Tester für passive Ballsensoren
Ich habe bei einigen Fußball-Robotern (speziell den "Goalies") oft
gesehen, dass sie mit reichlich Ballsensoren gespickt waren.
Von denen ging ein ganzer Wald von Kabeln auf die verschiedenen
Sensor-Eingänge des RCX / Bobby-Boards etc.
Bei so einem Aufbau wird die Verkabelung schnell unübersichtlich.
Man kann kaum herausfinden, ob man aus Versehen zwei Sensoren vertauscht hat.
Bei hektischen Umbauten im Wettkampf (z.B. zum Wechseln der Batterien)
werden leicht Kabel vertauscht, und man bemerkt es kaum. Dann wundert man
sich, wieso der Roboter sich so merkwürdig verhält ...
Als Abhilfe habe ich einen Tester für Ballsensoren gebaut. Damit kann
man prüfen, ob die Verdrahtung aller Ballsensoren richtig ist.
Die Materialkosten betragen etwa 2 Euro, bei einigen Bastlern findet man
auch alle benötigten Teile in der Bastelkiste.
Wir brauchen:
- 1 leere Filmdose aus Plastik, schwarz (gibt's dort, wo die Leute
noch altmodische Fotoapparate mit "richtigen" Filmen benutzen)
- 1 Infrarot-Leuchtdiode (gibt's im Elektronik-Fachhandel oder aus
einer alten TV-Fernbedienung)
- 1 Widerstand 470 Ohm
- 1 Taster (je kleiner, desto einfacher zu montieren)
- 1 9-Volt-Blockbatterie
- 1 Anschlussclip für die Batterie
Schaltbild:
Das Wirkungsprinzip ist einfach: Sobald der Taster gedrückt wird,
strahlt die Leuchtdiode Infrarotlicht ab.
Aufbau:
Im Prinzip werden einfach alle Bauteile in Reihe hintereinander
gelötet. Dabei achten wir aber gleich darauf, dass sie mechanisch
günstig zueinander liegen. Schließlich muss das Ganze am
Schluss vernünftig handhabbar sein.
Als erstes messen wir den Durchmesser der Leuchtdiode (nur den vorderen Teil)
– in den meisten Fällen sind es 5 mm.
Wir bohren ein passendes Loch in den Boden der Filmdose (möglichst in
die Mitte). Wenn wir einen Bohrer nehmen, der 0.1 mm kleiner ist als
die Leuchtdiode, dann sitzt sie schön stramm drin und braucht nicht
unbedingt mit Kleber fixiert zu werden. Die Filmdosen sind sowieso
meistens aus einem merkwürdigen Plastikmaterial gebaut, das
überhaupt keinen Kleber annimmt.
Die Leuchtdiode wird so in das Loch gesteckt, dass sie in das Innere der
Filmdose hineinleuchtet. Wir biegen die Anschlussbeinchen der Leuchtdiode
parallel 90° zur Seite. Sie sollten mindestens 2 mm Abstand zur Filmdose
behalten, damit das Plastik der Dose beim Löten nicht verschmort.
An das eine Beinchen der Leuchtdiode löten wir den Widerstand, an das
andere Beinchen den Taster. (Achtung! Die Schaltung auf den Fotos hält
sich nicht exakt an diese Beschreibung.)
Der Batterie-Anschlussclip kommt an die offenen Anschlüsse des
Widerstands und des Tasters. Dabei müssen wir aufpassen, dass
die Polarität der Batterie zur Durchlassrichtung der
Leuchtdiode passt!
Das war's schon.
Jetzt müssen wir erst mal den Tester testen, damit wir auch sicher
sein können, dass er seine Aufgabe erfüllt.
Dazu wird der Sensor-Eingang am RCX auf Lichtsensoren eingestellt.
Wir lassen uns die Sensorwerte auf dem Display anzeigen.
SetSensorType (SENSOR_1, SENSOR_TYPE_LIGHT);
SelectDisplay (DISPLAY_SENSOR_1);
Wir stecken die Filmdose über das vordere Ende des Ballsensors.
Jetzt muss der angezeigte Sensor-Messwert jedes Mal deutlich sinken,
wenn wir den Taster drücken. Falls das nicht der Fall ist:
Eine mögliche Fehlerursache könnte sein, dass wir die
Batterie falsch gepolt haben. Also einfach mal die Anschlussdrähte
der Batterie tauschen und nochmal probieren.
Im Einsatz wird der Ballsensor-Tester genauso benutzt. Wir halten ihn
vor einen der zahlreichen Ballsensoren an unserem Roboter und sehen nach,
ob der richtige Sensor-Eingang auf das Licht reagiert. Wer den echten
Luxus haben will, schreibt sich noch ein spezielles NQC-Programm, das ihm
auf dem Display ausgibt, welcher Ballsensor den niedrigsten Wert zeigt.
Falls die Leuchtdiode nicht richtig stramm im Loch steckt, kann man die
Schaltung mit etwas Tesafilm an Ort und Stelle festhalten.
Dabei darf natürlich der Taster nicht zugedeckt werden!
Mit einem zweiten Streifen Tesafilm wird das Kabel an der Filmdose
befestigt – als Knickschutz und Zugentlastung, damit die
Lötstellen nicht von der Bewegung des Batterie-Anschlusskabels
abbrechen.
Tester für aktive Ballsensoren
Seit 2009 gibt es im RoboCup Junior neue Bälle, die das Licht nicht
mehr im Dauerbetrieb ausstrahlen, sondern mit 40 kHz gepulstes Licht
aussenden. Dafür habe ich auch schon einen Ball-Simulator entworfen,
der aber einiges komplizierter ist als der oben beschriebene Ballsensor-Tester.
Mit einem Drehschalter kann man simulieren, wie der Ball bei größerer
Entfernung ein immer schwächeres Signal von sich gibt.
Die Platine sieht riesig aus, in Wirklichkeit ist aber 75% der Schaltung nur
dazu da, den Verlauf der Pulse optisch darzustellen. Man könnte den
"wirklich wichtigen" Teil der Schaltung auch bequem in einem
kleinen Kunststoffgehäuse unterbringen, wie es sie für den Bau von
Fernbedienungs-Handsendern zu kaufen gibt.
So sieht der Ballsimulator aus:
Pulsierendes Implantat für alte RCJ-Bälle
Seitdem im RoboCup Junior nur noch die gepulsten Bälle eingesetzt werden,
sind die alten Bälle kaum noch zu gebrauchen.
(böse Zungen behaupten ja, sie
seien vorher auch nicht zu gebrauchen gewesen ...)
Ich habe die wichtigen Teile aus der Schaltung des Ballsimulators herausgezogen
und mit SMD-Bauteilen auf einer halbrunden Platine untergebracht, die als
"Implantat" in die alten Bälle passt.
Damit geben auch die alten Bälle gepulstes Infrarotlicht ab.
Die Platine
ist fast nur einseitig mit Leiterbahnen versehen – man kann sie auch
problemlos auf einer einseitig beschichteten Leiterplatte aufbauen und
die fehlenden Leiterbahnen mit Fädeldraht (Kupferlackdraht) auf der
Unterseite ziehen.
Solche umgebauten Bälle sind garantiert nicht ganz so präzise wie die
neuen, originalen RCJ-Bälle, aber sie sind allemal noch gut für das
Training zu Hause, in den betriebsamen Nächten kurz vor dem Wettkampf.
So sieht das Ball-Implantat aus:
Tschüß, euer Martin S.
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