
Der unterschied zwichen Lichtgeschwindigkeit und Schallgeschwindigkeit ist ausreichend um in einer Turnhalle eine passable Positioniergenauigkeit zu erhalten.
Die Barken waren in drei Ecken mit Dachlatten auf 3m Höhe befestigt.
Jede Barke hatte ihre eigene Frequenz (ich war zu faul ein entsprechendes Protokoll zu implementieren und habe so Datenkollisionen vermieden)
Genauigkeit war unter 25cm.