Leitdraht

[Axi]

Wie kann man am einfachsten einen Roboter dazu bringen einem Draht zu folgen? Hier im Forum hab ich ich zwei Möglichkieten gefunden:
1) Draht der nicht von Strom durchflossen wird und einen Metalldetektor
2) ein von Strom durchflossener Draht und Spulen
Ich denke mal das die 2 Methode besser geeignet ist. Wenn ich am Roboter mehrere Spulen nebeneinander anbringe und die induzierte Spannung verstärke kann ich sie doch am uC messen oder?
Hat jemand schon mal was ähnliches versucht/gebaut?
Wieviel Windungen brauchen die Spulen ca? Wieviel Strom muss durch den Leitdraht fließen?
Oder hat jemand eine bessere Idee?

mfg Axi

[linux_80]

Hallo,

ich hätte nur einen Idee zum Draht mit Strom,
wenn man da Wechselstrom anklemmt, baut sich das Feld immer auf und ab, und sollte deshalb leichter zu finden sein, und man braucht evtl. weniger Strom als wenn man da nur einmal Gleichspannung anschliesst.

Hab das aber selber noch nicht probiert.

PS:
es müssen ja keine 50Hz sein, können auch weniger sein, bevor man hier aus versehen noch eine Radiosender baut ;-)

[Vogon]

Hier sind zwei Beispiele:
http://www.betuwe.net/~mowbot/Mowing/New_UDO_5/Electronics_UDO_5/electronics_udo_5.html
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=182825#182825

[Axi]

zu

https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=182825#182825
wenn ich das richtig verstanden hab erkennt er nur ob er außerhalb oder innerhalb der Schleife ist. Ich will aber das er genau dem Draht nachfährt.

[Vogon]

Wenn du genau über dem Draht bist, hast du einen Nulldurchgang der sich recht genau erkennen lässt.
Hier hat Manf das mal gut erklärt.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=5605#5605

[Axi]

Und stören da die anderen parallelen Leitungen nicht?

[Vogon]

Das hängt auch da von ab in welche Richtung der Strom durch die parallelen Leitungen fliest.

Ist die Richtung gleich, wirst du sie in einiger Entfernung nur noch die Summe und nicht mehr einzeln feststellen können.

Bei unterschiedlicher Richtung wirst du sie in der Nähe noch auseinander halten können, weiter weg auch nur noch die Summe und die wird bei gleichem Strom NULL sein.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/7/7d/RechteHand.png/180px-RechteHand.png

Im Beitrag von Manf kannst du lesen das die Sensorspule senkrecht nach unten zum Draht zeigt.
Wenn du genau über dem Draht bist, gehen keine Feldlinien durch dein Spule - deshalb Null. Schon bei einer geringen Abweichung oder schräglage der Spule steigt die Messspannung sofort an.
Wenn du die Spule waagerecht legst hast du über dem Draht das Maximum und je weiter du sie entfernst, um so geringer der Messwert.

[Axi]

In meinem Fall werden die Ströme in den parallelen Leitungen meist gegengleich sein. Ist es nicht egal ob die Spule senkrecht oder waagrecht befestigt ist? Oder gibt es Unterschiede außer das die Spannung einmal null und einmal maximal über dem Draht ist?
Schaut bei waagrechter Spule die Spannung ca so aus?

[Vogon]

Ja, so sollte das sein.

Nur wenn die Leitunge zu nahe kommen heben sich die Felder gegenseitiig auf.

Das wird so bei meinem Rasanmäher benutzt um die Schleife zu einer Insel zu führen. Bei so einer Stichleitung werden die beiden Drähte zur Insel gemeinsam verlegt.

Wenn man dabei nich aufpasst, hat man dann die Leitung um den Froschteich auch mal falsch herum gelegt. Sobald der Mäher an diese Leitung kommt, meint er das er ausserhalb ist. Mit etwas Glück bleibt er dann ratlos mit Fehlermeldung stehen, gerät er aber doch über den Draht, landet er leider im Teich denn der ist ja "innerhalb".

http://www.automower.de/assets/images/Schleifensystem_AM-G2.jpg

[Axi]

wie knapp die leitungen nebeneinander sein dürfen ohne sich zu stören hängt (nehm ich an) vom strom ab?

[Vogon]

Ich denke es ist immer das gleiche Problem.
Wie gut kann den Sensor die empfangenen Signale erkennen und trennen.

Der Sensor befindet sich ja immer in einem Magnetfeld mit Feldlinien der unterschiedlichsten Stärken, Frequenzen und Richtung.

Dein Messergebniss wird davon abhängen für welche und wie er geeignet ist.

Ein Kompas machen ja auch nichts anderes als Magnetfelder anzuzeigen.

Bei dem System mit der Induktionsschleife baut man sich das Magnetfelt selbst. Somit kann man die oben genannten Parameter selbst bestimmen.
Bei den Metalldetektoren geht man ja auch diesen Weg. http://de.wikipedia.org/wiki/Metallsuchger%C3%A4t

[Axi]

Was haltet ihr von einer dieser beiden Spulen also "Sensor"?
http://www1.at.conrad.com/scripts/wgate/zcop_at/~flNlc3Npb249UDkwX0NPUF9BVDpDX0FHQVRFMDk6MDAwMC4wM GY3LjRiOTJlODdlJn5odHRwX2NvbnRlbnRfY2hhcnNldD1pc28 tODg1OS0xJn5TdGF0ZT00MjE1MTE4OTUx====?~template=PC AT_AREA_S_BROWSE&mfhelp=&p_selected_area=%24ROOT&p_selected_area_fh=&perform_special_action=&glb_user_js=Y&shop=AT2&vgl_artikel_in_index=&product_show_id=&p_page_to_display=DirektSearch&~cookies=1&zhmmh_lfo=&zhmmh_area_kz=&s_haupt_kategorie=&p_searchstring=spule&p_searchstring_artnr=&p_search_category=alle&r3_matn=&insert_kz=&area_s_url=&brand=&amount=&new_item_quantity=&area_url=&direkt_aufriss_area=&p_countdown=&p_80=&p_80_category=&p_80_article=&p_next_template_after_login=&mindestbestellwert=&login=&password=&bpemail=&bpid=&url=&show_wk=&use_search=1&p_back_template=&template=&titel=&darsteller=&regisseur=&anbieter=&genre=&fsk=&jahr=&jahr2=&dvd_error=X&dvd_empty_error=X&dvd_year_error=&call_dvd=&kna_news=&p_status_scenario=&documentselector=&aktiv=&p_load_area=$ROOT&p_artikelbilder_mode=&p_sortopt=&page=&p_catalog_max_results=10
http://www1.at.conrad.com/scripts/wgate/zcop_at/?~template=pcat_product_details_document&object_guid=37B2793B123DF71DE10000000A010220&master_guid=&master_typ=&no_brotkrumennavi=&ownrow=1&p_load_area=5418133~1&p_artikelbilder_mode=Ein&p_sortopt=desc%20A3_VALUE&page=1&p_catalog_max_results=10&cachedetail=
Artikel-Nr.: 535559 - 62 und 501620 - 62

[Axi]

Hab grad gesehen die Links funktionieren nicht, aber mit den Artikelnummern gehts

[Amiwerewolf]

Warum so umständlich mit Spulen, benutzt doch einen (oder mehrere) hall sensoren. Diese nehme Magnetische gleich oder wechselspannugsfelder auf und wandels sie direkt in Spannung um. dazu noch ein bis zwei feritkerne pro hal sensor, die ausgangspannung glätten und ab an den µController.
mit dem Entrechenden hall sensor läst sich auch festtellen ob man mittig auf dem draht ist 2.5Volt oder eher links davon > 2,5Volt oder rechts davon < 2,5V

[Axi]

hab jetzt bei conrad nachgeschaut und da haben fast alle einen digital ausgang ..damit fang ich aber nichts an oder?
der kmz-51 schaut gut aus, aber ich hab keine ahnung ob der geeigent ist. gibts nicht einen einfachen der mir nur die spannung analog liefert?

[Amiwerewolf]

könnte funktionieren, da der empfindlich genug ist.
verwende einen sehr empfindlichen hall sensor, den strom der durch das kabel fließt kann man immer noch einstellen.
ich kenn hall sensoren so, das sie 3 beinchen haben Versorgungsspannung, Masse und ausgang, je nach ausrichtung nord oder süd ändert sich die spannung zu größer oder kleiner 2,5V (bei 5 Volt angeleter spannung)


einfach mal bei http://www.mercateo.com/q?query=hallsensoren&catcat=live%7Es.20*root-MC001&perpage=0 guggen

[Axi]

leider liefert der nicht nach Österreich, aber ist einer von conrad empfehlenswert? und wie viel mA/A müssen durch den Draht fließen damit ich in ca 10-20cm entfernung noch was brauchbares messen kann?

[Amiwerewolf]

naja das kann man immer schlecht sagen, weil wenn die erde nass ist fließt das el. magnetische feld auch anders, naja der KMZ10 gefällt mir auch gut!
aber das auslesen solcher sensoren ist nicht immer so einfach wie gedacht,
lieber ein paar euro mehr in den sensor investieren und die umliegenden OPs weglassen. aber man kanns ja einfach mal probieren, wenn du eine versorgungsspannung anlegst, müstten bei O+ und O- ca. die hälfter der versorgungspannung rauskommen. wenn du die elektronen mit einem magnetfeld ablenkst bei O+ mehr und bei O- weniger. Um das zu messende signal zu vergrößern kannst du ja auch ein mehr polliges kabel durch die erde ziehen (siehe Bild) so erhöst du die magnetische flussdichte (laut bild um das 3 Fache). Mit dem Sensor, einfach mal ausprobieren.

[Axi]

Was heißt es wenn steht:
Max. Reichweite: -2.0 - +2.0 kA m

Ist es mit so einem Sensor sicher leichter als mit einer einfachen Spule? :roll: weil ich versteh nix von den sensoren :oops:

[Amiwerewolf]

ich hab immer sensoren gesucht wo sich der bereich in mT (milli Tesla) angegeben ist, aber nix gefunden. ich kann mit kA m nix anfahngen. hall sensoren reagieren auf magnetische flussdichte, du must hald die entsprehende fulussdichte zusammenbekommen! dann schlägt dein sensor auch aus! d.h. in deinem fall den hall entsprechen nah an der leitung positionieren und entsprechend viele leitungen benutzen. einfach mal pracktisch ausprobieren als teroretisch zu rechnen

[Christian H]

Hallo,

ich möchte zu den bisherigen Überlegungen folgendes zu bedenken geben.

Prinzipiell könnte man sich 3 Methoden vorstellen.
1. Die Induktionsschleife wird mit HF gespeist. Siehe Rasenrobo UDO. Nachteile: Der Sensor spricht nur an, wenn er in der Nähe der Schleife ist. D.h. fällt die Schleife durch technischen Defekt aus, wird dies nicht bemerkt. 2. man kann nicht zwischen innerhalb und ausserhalb der Schleife unterscheiden (ausser man macht komplizierte Phasenanalyse.

2. Dein Vorschlag mit statischem Magnetfeld. Nachteile wären für micht: Hoher Stromverbrach der Schleife durch Dauerbetrieb. Magnetfeldsensor zum Navigieren würde gestört. Anfälligkeit durch andere Magentfelder von Motoren. Fragliche Realisierbarkeit, da mir kein Roboter bekannt ist, der damit gesteuert wird.

3. Induktionsschleife mit Stromimpulsen. Vorteil: Praktisch bereits erprobt in kommerziellen Rasenmäherroboter. Ich hab´s auch probiert und es funktioniert:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=182825#182825.
Mach Dir klar, dass Detektion mit Spule und Verwendung einer Induktionsschleife mit Stromimpulsen einerseits und Hallsensor welche auf statisches Magentfeld ansprechen andererseits, nicht vergleichbar sind. Für die Detektion mit Spule ist die Magnetfeldänderung T/sec entscheidend, für Hallsensoren aber die Magentfeldstärke T. Die Magnetfeldänderung ist durch das plötzliche Aus- und Einschalten des Magnetfeldes bzw. der Spannung an der Induktionsschleife sehr hoch. Ich denke, der Effekt ist deutlich stärker als der durch statische Magnetfelder bedingte.

Ich will nicht unbedingt sagen, dass die Verwendung von Hallsensoren nicht funktionieren würde. Lass dich nicht entmutigen, wenn Du es probieren möchtest.


Christian

[vajk]

> Induktionsschleife mit Stromimpulsen

hmmmm - was für HF-Störungen produziert dieser Draht ?

[Vogon]

... was für HF-Störungen produziert dieser Draht ?
Mein Radio steht ca 2 Meter neben der Ladestation. Mit einem Stück Draht als Antenne habe ich im Langwellenbereich keine Chance etwas anderes als den Signalgenerator zu hören. In den anderen Wellenbereichen ist es wesendlich besser. Mit der Dachantenne oder im Autoradio vor dem Haus oder im Carport habe ich bisher keine Störungen bemerkt.

Bei den Unterlagen ist auch eine EU-Konformitätserklärung.
bla, blaa, .... versichert hiermit, dass der automatische Rasenmäher Electrolux Automower ...
- vom 22.Juni 1998 "für Maschinen" 98/37/EG, Anhang IIA
- vom 3. Mai 1998 "über elektromagnetische Verträglichkeit" 89/336/EWG, einschließlich der jetzt geltenden Nachträge
- vom 8.May 2000 "umweltbelastende Geräuschemissionen" 2000/14/EG
Folgende Normen wurden angewendet: EN292-2

Beide Richtlinien habe ich im Internet gefunden und kurz überflogen.
Der Mäher sollte demnach ausreichen sicher sein und keine unzumutbaren Störungen verursachen.

[vajk]

Hmmm .-.. nun wenn Du Dich da nicht irrst ... ich bin Funkamateuer und wenn ich neben Dir wohne würde und mein KW-Empfang (von 1,8 MHz bis 30 MHz in etlichen Frequenzbereichen) gestört wäre, würdest Du Probleme bekommen, außer wir wären gute nachbarn und würden uns auf kurze Betriebszeiten einigen ;-) ....
Da ist das Selbe wie mit dem Sch**** PLC-Modems, wenn die haben erstmal eine Zulassung, jedoch wenn sie am netz sind - oder in Deinem Fall am Draht hängen, dann werden sie zu Störsendern und können durch die BnetzA stillgelegt werden !!!
Insbesondere jeder, der PLC kauft, sollte damit rechnen, daß die Investition umsonst war !

Wie gesagt, sobald das Teil Störungen verursacht ist die Zulassung erstmal für die Katze !

Nur so als Tipp !

Liebe Grüße,
Vajk

[Vogon]

Ist mir schon klar das so eine Sender, der sogar eine digitale Signatur abstrahlt so nebenbei auch ein ordendliches Störspektrum in die Umwelt entlässt.
Schon aus neugierde habe ich mir die Elektronik angeschaut. Die haben sich schon mühe gegeben, denn es sehe auf dem Bord Bauteil die nach Filter aussehen. Auch am Oszi kann ich das an der Signalform vermuten.
Für die "paar" Bits, die zur Schleifenerkennung gesendet werden ist im gegensatz zu Powerline die Bandbreite volkommen unnötig.
Ein abgestimmten Verstärker (mit AGC) im Empfänger, ist sicher auch besser als eine hohe Sendeleistung.
Das ist auch so eine Vermutung, denn ich kann am Mäherdisplay die Qualität und Stärke der Schleifensignal ablesen.

Hier hab ich schon mal meine Bedenken dazu kund getan:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=87902#87902

Noch was: Die eigentliche Sende-Frequenz eines Impulses wird nicht von der Wiederhol-Frequenz, sondern von der Flankenform auf der Schleife (Antenne) erzeugt. Wenn man nicht die gesamte Umgebung verseuchen will, ist ein Bandpass für jeden Signalausgang notwendig.
Eventuell kann man das Signal mit einer H-Bridge ( L293D) erzeugen. Beim Receiver gebe ich komplett auf - wäre eine dankbare Aufgabe für einen Amateur-Funker.

Hast du das schon mal gesehen: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=88054#88054

[Axi]

Ich hatte eigentlich vor ein PWM Signal durch den Draht zu schicken...
werde ich damit wenn stören? wie weit ca? wenn der Strom gering ist und der Draht auch noch vergraben ist wird er doch nicht zu stark stören oder?

[Vogon]

Egal wie du das Signal machst, es kommt darauf an, was du in die Umwelt ab gibst. Wichtig ist dabei welche Frequenzen mit welcher Leistung abgegegeben werden.
Hier ein Beispiel über das WARUM und WIE:
http://www.ikp.uni-bonn.de/dt/lehre/Milca/ssv/content/ssv_s431.xhtml

Und hier ist ein Frequenzplan WER, WO, WAS benutzt. Wie man gut sehen kann, es gib so gut wie kein Stelle die noch nicht benützt wird.
Notrufe in Morse-Telegrafie, Seenot Hauptfreq. , Not- und Sicherheitsanrufe, Notbojen, Flugfunk Such- und Rettungsaktionen, Bundesnachrichtendienst,...
http://www.bis0uhr.de/frequenzen/frequenzen.html#bis25

[Axi]

:oops: viel versteh ich zwar nicht von der seite :(
aber mein leitdraht mit geringen strom und vergraben kann doch nicht mehr stören als wenn ich zb einen motor der einge A zieht per PWM steuere.
Wenn ich statt einem PWM Signal ein Sinus Signal drüberschick dürfte es weniger stören oder?

mfg Axi

[Vogon]

... Wenn ich statt einem PWM Signal ein Sinus Signal drüberschick dürfte es weniger stören oder?
Das hast du richtig verstanden. So geht das auch beim UDO5.

Der Nachteil ist aber - du kannst nicht an dem Signal erkennen ob du innen oder aussen bist.
Das eigendliche Problem dabei:
Jede zusätzliche Information die der Sender Übertragen soll, vergrössert die Bandbreite. An diesem Bild kannst du das erkennen. Um das Recheck auch nur annähernd genau zu übertragen, wird das Signal aus vier Frequenzen zu sammen gesetzt. Je mehr Obertöne du übertragen kannst, umso exakter kannst du das Signal rekonstuirenl.

http://www.omtec-audio.de/fue/feart/at/01001/REZ.gif
http://www.omtec-audio.de/fue/feart/feart_0.shtml

[Axi]

Der Nachteil ist aber - du kannst nicht an dem Signal erkennen ob du innen oder aussen bist.

das braucht ich auch nicht, ich will den draht nicht als begrenzungsdraht nehmen sondern der roboter soll im genau nachfahren.

mfg Axi

[Amiwerewolf]

nehmt doch 50 Hz her, die kommen aus der steckdose! blos noch nen traffo dazwischen! oder man nimmt gleichspannung, die läst dich zwar nicht mehr mit einer spule erfassen, aber mit einem hall sensor!

[Axi]

wie siehts mit den störungen aus wenn ich die wechselspannung über einen Brückengleichrichter oder einweggleichrichter gleichrichte? http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9b/Halfwave.rectifier.en.png
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Gratz.rectifier.en.png
müssten noch immer viel geringer sein als bei einem Rechteckssignal oder?
welche form bittet mehr vorteile?
mfg Axi