IR-bake

[Rabenauge]

Hm ja, drinnen....könnt ihr die Robbis nicht bissle grösser machen und dann draussen...?

Was die Ortung bzw. die Identifikation angeht-da seh ich keine ernsthaften Probleme: wenn _einer_ der IR-Sensoren Signal hat, les ich den eben aus und lass die anderen in Ruhe.
Zudem: nen kurzer Stopp wird wohl drin sein, wenn du aus der Bewegung raus orientieren willst, hast du spätestens bei der US-Entfernungsmessung eh Probleme.

Im Grunde dachte ich daran, die IR-Sensoren einfach ringsum abzufragen, das geht allemal schnell genug (oder nich, aufm RP6?) das kann man ggf. permanent machen, wenn man eine Bake sucht, dann _müssen_ die eben länger als ne Millisekunde blinken.
Und wenn ich mal weiss, wo die gesuchte Bake steht-also nen Sensor per Servo schwenken dauert Sekundenbruchteile....
Wenn ich mehrere Baken empfange (per IR) und grob weiss, als welchen Richtungen, kann ich sogar während der Fahrt, völlig ohne Ultraschall, halbwegs triangulieren.
Aber stimmt: das Problem mit den Reflexionen bleibt. Bei Ultraschall übrigens auch, dort eher noch schlimmer.

[Besserwessi]

Der Stromverbrauch ist bei den US-Kapseln sehr gering, zum einen ist die Leistung gering (eher unter 100 mW) und dann sind auch die Pulse relativ kurz (z.B. 1-5 ms) und selten, weil man relativ lange Warten sollte bis die Echos verklungen sind. Für die Abstandsmessung sind die Refelxionen eigentlichnicht so das große Problem, solange die direkte Verbindung da ist. Es wird ja nur das Erste Signal ausgeweret, und alles was mehr als etwa 1 ms ( ca. 33 cm Umweg ) zu spät kommt kann verworfen werden. Am ehesten hat man da noch das Signal was am Boden Reflektiert wird - entpsrechend sollten die US Transducher wohl nicht zu tief hängen (zumindest die an den Baken, am Bot hat man da halt Limits).

Die Reichweite beim Ultraschall sollte nicht so das Problem sein. Im Gegensatz zur Abstandsmessung gibt es hier keine Refelxion, sonder den direkten Strahl. Wenn es in Reflexion bis 4 m geht, dann sind direkt Sender zum Empfänger deultich mehr als 10 m drin. Wie Empfindlich das ganze wird hängt aber auch stark von der Auswertung des US Signals ab - da gibt es schon einiges zu beachten. Es ist dabei auch sehr von Vorteil wenn vor dem US Puls per IR ein Startsignal gesendet wird (egal welche Richtung), damit der Empfänger die Verstärkung dynamisch anpassen kann. Vermutlich wird auch der US Empfänger (mit Auswertschaltung) mehr Strom brauchen als der Sender.

Das US Signal vom Bot zu den Baken zu schicken hat einfach den Vorteil, dass ein Puls ggf. von mehreren Baken Aufgefangen werden kann. Man muss also nicht nacheinander die Baken senden lassen, sondern kann ggf. mehr als eine Bake ansprechen.

Der Nachteil der der US Kaseln ist halt, dass sie gerichtet sind, man hat halt nur einen begrenzten Empfangswinkel. Und anders als bei IR kann man nicht einfach mehr Sender gleichzeitig für verschiedene Richtungen Senden lassen. Das müsste man schon nacheinnder machen. Auch Empfangen bräuchte ein mehr oder weniger komplette Empfangsschaltung je Sensor. Auch die Minimalversion hier aus dem Wissensbereich (einfach, aber nicht besonders genau) ist da schon relativ aufwendig um sie an jeder Bake 3 -6 mal zu haben.

Wenn es sein muss, könnte man bei Ulraschall die Richtung mit einem Empfänger mit 2 Transduchern feststellen, so als eine Art Richtungshöhren. Sonst ist US für die Richtung nicht so toll. Ein gerichter Strah geht als besser mit IR.

[Rabenauge]

Hm, direkte Reichweite=doppelte, ohne Reflexion, klar. Sehr schön. Hätte man selber drauf kommen können.

Die von dir angesprochene "komplette Empfangsschaltung" ist bei den hc-sr04 bereits eingebaut!
Die Dinger sind betriebsfertig: ein Pin löst das Signal aus, und der zweite wartet, was ankommt. Das kann man direkt mit nem Controller einlesen.
Ganz ehrlich: bei nem Stückpreis von 80pf (das komplette Modul!) denk ich über nen eigenbau gar nicht erst nach. Da land ich alleine vom Porto her beim fünffachen.

Stromverbrauch: die Dinger sind mit 50mA (andere Quellen sagen 40) angegeben-erträglich, da das Ding ja nicht pausenlos rumtröten muss.

[Dirk]

@Rabenauge:

Hm ja, drinnen....könnt ihr die Robbis nicht bissle grösser machen und dann draussen...?

Da du dich hier so engagiert beteiligst eine Frage:
Was hast DU eigentlich für einen Roboter? Für welche Plattform suchst du ein Baken-System?

[RoboHolIC]

Die von dir angesprochene "komplette Empfangsschaltung" ist bei den hc-sr04 bereits eingebaut!
Die Dinger sind betriebsfertig: ein Pin löst das Signal aus, und der zweite wartet, was ankommt.

Ja und nein! Der Echo-Pin gibt ein Signal aus, das (grob) vom Triggerssignal beginnend so lange aktiv bleibt, bis ein Echo erkannt wurde, maximal jedoch bis zu einer TimeOut-Zeit von ca. ?50ms?, die deutlich über der Echozeit der spezifizierten Reichweite liegt.
Ist schon bekannt, wie dieser funktionale Verbund aufgetrennt werden kann, sodass Sender und Empfänger unabhängig voneinander nutzbar sind? Umprogrammierung? Hardware-Mod?

[Rabenauge]

@Dirk: so ein Bakensystem soll mein grosser bekommen. Den gibts noch nicht, er reift aber momentan in kopf und 3D allmählich vor sich hin.
Ursprünglich sollte es ein 1:16er Panzer-Chassis werden, aber das ist ne Nummer zu klein. Wird _ähnlich_ dem R`Rex-Chassis, nur nich so teuer, da ich zwar ähnliche Komponenten verwenden will, aber selber bauen.
Von kleinerem bin ich weg-hab auch ne etwas aufgerüsteten NiboBee (LiPo,DOGM-Display,Sharp IR-Sensor mit Servo), dafür ist meine Bude einfach bisschen eng, das macht nicht wirklich Spass hier.

Momentan bastle ich an nem Spielzeugbuggy, der Arduinisiert wurde, und an nen paar Sachen, die "Roboter" eher nich zu nennen wären, aber meist ist auch nen Arduino irgendwie in der Nähe.
Da mein Vorhaben etwas grösser (und kostspieliger) wird, plan ich das so weit als möglich durch und versuche, einzelne Sachen vorher zu testen.
Der Buggy ist im weiteren Sinne auch dafür: der soll auch mal draussen nen bisschen rumnavigieren (falls ich den Kompass brauchbar ans laufen bekomme) *grmbl

[Klebwax]

Ja und nein! Der Echo-Pin gibt ein Signal aus, das (grob) vom Triggerssignal beginnend so lange aktiv bleibt, bis ein Echo erkannt wurde, maximal jedoch bis zu einer TimeOut-Zeit von ca. ?50ms?, die deutlich über der Echozeit der spezifizierten Reichweite liegt.
Ist schon bekannt, wie dieser funktionale Verbund aufgetrennt werden kann, sodass Sender und Empfänger unabhängig voneinander nutzbar sind? Umprogrammierung? Hardware-Mod?

Wie das beim SR04 funktioniert weiß ich jetzt nicht. Ich kenne aber Module ähnlicher Bauart, bei denen die Empfindlichkeit des Empfängers aktiv geregelt wird. Die Intensität des Echos nimmt ja mit der Entfernung ab. Die Verstärkung des Empfängers wird nach dem Aussenden des Pings stetig erhöht, da ja das Echo immer schwächer wird. Außerdem wird der Empfänger währendes Pings deaktiviert, machmal auch der Piezo kurzgeschlossen, um Übersteuerungen zu vermeiden.

MfG Klebwax

[Dirk]

Hi Leute,

nach den vielen Ideen hier würde ich euch fragen, ob eine Art "universelle" US-/IR-Bake denkbar ist.
Wenn ja, könnte man ja eine Platine designen, die einige unterschiedliche Navigations-Konzepte ermöglicht,- entweder dadurch, dass man sie nur jeweils teilbestückt oder bestimmte Funktionen de-/inaktiviert.

Dazu ein paar Fragen bzw. auch schon Design-Entscheidungen zur Bake:
1. Stromversorgung:
-- a) Versorgungsspannung 3,3..5V
-- b) USB-A-Anschluß zur Direktversorgung der Bake
-- c) Ladung eines internen Akkus über USB
-- d) Ergänzungsladung durch kleines Solarpanel (Anschluß vorsehen)
2. Sensorik/Aktoren:
-- a) US-Sender und -Empfänger mit Rundumsicht bzw. mind. 180° Sicht
-- b) US-Sender und -Empfänger einzeln direkt ansprechbar (keine I2C- oder seriellen Typen)
-- c) Reichweite US bis 5m
-- d) Vorabentscheidung, wie viele US-Sender/-Empfänger max. zum Einsatz kommen werden!
-- e) Parallel zu d) die Entscheidung, ob ein/zwei Kegelreflektor(en) zum Einsatz kommt/kommen (bei nur 1 US Sender/Empfänger)
-- f) IR-Sender und -Empfänger mit Rundumsicht bzw. mind. 180° Sicht zur Kommunikation in einem 5x5m Raum (z.B. über Decken-Reflexion)
-- g) IR-Kommunikation z.B. als RC5-Code oder eigener Code
-- h) IR-Kommunikation prinzipiell möglich als: Bake-Bake, Bake-Roboter, Roboter-Roboter
-- i) Entscheidung über die "Masterfunktion" einer Bake, über die nur die Kommunikation Baken-Roboter läuft (kann auch später entschieden werden, da dies die Hardware nicht beeinflussen dürfte)
-- j) Lichtkennung der Bake zur Lichtortung durch den Roboter mit mind. 180° Ausstrahlung horizontal in den Raum (ggf. nach oben und unten schlitzartig begrenzt!)
-- k) Lichtkennung z.B. fest impulscodiert oder mit festem RC5-Kenn-Code (bis zu 8 Codes möglich?)
-- l) Lichtkennung dimmbar zur Verminderung von Reflexionen
-- m) Evtl. Farbkennung der Lichtkennung (setzt Farberkennung auf dem Roboter voraus)
3. Ansteuerung der Bake:
-- a) Vorab definierter Stecker/Pinleiste mit allen Verbindungen zu den o.g. Sensoren/Aktoren und der Stromversorgung
-- b) Prozessorsystem mit 3,3..5V I/O-Ports oder GPIOs
-- c) Keine Festlegung auf ein bestimmtes Prozessorsystem
-- d) Mindestanforderungen: Laufzeitmessungen im µs Bereich müssen möglich sein, Anzahl der I/O-Ports muss ausreichend sein, gut wären einige Hardware-PWM-Ports, EEPROM-Speicherplatz für dauerhafte Settings (alles noch genauer anhand der Punkte oben zu spezifizieren!!!)
-- e) Ein Sleep-Modus mit minimalem Stromverbrauch
-- f) Externe Aktivierbarkeit durch die IR-Kommunikation

[Rabenauge]

Klingt toll. so stelle ichs mir vor- dann haben möglichst viele was davon.
Aber: eigene Platine?
Klingt wiederum teuer. Auch wenn man die in ner Kleinserie machen lässt wird das nicht soo preiswert. Drauf muss auch noch was.
Ich weiss: viele mögen die Arduinos nicht, aber ich werf mal http://arduino.cc/de/Main/ArduinoBoardProMini in den Raum.
Zu bekommen unter 5€ beim Chinesen...fertig aufgebaut.
13 digitale Pins, davon 6 als PWM-Ausgänge ohne weiteren Zauber nutzbar, 6 analoge Ausgänge, gibts sowohl für 3.3V als auch für 5V, Grösse 1.8cmx3,5cm.
Läuft ab 3.3V (Versionsabhängig, gibt auch die 5V-Variante), und mit bis zu 12V.
Wäre meine erste Wahl-nich, weils nen Arduino ist aber preiswerter geht nicht-auch nicht im Eigenbau.
Programmieren kann man das Ding bequem per USB, braucht dazu nen Adapter, der auch in der Gegend kostet (einen für egal wieviele Baken nur).
Durch die Möglichkeit, normale Steckleisten einzulöten, kann man die Zubehör-Platine einfach huckepack drauf löten, und gut.

Das Gleiche liesse sich als Roboter-Erweiterung bauen, I2C, SPI ist _auch_ vorhanden!
Anstecken, und läuft.