Kurze Einführung:
Wenn man auf seinem Roboter mehr als einen Ballsensor montiert, kann man die verschiedenen
Messwerte gegeneinander vergleichen und damit eine genauere Aussage darüber treffen,
wo sich der Ball wahrscheinlich befindet.
Hier sind ein paar Schaltungsvorschläge – ich habe sie "Rundblick"
getauft, weil sie dem Roboter wenigstens teilweise einen Rundum-Blick ermöglichen.
I2C-Rundblick:
Dieser I2C-Rundblick ist nichts anderes als ein I2C-Expander Analog,
bei dem 7 der Analog-Eingänge schon fest mit Ballsensoren verdrahtet worden sind.
Die Ballsensoren sind in Winkelabständen von 15° angeordnet, so dass sie einen
Viertelkreis komplett überblicken können.
Wie sieht denn so ein I2C-Rundblick überhaupt aus?
Wer unsicher ist, welchen Wertebereich seine Ballsensoren liefern, der kann den
Prallelwiderstand RP2 in einen Stecksockel (z.B. in eine halbierte IC-Fassung GS18P)
setzen anstatt ihn fest einzulöten und mit verschiedenen Widerstandswerten
experimentieren.
Die Programmbibliothek zum Zugriff auf den I2C-Rundblick ist dieselbe, die auch
für den I2C-Expander Analog verwendet wird (siehe oben).
I2C-Rundblick mini:
Der I2C-Rundblick mini ist eine in mehrfacher Hinsicht abgespeckte Version des
Rundblicks mit MAX128:
Er besitzt nur noch 4 statt 7 Ballsensoren. Nur 8 statt 12 Bit Auflösung.
Er belegt nur 38% der Platinenfläche und braucht nur 10% der Bauteilkosten
(weniger als 5 EUR). Alle Bauteile sind leicht zu beschaffen.
Man kann man ihn auf einer einseitigen Platine aufbauen.
Es sind trotzdem 8 Stück an einem I2C-Bus adressierbar. Der I2C-Stecker ist
um 90 Grad gedreht, damit man bequem mit einem Kabel alle Rundblick-Platinen
reihum anschließen kann.
Wie sieht denn so ein I2C-Rundblick mini überhaupt aus?
I2C-Rundblick mini Pulsed:
Der I2C-Rundblick mini Pulsed verwendet andere Ballsensoren, die nur auf
gepulstes Infrarotlicht reagieren. Damit können sie die neuen gepulsten Bälle
beim RoboCup Junior sehr zuverlässig vom Hintergrundlicht unterscheiden.
Diese Sensoren geben ein digitales PWM-Signal aus. Ich leite das Signal
durch einen analogen Tiefpass, damit ich es mit einem A/D-Wandler messen kann.
Dieses Verfahren wird auch in Martin's Bastelstube, Teil XIII verwendet.
Wie sieht denn so ein I2C-Rundblick mini Pulsed überhaupt aus?
I2C-Rundblick Mega:
Der I2C-Rundblick Mega ist eine runde Platine, die mit 17 Ballsensoren bestückt ist.
Ein eigener Mikrocontroller ATMega32 verarbeitet die Signale von allen Sensoren und liefert
das Ergebnis über den I2C-Bus zum Master.
Zwei zusätzliche Ballsensoren können auf einer abgesetzten Platine montiert
werden, um den Ball im Dribbler zu überwachen.
Ich habe die Platine mit 20 cm Durchmesser gebaut. Damit ist sie etwas kleiner als der Roboter.
Bei Zusammenstößen mit anderen Robotern wird die Elektronik dann nicht so leicht
beschädigt.
In der Mitte der Platine gibt es einen Durchbruch, in dem Kabel durchgeführt werden
können.
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Jeder Ballsensor ist mit einem eingeschlitzten Schrumpfschlauch versehen, damit er nur die
Signale aus seiner Haupt-Blickrichtung auswertet. Der Mikrocontroller prüft dann, aus welcher
Richtung drei nebeneinander liegende Ballsensoren das kräftigste Signal empfangen.
Meine PowerBoys
arbeiten sehr effizient mit dieser Methode. Links sieht man eine Balkengrafik mit den
Messwerten aller Sensoren – hier wird der Ball in Richtung des Sensors 2 gemeldet,
obwohl Sensor 3 einen höheren Messwert zeigt.
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Wie sieht denn so ein I2C-Rundblick Mega überhaupt aus?
I2C-Rundblick Ultra:
Der I2C-Rundblick Ultra besitzt ebenfalls einen eigenen Mikrocontroller ATMega32.
An Stelle von Ballsensoren steuert dieser Rundblick bis zu 8 Ultraschall-Abstandssensoren
(ehemalige Einparkhilfe vom Auto) an.
Wie sieht denn so ein I2C-Rundblick Ultra überhaupt aus?
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