Sensoren für Linienfolger

[moebsalike]

Hallo zusammen,

an meiner UNI muss ich dieses Semester einen Linienfolger bauen der auch relativ geradeaus fahren soll ohne die ganze zeit hin und her zu fahren... hoffe das ist verständlich. ^^
Ich muss kurz sagen, dass alles totales Neuland für mich ist, deshalb wäre ich froh, dass wenn ihr mir helfen könnt, es relativ ausführlich und einfach gehalten zu machen. Die ganzen Kürzel die hier non stop gebraucht werden tragen leider oft nicht zu meinem verständis bei und lassen meine google suchfunktion heißlaufen.

Aber um jetzt auf das eigentliche Problem zu kommen:

Meine Aufagbenstellung ist es mich um die Sensorik zu kümmern!

-Fotodiode, -transistor oder -widerstand (Was eignet sich am besten, was sind die einzelnen Vor- und Nachteile?)
-Der Linienfolger soll auch geradeausfahrten können (Wie viele Sensoren braucht man dafür? Zwei oder drei?)
-Wie sollen die Sensoren angebracht werden? Links und Rechts von der Linie? Weiter Abstand? Möglichst dicht beieinander?
-LED oder Infrarot? Vor und Nachteile? Störanfälligkeit vermeiden durch Infrarot? brauch man so viele LEDs und Infrarotlampen wie Sensoren?
-Sensoren vom Tageslicht abschirmen?
-Bonus: geeignete Bauteile für die Sensorik vorschlagen die sich für einen Linienfolger eigenen(evtl. mit link)

Ich hoffe das mir hier schnell geholfen werden kann, damit ich einen raschen Einblick und Durchblick in diesem Bereich erlange! Ich hoffe dieses Thema ist nicht Off-Topic. Ich kann mir gut vorstellen, dass dieses Thema schon mal änlich bearbeitet wurde, jedoch habe ich nichts passendes und einfachgehaltenes gefunden, aus dem ich schlau wurde. Bin gespannt auf eure Hilfestellungen und Problemlösungen!

Vielen Dank schonmal im voraus!

Gruß Michael

[PICture]

Hallo!

Möglicherweise hilft dir teilweise Durchlesen der 145 Threads: https://www.roboternetz.de/community/search.php?searchid=317754 , es sei den, dass von dir neue Entwicklung verlangt wird. ;)

[moebsalike]

Danke, für solche tipps bin ich natürlich auch offen.. wenns schon irgendwo steht dann gerne her mit dem link... will ja auch nicht das hier alles doppelt gemacht wird. nur leider klappt er link nicht bei mir.. der sagt mir "Deine Suchanfrage erzielte keine Treffer. Bitte versuche es mit anderen Suchbegriffen. " und leider habe ich keine ahnung wie ich Thread Nummer 145 hier finde ^^!
Hoffe auf weitere Hilfe!

[PICture]

Du musst nur die Seiten durchblättern (unten rechts) bzw. als Suchbegriff "Linienfolger" eingeben. ;)

[moebsalike]

achso... hatte mich verlesen, dachte ich soll einen bestimmten threat lesen... scheint mir also das du mir nicht helfen willst und ich mich komplett einlesen soll... dann vielen dank dafür... gezielte Antworten wären mir deutlich lieber gewesen...

[Besserwessi]

Da gibt es wirklich schon genug Informationen zu dem Thema. Da reicht es die vorhandenen zu suchen.

Weil es noch relativ neu ist: Den Fotowiderstand kann man fast streichen, weil nicht RHOS konform. Der Fotowiderstand ist aber ohnehin keine so gute Lösung.

[PICture]

@ moebsalike

Sorry, ich habe gedacht, dass es genug für dich wäre, weil ich aus Gesundheitsgründen ungerne unnötig schreibe. Mir sind eben gezielte Fragen lieber. ;)

[moebsalike]

die antwort finde ich schonmal gut....

leider konnte ich das schon selbst rausbekommen weil fotowiderstände so träge reagieren würden...

also hier mal gezielte fragen:
1. fotodiode oder fototransistor? und vielleicht ne begründug was dafür und dagegen spricht oder ist das egal?
2. ich muss wissen wie der abstand zwischen 2 sensoren sein sollte damit er einer linie folgen kann und aber auch geradeausfährt?!
3. Was braucht man für einen abstand zwischen den sensoren wenn er eine ungefähr 2 cm schwarze breite linie verfolgen soll?
4. muss man was beachten wenn man nen infrarot verwenden will um die störanfälligkeit gegen tageslicht etc vermeiden will?

[BMS]

Hallo,
ich würde Fototransistoren wählen. Die sind niederohmiger als Fotodioden und lassen sich "einfacher" auswerten, Spannungsteiler reicht. Bei Fotodioden ist meist ein Verstärker notwendig, dafür sind Fotodioden aber noch schneller.
Den Abstand der Fototransistoren muss man meist ausprobieren, es kommt aber auch drauf an, mit welcher "Strategie" du der Linie folgen möchtest.
Meist nimmt man 2 Fototransistoren, einer rechts und einer links neben der Linie. Als Abstand könntest du z.B. doppelte oder dreifache Linienbreite nehmen.
Wenn die Fototransistoren sehr nah nebeneinander sind, folgt der Roboter der Linie recht exakt, wenn sie weiter auseinander sind, dann eher grob.
Wobei man dann die Geschwindigkeit des Roboters erhöhen kann. Das hängt aber auch von der Linie ab (z.B. bei rechten Winkeln muss man langsamer fahren).
Ein weiterer Punkt ist der Abstand der Sensoren vom Drehpunkt des Roboters.
Bei sichtbarem Licht kann man die Ausleuchtung der Linie besser beobachten und ggf. einen Ausfall einer LED erkennen.
Grüße,
Bernhard

[Arkon]

Ein paar Infos zum Untergrund und Linie wären gut.

Ich habe mal für einen Ausro-Nachbau eine Leiste aus CNY 70 Reflexkoppler gebaut. Ich hatte Sieben dieser "offenen" Optokoppler nebeneinander gesetzt. Je nach dem welcher Koppler die Linie erkennt habe ich dann die Drehzahlen der Motoren angepasst. Je nach Breite der Linie kann diese von z.B. zwei Kopplern gleichzeitig detektiert werden. Dadurch ergäbe sich eine "Auflösung von 13 Stufen in denen die Motoren geregelt werden können.

[Besserwessi]

Damit der Bot bei einer geraden Linie auch wirklich gerade fährt, und keine Schlangenlinien, sollte man die Sensoren analog auswerten. Also mehr also nur die Information Linie oder nicht. Im Prinzip reicht dann ein Sensor und der Bot folgt dann dem Rand der Linie. Nur wenn die Linie dünn ist im Vergleich zum Messbereich des Sensors braucht man den 2. Sensor und nutzt die ganze Breite der Linie. Auch wenn man nur den einen Rand der Linie verfolgen will, hilft der 2. Sensor damit man den Rand leichter wiederfindet, falls die Mechanik doch mal über das Ziel hinaus geschossen ist.

Der Abstand der Sensoren bzw. der Messbereich in dem man die ungefähre Position der Linie bestimmen kann, muss so groß sein, dass damit den Fehlern des Fahrwerks, bzw. den Verzögerungen der Lenkung gefolgt werden kann.

Mit sichtbarem Licht ist die Kontrolle einfacher und man ist sicher das Schwarz auch wirklich schwarz ist - bei IR Licht kann es da kleine Überraschungen geben. Es gibt z.B. schwarze Filzstifte die für das typische IR Licht relativ transparent sind. Dafür haben die IR Dioden meist mehr Intensität und man bekommt Fototransistoren mit passendem Filter - man hat also weniger Störungen durch Fremdlicht.

[PICture]

Halo!


4. muss man was beachten wenn man nen infrarot verwenden will um die störanfälligkeit gegen tageslicht etc vermeiden will?

Gegen Tagesticht hilft Modulation des IR Senders etc. ;)

[BMS]

Hallo,
man kann natürlich auch das Fahrgestell des Roboters so umbauen, dass kein Tageslicht zu den Sensoren vordringen kann, z.B. durch Platten die fast bis auf den Boden reichen. Eine Modulation macht die Sache schwieriger, da man sowohl Sender als auch Empfänger umbauen muss. Für einen einfachen Linienfolger ist das vielleicht zu aufwändig. Für ein besseres Signal-Rauschen-Verhältnis kann man auch mehrere Fototransistoren parallel schalten (und man sollte dann auch den Widerstand im Spannungsteiler verkleinern).
Grüße, Bernhard

[moebsalike]

Danke für eure zahlreichen Hilfestellungen! Besonderen Dank an BMS und Besserwessi! Ihr habt meine fragen wirklich sehr genau und relativ einfach gehalten beantwortet, so dass ich euch gut folgen konnte!
Ich denke das wird auch erstmal für eine kleine Präsentation reichen die ich für das nächste Seminar erstellen muss... durch eure Erklärungen, habe ich die Grundlagen der Sensorik für den Linienfolger den wir bauen sollen soweit erstmal verstanden in den Rest werde ich mich mal weiter einlesen! Würde mich dann bei Bedarf nochmal hier im Forum an euch wenden!

Jedoch ist mir eins noch eingefallen.... ganz oft wird hier von Programmierung und Prozessoren geredet... muss ein Linienfolger zwangsläufig einen Prozessor haben und muss porgrammiert sein? Oder reicht es auch spezielle Schaltungen zu realisieren damit der Linienfolger der Linie folgt? Es soll nämlich ein sehr einfachgehaltener linienfolger sein... ist das möglich? Ich glaube nämlich das unser Linienfolger ohne Prozessor klappen soll weil unser Prof programmieren nur als notwendiges Übel ansieht und am liebsten darauf komplett verzichtet! Wäre gut wenn man mir diese Frage noch kurz beantworten könnte, möchte mich nicht im Seminar blamieren! :-)

Grüße Michael!

[radbruch]

Klar geht es auch ohne Kontroller:


http://www.youtube.com/watch?v=TB1f1LlV940

https://www.roboternetz.de/community/threads/29119-Mein-allererster-Roboter

Schaltplan:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/files/img_2240.jpg

Nachbau: https://www.roboternetz.de/community/threads/29119-Mein-allererster-Roboter?p=325203&viewfull=1#post325203

usw.

[PICture]

Hallo!

Vielleicht könnte man daraus etwas leicht kopieren/adaptieren: http://costaricabeam.solarbotics.net/Circuits/Vores_Main.htm .

Übrigens, eine Solarzelle lässt sich immer durch Baterrie, Akku, etc. ersetzen und die Lichtsensoren müssen selbstverständlich an die beleuchtete weisse Linie anstatt die Sonne gerichtet werden. ;)

[Chypsylon]

http://www.ermicro.com/blog/?p=1097
http://www.ermicro.com/blog/?p=1908