Homebase mit Ladestation

[matren]

Rein interessehalber.

Hat jemand schomal eine Homebase für den Roboter gebaut, die dieser dann anfährt um sich selber neu zu laden gebaut.

Wie habt ihr das mit dem Auffinden der Basisstation gelöst?
Wie habt ihr das mechanisch gemacht das der Roboter richtig reinfahren kann?

Wie habt ihr das mit dem Laden der Akkus gemacht ?
Bleibt das Roboterboard während dem Ladevorgang aktiv ?

Möglichkeiten gibt es da ja ziemlich viele.

[Matthias]

Ich steh auch vor dem Problem, wie ich den Kontakt basteln soll. Bei mir bleibt alles an. Der robby kann sich ja nicht selber Starten, nachdem er fertig geladen wurde.

[matren]

Hast Du dir da schon Gedanken über die Ortung der Station gemacht.
Ich hatte so eine wage Grundidee das mit mehrere Sensorsystemen zu machen (Fernortung , Nahortung, Einfahrt über z.B. Linie und Liniensensor, mechanische Führung in die Station).

Prinzipiell muss man sich ja auch überlegen ob die Basis ebenfalls über eine intelligente Elektronik verfügt, die evtl. mit dem Roboter kommuniziert, oder ob es einfach nur eine dumme Ladestation mit dem Stecker dran ist.

[matren]

Ah, siehste, ich bin ja jetzt auch schon ein Experte.
Das bestätigt die Theorie, das der, der viel laber aber nichts kann, sehr schnell in der Hirachie aufsteigt. :)

[Manf]

Das Thema "Homebase finden" wurde vor Kurzem hier diskutiert
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=1804&postdays=0&postorder=asc&highlight=tsop&start=22
und hier wird ein Ortungskonzept besprochen.
http://www.the-starbearer.de/Roboter/Baugruppen/IRBake/IRBake.htm
Mit dem aktiv bleiben des Roboters gibt es vielleicht unterschiedliche Strategien, aber ich denke ein Friseur wird es dem Kunden schon auch sagen wenn er fertig ist, damit der den Platz wieder frei bekommt.
Manfred

[matren]

Ups, hätte mich vorher im Forum umschauen müssen.

Danke für den Tip.

[Matthias]

Ich sehe nichts schlimmes daran, dass der µC an bleibt. Es ist sogar super praktisch, weilo man mit ihm die Ladung regeln kann.

In dem Thread wurde nur die Ortung, nicht aber die kontaktierung besprochen.

[matren]

Ich denke das man für die Kontaktierung verdammt viele Möglichkeiten hat.

Prinzipiell kann man ja irgendwelche Stecker verwenden (z.B. Klinkenstecker), was jedoch etwas aufwendiger werden kann, da man den Roboter ja wirklich sehr genau in dei Station fahren muss.

Eine andere Möglichkeit wäre es einfach Kontaktblecke (z.B. aus Kupfer zu nehmen.

So könnte ich mir das vorstellen:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=157
Der Schalter dient dazu die Spannung and den Kontakten der Homebase erst zu aktivieren, wenn der Roboter auch wirklich richtig drin steht um.
Das ganze kann man ja auch von unten aus kontaktieren.

Wäre doch ne recht einfache Idee.

[matren]

Und dann wäre da noch die möglichkeit über Induktion zu laden, so mit Steuerelektronik auf dem Robby und ner Menge Energieverschwendung.

Oder, was mir noch besser zusagen wurde:
Ein gerichteter Mikrowellenstrahl.
Ich denke da an sowas mit roter Rundumleuchte und dem RN-Speak Modul:
"Achtung !!! Achtung!!! Alle sofort das Gebäude verlassen und sich ausser Strahlenreichweite begeben. Roboter Ladevorgang beginnt in 30 Sekunden."

Noch besser wäre es natürlich wenn der Roboter garkeine Ladestation bräuchte. Ich warte da aber immer noch auf die Mini-Atomkraftwerke im 9V-Block-Format.

Neuerdings gibt es da ja die Brennstoffzellen mit Methanol.
Da könnte der Robo nen kleinen Methanol-Tank haben, der dann an der Homebase über ne Pumpe geladen wird. Mit nem Schwimmer könnte man die Restennergie im Robby ermitteln.
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Aber mal ersthaft:
Ich stelle mir da so ne Homebase mit eigenem Controller vor, so mit ner richtige Steuerung:
- mit Motoren, die die Kontakte ausfahren sobald der Robby in der Station steht
- mit richtigem Ladegerät (irgend was war da noch mit zyklisch Laden...??)
- Kommunikationsverbindung zur Homebase um neue Befehle entgegenzunehmen oder Daten abzuliefern, die der Robo gesammelt hat.
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Also momentan habe ich nur ein Board. Und das Ding fährt irgendwie nicht.
Ich vermute das ich da wohl noch ein paar Motoren brauche um es anzutreiben. Aber dann fehlen mir noch die Akkus.
Ohh, daß kann ja noch dauern. :)
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Und selbst wenn ich da mal nen Robo mit Homebase habe, stellt sich die Frage für was das Ding denn dann gut ist. Normalerweise frage ich mich ja immer :
- Kann das Ding kochen ?
- Putzen ?
- Nee ? für was is es dann gut ?

[Manf]

Ah, siehste, ich bin ja jetzt auch schon ein Experte.
Das bestätigt die Theorie, das der, der viel laber aber nichts kann, sehr schnell in der Hirachie aufsteigt. :)
Und selbst wenn ich da mal nen Robo mit Homebase habe, stellt sich die Frage für was das Ding denn dann gut ist. Normalerweise frage ich mich ja immer :
- Kann das Ding kochen ?
- Putzen ?
- Nee ? für was is es dann gut ?
Vielleicht kann der Robo ja auch Experte werden. :-b
Manfred

[matren]

Ok, ok, dann hol ich mir das RN-Sprachmodul (oder 2) vollbestückt mit Speicherchips.

Wenn das Ding dann ordentlich den ganzen Tag redet muss man ihm ja wohl eine gewisse Intelligenz zusprechen (es gibt da übrigens einen Englischen Begriff dafür: "Intelligence by babble").

Jedoch würde auch das ständige auf und abfahren im Raum für eine gewisse Führungsqualität sprechen : "Management by walking around".

Oder ich häng mir das Ding auf den Rücken ("Management by standing behind"). Braucht keine Programmierung, keine Akkus und überzeugt durch seine bloße Anwesenheit. Auch ein fehlender Sprachchip schadet da erst recht nicht, denn ein wehementes Schweigen kann (und "muss" in diesem Fall) als Weisheit gedeutet werden.

Somit habe ich ja eigentlich jetzt schon den besten Roboter:
- extrem weise
- hat führungsqualitäten
- ist intelligent
- extrem stromsparend

Und alles auf dem kleinsten Atmel Controller drauf.
Ha, und da entwickeln andere Ewigkeiten dran rum.

Man muss sich halt nur auf das wesentliche konzentrieren.

Vieleicht, wenn ich nicht zu sehr mit meinem Controller beschäftigt bin, kann ich ja mal ne Anleitung dazu schreiben. :)

[Matthias]

Wenn der Robby in sowas reinfahren soll, wie du's aufgezeichnet hast, kriegst du aber arch probleme mit den Abstandssensoren.

Ich wollte sowas wie Schleifer unten an meinem Bot anbringern. Die Schleifer hab ich schon (blattdicke Metallfolie aus einem "Unsere Wahre ist elektronisch gesichert"-Teil). Nun muss ich mir die beste Anordnung der schleifer und der ladeflächen überlegen.

Ich bin immer für gute Radschläge offen....

Matthias

[matren]

Die Abstandssensoren haben ja keine Eingebaute Steuerung,
daß erledigt ja das Programm des Robos. Ob er auf diese reagieren will oder nicht wird ja Programmtechnisch gesteuert.

Die Homebase braucht halt ein Identifizierungsmerkmal, womit der Robo erkennen kann, daß er sich genau vor ihr befindet.
Dann braucht er sich ja nicht mehr um die Sensoren zu kümmern.

d.h.
- Ortung der Homebase über Infrarot
- Positionierung vor die Homebase über Führungslinien und Liniensensor
- Abschalten der Abstandssensoren
- Einfahren anhand der Führungslinie
- zusätzliche Mechanische Führungshilfe verwenden
- Stopmarke (ebenfalls über Liniensensor) an Homebase erkennen und entsprechend anhalten

[Manf]

Ich denke, so eine Homebase ist ein Ort an dem sich der Roboter zu Hause fühlen kann. Mit ein paar cm Toleranz in der Spur sollte er sich einfach auf Leitplanken verlassen und bis zum gepolsterten Anschlag hineinfahren. So etwa wie man ein Sofa aufsucht wenn man erschöpft nach Hause kommt.
Wenn ein Anfahren von Hindernissen ohne Berührung auch sonst vorkommt, dann kann man es in der Homebase auch verwenden. Die Feinjustierung sollte aber eigentlich keine Spezialsensoren erfordern, die nur in der Homebase gebraucht werden.
Manfred

[hrrh]

zu der weiter oben vorgeschlagenen lafung mittels hochfrequenz: ics moegen viel hf gar nicht, bei den in frage kommenden leistungen hat man einen microprozesor im schon geschmolzen unk kaputt format. wenn man sich manche homepages anguckt, siht man welch aufwand noetig ist, damit man einen pc neben einem funkgeraet betreiben kann

kann man den akku denn überhaupt gleichzeitig laden und stron für den controller speisen?
ich glaube nicht !
da müsst man eine zusätzliche elektronik aufbauen!!!!

[Matthias]

Wieso sollte das nicht gehen? Der Akku ist ja nicht so tief entladen, dass er einen so kleinen Wiederstand hat, dass er dem µC den Strom klaut, weil er ja dvor in die Station Gefahren ist.

[hrrh]

das funktionirt nur dann, wenn das ladegeraet mehr strom liefert als die elektronik braucht. sollte aber jedes bessere ladegeraet schaffen.

[Johannes]

Das meiste fressen eh die Motoren und wenn die ruhen, dann wird der Ladestrom langen.

Gruß
Johannes

[matren]

Wie regle ich das dann ?

Ich würde mir das so denken :
1.) Strom am Roboter messen (bei fest definiertem Zustand - z.b. ohne Motor.)
2.) benötigter Ladestrom des Akkus dazuzählen.

Also Stromregler an die Station und entsprechend einstellen.
Dann müßte das doch passen, oder ?

[Johannes]

Ja, genau. Sollte klappen.

Gruß
Johannes

[matren]

Wenn ich sowas am RNBFRA 1.2 mache, könnte ich doch über das Board laufend die Spannung messen und rechtzeitig den Ladevorgang abbrechen.

das würde doch heißen daß ich ne weile lade (so mit 10% Ladestrom bezogen auf die Kapazität), den Ladevorgang unterbreche um die Spannung am Akku zu messen (weil ich ja sonst die Spannung des Ladegerätes messen würde), und wenn die benötigte Spannung noch nicht erreicht ist, weiterlade.
Oder habe ich irgendwas übersehen ?

Die Frage ist bei welcher Spannung soll der Ladevorgang abgebrochen werde. z.B. bei Akkus mit 12 Volt.
(Da dürfte es ja dann auch Unterschiede je nach Akku-Typ geben, oder ?)

[hrrh]

es gibt unterschide, im zweifelsfall hilft das datenblatt des akkus

[Matthias]

das kann man ganz einfach messen. Der µC kann das Laden ja regeln. Während des Ladens geht so'nen Netzteil ganz schön in die Knie. Wenn der µC an seinem Akkuspannungs-Überwachungsport wieder eine Halbwegs normale Spannung abgreift, verlässt er die Station wieder. Ist doch easy, oder?

[Johannes]

Ich kenne mich selbst nicht so gut mit Ladevorgängen aus... ;-)
Hält ein Ladegerät beim laden nicht die Spannung?

Gruß
Johannes

[matren]

Wenn ich nur die Spannung messen brauche ist es wirklich easy, dann braucht die Ladestation nur 2 Kontakte und muss auf den richtigen Ladestrom eingestellt sein.
Der Robo fährt rein und misst kontinuierlich die Spannung und verläßt die Station von alleine wenn er genug hat.

@Johannes:
Die Spannung kann eigentlich garnicht konstant bleiben, da wir ja den Strom schon konstant halten, sich aber der Wiederstand des Akkus beim Laden ändert. (?)

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So einfach habe ich mir das mit dem Laden aber nicht vorgestellt.
Sicher geht es mit Delta-Peak Verfahren auch wesentlich komplizierter.
Aber lohnt sich der Aufwand in Bezug zum Nutzen ? Ich glaube nicht.
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Ich hatte mir schon gedacht, daß ich da ne Art Kommunikationsport einrichte (so ne IR-Diode an der Basisstation) an die der Robo Befehle schicken kann. Aber das wäre ja fürs Laden garnicht nötig. :)

[hrrh]

manche ladegeraete halten die spannung, wenn die spannung einbricht taugt das ladegeraet nix!!!!! bleiakkus laedt man mit konstantspannung, d.h. die spannung MUSS IMMER gleich bleiben und daher wird mit sehr grossen stroemen (zum teil 150A fuer ein akku!) geladen. das mit dem spannung messen funktionirt nur beim laden mit konstantstrom

[matren]

Gibt es da Unterschiede zwischen Blei-Gel Akkus und normalen Bleiakkus (Autobatterie) ??? Soweit ich bisher gelesen habe (Laden von Bleiakkus) sollten diese ebenfalls mit max 1/10 Strom der Kapazität geladen werden, da dies wesentlich schonender für die Akkus ist und ein zu hoher Strom den Bleiakku zerstören kann. (was aber auch für die anderen Akkus zutrifft).

:-s

[Matthias]

@hrrh: ich meine, dass man mit dem µC, auch wenn die Spannung immer Konstant bleibt, während des Ladens eine geringere misst, weil der Akku schon so viel Wechnimmt oda so. Auf jeden fall klappt's bei mir....

[Matthias]

@matren: Ein Bleigelakku kostet ca 10€. Da stört es mich nicht, dass ich dass nur 100 mal komplett neu aufladen kann, wenn ich es in nur 1/4 der Zeit lade, die ich bei 1/10 der Kapazität... bräuchte.

[matren]

Und was heißt das nun ???

- 1/10 bei Konstantstrom zur "gerechten" Akkuladung.
- Konstantspannung zum Schnellladen (bei billigen Bleiakkus :))

Bei Konstantstrom verstehe ich das ganze ja, wie will ich aber bei Konstantspannung was messen ? (da habe ich ja immer die gleiche Spannung an Akku und am µC, sonst stimmt was mit der Konstantspannungsquelle nicht).

:-k

[hrrh]

es gibt leute die laden einen bleiakku in 20min (und verwenden einen entsprechenden strom) und ein akkusatz kostet ca. 600€ ist in dem fall trozdem sinnvoll (weil der akku nach 50km-100km leer ist und eine ladung mit 1/10 konstantstrom viel zu lange dauert)

[Manf]

Vielleicht ist ja auch bei den folgenden Quellen etwas brauchbares zum Akkuladen. Ich benutze selbst zwar keine Blei Gel Akkus aber für meine NiMh und Li Ion Akkus habe ich alles in solchen links gefunden.

Grundlagen
http://www.elexs.de/akku2.htm

siehe auch
http://www.google.de/search?hl=de&ie=UTF-8&q=blei+gel+akku+ladevorgang&btnG=Suche&meta=

Ladekonzepte
Charge controller lead acid
http://focus.ti.com/lit/an/slua055/slua055.pdf

Ladegeräte
http://oem.ansmann.de/de/c_standard_08.html
http://www.tillmann-elektronik.de/Ladegeraete.htm
Manfred

[matren]

Danke, ich denke das hilft mir weiter.

Dank und Gruß

[hrrh]

wie kann ich eigentlich akkus (NiCd) reaktiviren? ich habe naemlich einen laptop der noch solche akkus braucht :( leider sind diese altersschwach.

[matren]

Schau mal hier:
http://www.elexs.de/akku1.htm.

[hrrh]

ich hab keinen kurzschluss im akku, sondern eine viel zu geringe kapazitaet. trozdem danke fuer den link

[matren]

Hab ich mir fast schon gedacht !

Vielleicht muss man ihn erstmal kurzschliessen und dann wiederbeleben.
(Wie beim Herzkammerflimmern) :)

weil dann, ... ja dann könnte man die Anleitung ganz gut gebrauchen. http://www.tag-board.com/smilies/biggrin.gif

[BlueNature]

Ich denke gerade auch über eine Ladestation meines Roboters nach. Der Roboter ist ein Kettenfahrzeug mit gewisser Bodenfreiheit, eben wie ein Panzer.

Nun habe ich schon eine komplette Navigation und Umgebungserkennung die ich auch für die Fahrt zur Ladestation nutzen will. Damit ist ein Punkt vor der Ladestation der Anfahrtspunkt in der Koordinate und wenn er dort angekommen ist orientiert er sich in Richtung der Ladestation um mittig einzufahren.

Die Halteposition dachte ich mir mittels zweier Lichtschranken vor und hinter dem Roboter, so das diese nicht unterbrochen sind wenn er genaue Position hat.

Hat er seine Position erreicht soll unter dem Roboter genau zwischen den Ketten eine Platte angehoben werden. Diese ist mit zwei mit MOS-Gummi gefederten Metallplatten versehen, welche genau auf die Metallplatten unten am Rumpf sind.

Nun ist das Prinzip eigentlich ganz schön, aber es mus zum ersten sehr flach sein und auch eine gewisse Intelligenz besitzen. Es muss ja nacher mit dem Hauptrechner wie der Roboter kommunizieren um den Ladezustand und den Zustand der Ladezustand zu ermitteln.

So in etwa habe ich es mir vorgestellt. Einen U-Förmigen Kanal in den der Roboter einfährt und wieder ausfährt nach der Ladung.

http://www.mds-5.de/temp/Docking-Station16.jpg

Der Trafo und die gesamte Stromregelung für die NiMH-Akkus solen auch in den Seitenteilen sein. Das Ganze per RS232 am Host-Rechner des Roboters gekoppelt.

Vieleicht hat ja jemand noch irgendwelche Anregungen.

Grüsse Wolfgang

[Mac Gyver]

ich denke es ist am einfachsten den robbi mittels umschaltrelais komplett vom akku zu trennen und einfach an ein externes ladegerät anschlissen sobald das laderät abschaltet zieht dass relais wider auf normal und es geht weiter

das ist mal das problem des ladens wie man richtig in die base navigiert ist was anderes

gruß macgyver

[NumberFive]

@ Mac Gyver

aber machst Microcontroller keinen rest beim umschalten ?

@BlueNature
hast du irgendwo ein bild von deinem Robi ?
suche schon sehr lange nach ein kettenlosung un habe nix gescheites gefunden.

ich würde die mechnik in den bogen der lade station machen nicht in den robi dann brauchst du das nicht die ganze zei mit rum schleppen.

Gruß

[Mac Gyver]

hi
ich nehme mal an du willst damit sagen dass der microcontroller dann keinen saft mehr kriegt. das stimmt schon aber den braucht er ja auch nicht während der ladung also einfach abschalten und wen die ladung fertig ist und das relais umschaltet wieder ein oder gibt es da probleme mit dem datenverlust? (kenn mich noch nicht so gut aus) wenn das ein problem ist könnte man evtl von aussen eine 5v versorgung bereitstellen

gruß macgyver

[NumberFive]

Naja wenn du dein rechner neu startes ist der haup speicher natürlich leer.

ich weiß nich wie der robi gebaut bzw geplannt ist in so fern weiß ich nicht wie prolematisch das ganz ist.

Gruß