Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[homedom]

Hallo,
Ich hab auch vor mir einen Rasenmäh Roboter zu bauen. Ich will da auf jeden Fall auf eine Induktionsschleife zurückgreifen. Ich hatte vor die Schaltung von csack zu nehmen, da sie mir am einfachsten vorkommt. Ich möchte natürlich auch, dass der Roboter den Weg zur Ladestation selber findet, deswegen wollt ich nochmal nachfragen wie genau das gemacht ist (Christian H). Ist das eine neue Schleife für die Ladestation? wenn ja, wie kann man die Frequenzen unterscheiden? Oder kann man das auch anders lösen? Ich find es gut, dass alle hier ihre Schaltungen und Erklärungen reinstellen, DANKE

[MichaelM]

Hallo,
habe soeben einen Fehler im Sender-Schaltplan entdeckt: Ich habe eine Diode vergessen, in der Schaltung ist sie aber eingebaut. Doch gut, wenn man nochmal drüber schaut.
Gruß,
Michael

[homedom]

Hallo,
Ich hab auch vor mir einen Rasenmäh Roboter zu bauen. Ich will da auf jeden Fall auf eine Induktionsschleife zurückgreifen. Ich hatte vor die Schaltung von csack zu nehmen, da sie mir am einfachsten vorkommt. Ich möchte natürlich auch, dass der Roboter den Weg zur Ladestation selber findet, deswegen wollt ich nochmal nachfragen wie genau das gemacht ist (Christian H). Ist das eine neue Schleife für die Ladestation? wenn ja, wie kann man die Frequenzen unterscheiden? Oder kann man das auch anders lösen? Ich find es gut, dass alle hier ihre Schaltungen und Erklärungen reinstellen, DANKE. Ich muss sagen ich hab das Prinzip der Induktionsschleife jetzt fast verstanden, warum das allerdings möglich ist, ist mir ein Rätsel .

gruß, homedom

[Klingon77]

hi,

auch von mir ein DICKES DANKESCHÖN

für die ausgezeichnete Darstellung und Erklärung!

Bin zwar noch lange nicht soweit, aber kann es dann wirklich gut gebrauchen!

Da könnte man glatt einen Wiki Artikel draus machen....

Gruß, Klingon77

[Christian H]

Hi,

ich habe mir die Schaltung von MichaelM aufgebaut und etwas experimentiert.

Zum Generator:
Wesentlich günstiger als bei meinem Generator ist der Einbau des Widerstands 100 Ohm zusammen mit dem Kondesator C5 10 uF (ich habe nur 22uF gehabt, hat aber auch gut funktioniert (50 Hz und 5% Impulsbreite, geht auch anders). Bei meiner alten Schaltung ist es zwar auch zu einem Einbruch der Spannung nach Durchschalten des FET gekommen, so ist das aber wesentlich besser und kontrollierter. Darauf kann man sich verlassen. Schont das Netzgerät.


Zum Sensor: Ich habe etwas mit den Potis gespielt und das Signal vom OP vor und nach der Diode abgenommen. Bei mir ergab sich die beste Differenzierung zwischen innen und aussen eindeutig ohne Verwendung der Diode (also wie Diode überbrückt)! Das Poti für die Empfindlichkeit musste ich zumindest fast auf Kurzschluss stellen. Die besten Ergebnisse hatte ich einfach bei Verzicht auf die Potis. D.h. Empfindlichkeitspoti überbrückt. Die Spule liegt damit einfach an einem Spannungsteiler (2 x 47 kOhm). Gemessen mit einem Voltmeter ergeben sich je nach innen oder aussen 0 oder > 2 Volt.

Für den Sonsor ist für mich deshalb folgende einfache Schaltung der Favorit: Sensor von MichaelM etwas modifiziert und zwar mit Überbrückung der beiden Potis und der Diode.

Um nichts falsches zu sagen, bzw. etwas zu übersehen, möchte ich deshalb MichaelM bitten zu sagen, was gegen meine Vereinfachung sprechen würde. Mit der Diode hatte ich zumindest eindeutig ungünstigere Messwerte.

Auch alle andere, die in diesem Forum mitlesen, möchte ich fragen, ob man diese Schaltungen quasi als Standard für den Aufbau einer Induktionsschleife vorschlagen könnte/sollte. Modifikationen, wie Verwendung zweier Schleifen mit unterschiedlicher Frequenz wären, hierauf aufbauend scherlich leicht zu realisieren.


mfg


Christian

[homedom]

So ich bins nochmal..
Ich hab da noch ne Frage, und zwar will ich den Sender mit nem Mikrocontroller realisieren, muss ja kein großer sein, irgend ein ATtiny. den Empfänger will ich von csack übernehmen. Jetzt die eigentliche Frage, Hab ich das mit der Schleife richtig verstanden? Also es wird ein kurzer Impuls (12V?) durch die Schleife geschickt, das ist alles? Also brauch ich nur n Mikrocontroller, n MOSFET und die Schleife? Oder was brauche ich noch alles? In der Hinsicht bin ich noch ein absoluter Anfänger, aber ich hoffe ich kann mit eurer Hilfe lernen. DANKE

gruß, homedom

[MichaelM]

Hallo,
zu den Dioden:
Die sind dazu da, damit sich der Kondensator in den Impulspausen (der Impuls ist sehr kurz, im µs-Bereich) nicht über den OP entlädt, da der OP eine Gegntaktausgangsstufe hat. Es gibt jetzt 2 Möglichkeiten:
1. Man legt die Schaltung 2,2µF 47k hochohmiger aus (kleinerer C, größerer R) damit der OP in der kurzen Zeit den Kondensator laden kann.
2. Man ersetzt die Diode durch einen NPN-Transistor (z.B. BC547, C an +5V, B an OP-Ausgang, E an Kondensator), hierdurch wird der Strom verstärkt. Diese Anordnung ist z.B. seit Jahren in meiner Aussteueranzeige im Einsatz.
Zu den Potis:
wenn die gebrückt sind, ist die Spannung der Spule sehr klein. Ohne Potis ist man dem Offset der OPs ausgeliefert. Der Offset der OPs ist nämlich Exemplar und Temperaturabhängig. Man könnte die beiden 47k Widerstände mit zwei Kondensatoren puffern. Bei mir waren auch Abblockkondensatoren auf der Betriebsspannung unerlässlich, ohne hatte ich keine Funktion. Diese Kondensatoren sind in meinen Schaltplänen jedoch i. d. R. nicht eingezeichnet, weil obligatorisch. Anhaltswerte 150nF direkt am IC und 100µF in direkter Nähe der Schaltung (max. 5cm).
Ich habe die Schaltung bzgl. der Potis noch etwas verändert, Plan im Anhang. Außerdem noch ein Bild der Spulenspannung in ca. 50cm Abstand.
zu Foto "Spulenspannung":
Sender mit 24Vdc versorgt
15m Draht
10µs/div
200mv/div
50cm Abstand

Man darf zum Test des Empfängers keinen Wiederstand in den Sendedraht schalten, sondern muss gleich 20m Draht anschließen. Die Impulsform im Empfänger ist davon wesentlich abhängig.

Gruß,
Michael

[Vogon]

Von mir auch ein DICKES DANKESCHÖN

Bin doch recht neugierig wie man den Rasenmäher in seinen Grenzen hält.

Den Beweis das es geht habe ich ja, denn mein Automower mäht inzwischen im vierten Jahr. Hier habe ich schon mal versucht heraus zubekommen wie Electrolux gelöst hat. https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...?p=86947#86947

Eure Lösung ist doch schon brauchbar. Verbessern und weiterentwickeln kann man ja noch. Ich denke erst mal an Signale zum suchen und andocken an eine Ladestation.

[Christian H]

Hallo,

gestern habe ich noch mit der Schaltung von MichaelM experimentiert. Ich finde die Einstellung mit den Potis nicht einfach. Die Einstellung muss sehr genau vorgenommen werden und man hat nur wenig Spielraum.

Die Funktionsweise der Induktionsschleife ist bei MichaelM eine andere als bei mir. D.h. sein Sender passt nicht zu meinem Sensor und umgekehrt.

Bei meiner Methode ist es ja so, dass wenige, aber kräftige und relativ lange Impulse in der Induktionsschleife erzeugt werden und jeder einzelne dieser Impuls in meinem Sensor erfasst wird. Bei mir hat deshalb der Kondensator vor der Schleife 10mF (und ohne 100 Ohm Widerstand), während er bei MichaelM´s Schaltung nur 10uF hat. Die einzelnen Impulse die in MichaelM´s Schleife erzeugt werden sind viel zu kurz und zu schwach, als dass ich sie mit meinem Sensor erfassen würde. Bei MichaelM wird dies durch die relativ hohe Frequenz ausgeglichen. Viele kleine Impulse werden im Empfänger über die Diode und den Kondensator nach dem OP quasi aufsummiert.

Bei meiner Methode muss nach dem ADC im Programm der Impuls erfasst werden und die Polarität festgestellt werden. Für alle die meine Schaltung testen wollen, sei deshalb gesagt, dass es nicht ausreicht am Ausgang des OP einfach die Spannung mit einem digitalen Voltmeter zu messen. Die Impulse sind zu kurz. Mit einem einfachen analogen Voltmeter sieht man dagegen die kurzen Ausschläge. Dafür kann ich auf die (meiner Meinung nach) relativ schwierige Einstellung der Potis bei MichaelM´s Schaltung verzichten und brauche weniger Bauteile.


Csacks Schaltung habe ich ohne ADC mit digitalen Voltmeter ausprobiert. Die antiarallelen Dioden verstehe ich noch nicht, aber es müsste ja auch ohne Dioden funktionieren. Allerdings habe ich nur in unmittelbarer Nähe der Schleife bis etwa 10 mV gemessen. Bis jetzt komme ich mit dieser Schaltung nicht weiter.


An homedome: Ich habe nur eine Schleife. Die Ladestation ist in einer Ecke der Schleife. Der Robo fährt zum Schluss einfach an der Schleife entlang bis er auf die Ladestaion trifft. Wichtig ist noch die Freilaufdioden und, falls Du meine Schaltung ausprobieren willst, ein dicker Kondensator (10 mF zum Puffern der Netzteilspannung). MichaelM´s Sender sieht etwas kompliziert aus, da er das Netzteil mitgezeichnet hat. Den Teil mit Trafo, D1, R1 und C1 kannst Du natürlich durch ein gutes Netzteil (z.B. mit 15 V 2,5A) ersetzen.


Grüsse


Christian

[MichaelM]

Hallo,
wenn man eine analoge Spannung aus meiner Empfängerschaltung herausbekommen möchte, müsste man die Kompatatoren durch Verstärker ersetzen. Die Auswertung einer analogen Spannung dürfte aber nicht sehr effektiv sein, da mit zunehmender Nähe (horizontal) zum Draht die Höhe (vertikal) der Spule über dem Draht einen immer größeren Einfluss hat. Außerdem muss die Neigung mit berücksichtigt werden, was besonders im Gelände ein Problem darstellen kann.

Den Sender kann man auch über ein 24V/100mA Netzteil betreiben (mache ich momentan zu Testzwecken auch). Der 7809 für den 555 hält 35V am Eingang aus. Die Intensität wird aber geringer.

Wenn ich mal viel Zeit habe werde ich im Garten mal 1000m² auslegen.

Gruß,
Michael