IR-bake

[inka]

so, jetzt hats geklappt...

http://www.youtube.com/watch?v=HqvyW...ature=youtu.be

[fabqu]

Stark!!!
Und wie ich sehe mit Multi-IO im Einsatz

[inka]

manchmal geht es schneller als man erhofft hat:

ich habe das beispiel "RP6Control_10_Move2.c" in der mainschleife mit dieser funktion ergänzt (spannungsabfrage über die multiIO)

void accuzustand(void) //  accuspannung abfragen und signalisieren
{

LTC2990_measure();
if (vbat < 6)
{
buzzer(330);
mSleep(200);
buzzer(330);
mSleep(200);
bake_suche();
}

}

dort kann ich direkt über die Vbat abfrage den wert festlegen bei dem die funktion "bake_suche" aufgerufen werden soll. Und es funktioniert!!!


Ich muss jetzt noch prüfen nach welcher funktion jetzt die reaktion auf die bumper erfolgt, ob das auf diese "behaviour_escape" oder auf die direkte abfrage in der "bake_suche" ist. Ich vermute es ist die "behaviour_escape" funktion...


weiter geht es dann mit der liniensuche: ich muss ja in einer bestimmten richtung (eigentlich senkrecht auf die wand) auf die ladestation zufahren...

[inka]

hallo allerseits,

der RN-Wissen artikel über die IR-bake ist online...

die software - da bin ich noch nicht ganz fertig, der rest - auch ein paar videos - sind online...

[Besserwessi]

Die Sendeschaltung mit dem NE555 ist noch verbesserungsfähig:
Bei einer 5 V Versorgung kann man je 2 (ggf. sogar 3) IR LEDs in Reihe schalten - das spart Strom und macht keinen extra Aufwand.
Das Tastverhältnis für die IR LEDs sollte deutlich kleiner als 50% sein - eher so 25 %. Bei gleichem Impulsstrom für die LEDs gibt das 50% an Stromverbrauch bei 70% der Signalstärke, oder alternativ 70% des mittleren Stromverbrauchs bei der gleichen Signalstärke. Die IR LEDs sollten eine extra Abkopplung von der Versrogung bekommen (Widerstand und ELKO) um die Rückwirkungen auf den Rest der Schaltung zu reduzieren. Der 2N2222 ist mit den 5 oder 6 LEDs so auch etwas überfordert und braucht deshalb wohl den Kühlkörper. Mit weniger Widerstand an der Basis könnte er mehr Strom liefern und kommt ohne extra Kühlung aus.

Der Teil mit dem Blinker ist verdächtig: die Kopplung zum IR Sender sollte mit der LED nicht mehr Funktionieren. Also besser die rote LED direkt an den Ausgang des NE555, und den Transistor nur zur Kopplung mit der IR Stufe. Bei der LED sollten es auch mehr als 47 Ohm Vorwiederstand sein. Alternativ könnte man die Kopplung über den Reset Eingang des NE555 machen - das geht auch ohne den Transistor.

[RolfD]

Und selbst dann ist das nichts anderes wie eine blinkende IR-Lampe die man anmessen könnte wie eine 60W Glühbirne mit LDRs. Oder von mir aus auch ein 3W LED Strahler. Der RP6 besitzt aber immerhin 2 LDRs die analog differentiell auszulesen sind, aber nur ein IR Empfänger mit unklaren Richtcharakteristiken. Klar kann man sowas incl. Türrahmen als "Linse" ähnlich einer camera obsura oder Lochkamera a la Leronardo da Vinci nutzen um eine gewisse Orientierung zu bekommen. Bau das Ganze in einer Turnhalle auf und du wirst sehen das es versagt. Ich erinnere nur an das Kerzenlöschprojekt mit dem snake eye (auch mit 2 Senoren). Für manche mag das reichen... aber es ist eben nichts weiter als eine Art IR-Glühbirne mit einem "einäugigen System" angemessen. Es geht nicht darum, die Lösung zu kritisieren welche umgesetzt wurde - sondern um die Frage ob man das Ergebnis verbessern kann und was es genau bedeutet. Dazu gab es auch reichlich Anregungen hier. Ich sehe das bisherige Ergebnis als den ersten Schritt und es wäre schade wen es dabei bliebe. Aber es ist bis hier hin sauber erarbeitet.. also Anerkennung. Da ist dann auch recht egal ob da nun 1, 2 oder 3 LEDs im Kirchhofschen Zweig hängen denn es ändert am bisherigen Grundprinzip der einfachen IR-Lampe nichts.
Zudem führen die Reflektorröhren am Sender nur dazu, das Bereiche entwerder stärker bzw garnicht ausgeleuchtet werden. Wenn ich 6 LEDS mit einem Strahlungswinkel von je 10 Grad habe, aber 100° ausleuchten muss, bleiben nach Adam Riese 40° dunkel! Einer der Gründe warum das Finden einer Position mit diesem Konzept meiner Meinung nach mehr reiner Zufall als wirkliche Orientierung ist. Wenn, dann müsste so eine Röhre auf den Empfänger aber es hätte vor allem einen eingeschränkteren "Sichtbereich" zur Folge. Ob das gut wäre.. müsste man mal testen. Ich denke ja denn immerhin erleichtert das eine Richtungserkennung wenn man die Intensivität des IR-Signals misst. Wenn...
Ich hab noch nichts mit dem IR-Reciever gemacht aber meines Wissens kann der Sensor nicht mal eine IR-Signalstärkemessung durchführen! Mit anderen Worten... er misst nur Licht an oder Licht aus.. seh ich das richtig? Wenn ja, kann die Konstellation sogar weniger als ein einäugiger LDR Sensor!
Schreibt doch mal ein Lichtsucher Programm per LDR und Sonne mit EINEM LDR-Sensor.. welcher im schlimmsten Fall aller angenommenen Fälle auch nur 100% hell oder 0% dunkel erkennt.. dann wisst ihr was ich meine.
Gruß

[inka]

hallo Besserwessi,

danke für die hinweise zu verbesserung der IR-bake, werde es beim neuen aufbau (alles auf einer platine) versuchen zu berücksichtigen...

- - - Aktualisiert - - -
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@RolfD,

Aber es ist bis hier hin sauber erarbeitet.. also Anerkennung. Da ist dann auch recht egal ob da nun 1, 2 oder 3 LEDs im Kirchhofschen Zweig hängen denn es ändert am bisherigen Grundprinzip der einfachen IR-Lampe nichts.

danke für Dein positives echo...

Zudem führen die Reflektorröhren am Sender nur dazu, das Bereiche entwerder stärker bzw garnicht ausgeleuchtet werden. Wenn ich 6 LEDS mit einem Strahlungswinkel von je 10 Grad habe, aber 100° ausleuchten muss, bleiben nach Adam Riese 40° dunkel! Einer der Gründe warum das Finden einer Position mit diesem Konzept meiner Meinung nach mehr reiner Zufall als wirkliche Orientierung ist. Wenn, dann müsste so eine Röhre auf den Empfänger aber es hätte vor allem einen eingeschränkteren "Sichtbereich" zur Folge. Ob das gut wäre.. müsste man mal testen.

Hast Du es wirklich gelesen, die beschreibung meine ich - der empfänger hat auch ein rohr zu abschirmung...

ansonsten weigere ich mich einfach den rest zu kommentieren, dein sinnloses gemeckere berücksichtigt nichts von den ursprünglichen vorgaben für das projekt (Ir-bake, nichts von LDR, 5-6m reichweite, keine turnhallenanwendung, usw...) Aber mach nur weiter so, das ist auch für andere sehr motivierend...

[inka]

Hallo allerseits,


ich melde mich nun um über ein paar änderungen / verbesserungen an der bake 1.0 zu berichten:

es ist immer noch „nur“ eine IR-bake, folgende änderungen sind eingeflossen:

• NE556 als ersatz für die zwei NE555
• alles auf einer platine
• nur noch drei IR-LEDs
• der blinker ist nicht mehr als platine steckbar, per jumper aber abschaltbar
• die 36kHz baugruppe ebenfalls per jumper abschaltbar
• 3 IR-LED sind in reihe (ohne vorwiderstände), 3 IR-LED parallel (mit vorwiderständen) aufgebaut, beide LED gruppen sind für testzwecke um- und abschaltbar

die stromlaufpläne (alt & neu)


auf die nachfolgenden verbesserungsvorschläge (post 112, Besserwessi) möchte ich detailierter eingehen.Und auch fragen stellen ...Es hat nicht alles so wie vorgeschlagen geklappt, es kann aber durchaus sein, dass ich etwas missverstanden habe...

Bei einer 5 V Versorgung kann man je 2 (ggf. sogar 3) IR LEDs in Reihe schalten - das spart Strom und macht keinen extra Aufwand.

hier musste ich feststellen, dass das nur teilweise zutrifft. Um die leistung der LEDs zu variieren kann man hier nur mit „ganzen“ LEDs arbeiten, die möglichkeit mit vorwiderständen in verschiedenen größen zu arbeiten steht nicht zu verfügung. Bei der ausführung hier (siehe stromlaufplan) funktioniert es, die LEDs sind aber nur auf maximal 30cm für den IR-empfänger sichtbar.

Das Tastverhältnis für die IR LEDs sollte deutlich kleiner als 50% sein - eher so 25 %. Bei gleichem Impulsstrom für die LEDs gibt das 50% an Stromverbrauch bei 70% der Signalstärke, oder alternativ 70% des mittleren Stromverbrauchs bei der gleichen Signalstärke.

Da meine bake an einerm steckernetzteil hängt ist wie in der ausführung oben der stromverbrauch eher zweitrangig, am tastverhältnis wird – abhängig auch von der empfangs- und erkennungssoftware – noch gearbeitet...

Die IR LEDs sollten eine extra Abkopplung von der Versrogung bekommen (Widerstand und ELKO) um die Rückwirkungen auf den Rest der Schaltung zu reduzieren.

Das habe ich nun überhaupt nicht verstanden: Wie beeinflussen der IR-LEDs die restliche schaltung? Wie müsste konkret die zusätzliche beschaltung aussehen?

Der 2N2222 ist mit den 5 oder 6 LEDs so auch etwas überfordert und braucht deshalb wohl den Kühlkörper. Mit weniger Widerstand an der Basis könnte er mehr Strom liefern und kommt ohne extra Kühlung aus.

der Q2 hat hier einen basiswiderstand von 2x 2.2 k in reihe. Bei nur einmal 2.2 oder bei 3.1k wurden die 22 ohm vorwiderstände der IR-LEDs heiß, bei dem 4.4k auch, aber nicht so sehr.
Bei der ersten version (5 IR-LEDs, 5 vorwiderstände a 22ohm) musste der strom in 5 vorwiderständen verbraten werden, jetzt müssten die drei, die jetzt vorhanden sind, einen gesamtwiderstand auch von ca. 100 ohm haben, oder? Wenn ich aber statt 22 nun 33 ohm einsetze, verrringere ich die leistung der IR-LED, oder? Hier bin ich noch – auch was die 5 bis 6 m entfernung betrifft – noch am testen...

Der Teil mit dem Blinker ist verdächtig: die Kopplung zum IR Sender sollte mit der LED nicht mehr Funktionieren.

beim ersten versuch die zwei NE555 durch einen NE556 zu ersetzen ließ ich die LED samt vorwiderstand weg – die schaltung funktionierte nicht. Bei meiner bauweise der bake war an eine fehlersuche nicht zu denken (zumindest ich hätte es nicht gekonnt)- also müll....
Beim zweiten versuch war die LED wieder dabei – und die schaltung des blinkers lief...Denke jeder was er will

Bei der LED sollten es auch mehr als 47 Ohm Vorwiederstand sein.

es sind nun 150 ohm

Alternativ könnte man die Kopplung über den Reset Eingang des NE555 machen - das geht auch ohne den Transistor.

. Bei dem umbau, den ich mir vorgenommen habe wollte ich nicht alles auf einmal ändern – never change a running system...


und so sieht die bake 1.1 aus:

[Besserwessi]

Das die Vorwiderstände heiß werden ist in Grenzen normal. Bei je 1 LED fallen (sofern der Transistor genug Basisstrom bekommt) etwa 0,2 V am Transistor und 1,3 V an der IR LED an - das macht dann noch 3,5 V für den Widerstand. Bei 22 Ohm sind dass 160 mA oder gut 0,5 W. Das ist für die IR LEDs bei 50% Tastverhältnis OK - ein 1/4 W Widerstand wird damit aber halt auch schon richtig heiß (so dass man sich die Finger verbrennen kann). Der 2N2222 ist dann aber mit mehr als 3 LEDs schon definitiv überfordert. Über den reichlich großen Widerstand an der Basis wird halt der Strom zusätzlich reduziert. Mit den 4,4 K hat man noch rund 1 mA Basisstrom oder bei einer typisch 100 fachen Verstärkung noch 100 mA für alle LEDs zusammen. Weniger Strom bringt dann halt weniger Leistung und man darf sich damit auch nicht über die geringere Reichweite wundern.

Will man bei 50% Tastverhältnis bleiben sind die 160 mA OK. Der 2N2222 schafft das mit etwas Mühe für 2 LEDs parallel, wobei man bei 5 V auch je 2 in Reihe Schalten kann (die 3 LEDs in Reihe sind von der Spannung schon grenzwertig). Bei 2 LEDs in Reihe wäre der passende Vorwiderstand dann etwa 2,2 V / 150 mA also etwa 15 Ohm (11 Ohm = (2 mal 22 Ohm parallel) sollten auch noch reichen). Der Transistor sollte dafür aber auch einen Basistrom von mindestens 3 mA, besser 5 mA bekommen - als Widerstand als eher 1 K an der Basis. Sonst begrenzt der Transistor den Strom und nicht mehr die Widerstände.

Ein geschalteter Strom von gut 300 mA (für 2 LED Stränge parallel) kann die Stromversorgung stören - muss es aber nicht, aber man darf sich nicht wundern wenn es passiert. Spätestens wenn man für viel Leistung so etwas wie 3 Stränge mit je 400 mA Spitzenstrom (bei 25 % Tastverhältins) hat wird man die extra Entkopplung der LED Ströme vermutlich brauchen. Ein Elko direkt an der Versorgung (C3) in der Schaltung puffert ein wenig, ist aber nicht besonders Effektiv, weil er erst wirkt, wenn die Spannung schon einbricht. Mit einem extra Widerstand in Reihe (z.B. 4 Ohm nur für die LEDs) wird der Elko viel Effektiver - der Strom für die LEDs ist dann nicht mehr ganz konstant, aber die Taktgeberschaltung ist von den Stromspitzen getrennt. 100 µF sind da schon ausreichend, sollten aber ein LOW ESR Elko (ggf. auch ein Keramischer Kondensator >= 10 µF) sein - damit der Innenwiderstand des Elkos auch klein gegen die 4 Ohm ist. Der Strom für die LEDs kommt damit erst einmal aus dem Elko und der 4 Ohm Widerstand liefert nur den mittleren Strom nach. Der Elko C3 (ggf. auch kleiner und nur ein 100nF-1µF Kondensator) sollte trotzdem bleiben, denn auch der NE555 verursacht recht heftige Stromspitzen (von der internen Schaltung).

Ein kleineres Tastverhältnis reduziert nicht nur den Stromverbrauch, sondern auch die Wärmefreisetzung an den LEDs / Widerständen. Das lohnt also auch mit Netzbetrieb.

Wie die Schaltung mit der LED funktionieren soll, ist mir schleierhaft. Da werden die IR LEDs immer leuchten, und nur recht schwach (z.B. 160 zu 165 mA) moduliert. Dazu wird der Strom dann auch noch zu groß für den Dauerbetrieb. Die LED (mit Widerstand) kann man besser direkt an den Ausgang des NE555 anschließen, also vor den Transistor - da stört sie nicht die Modulation.

[TrainMen]

Gratulation zum Etappensieg,
ich bewundere Deine hartnäckigkeit bei diesem Projekt.