Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[Christian H]

2. Nachtrag
Den Flip - Flop müsste man mit einem NE555 realisieren können.
Ausgang des ersten Trigger-OP an Pin 6 des NE555
Ausgang des zweiten Trigger-OP an Pin 2
Reset des NE555 auf Vcc
evtl. Pin 5 10nF gegen GND (bei schlechter Versorgungsspannung)
Ausgang 3 mit Widerstand und LED an GND oder Vcc

Habe mir das eben überlegt, aber nicht ausprobiert. Wäre einen Versuch wert.

Christian

[jguethe]

Hi Christian,
zur Impulsbreite bzw. Abstand der beiden peaks:
Gestern spät abends habe ich tatsächlich ein Oscillogramm gesehen, bei welchem die beiden peaks (die getriggerten Rechtecksignale) einen deutlichen Abstand zeigten. Soweit ich ich mich erinnern kann, war dies abhängig von der Impulsbreite am Sender. Der Abstand war grösser, wenn der Impuls schmaler war. Macht m.E. ja auch Sinn wegen der Triggerschwellen der beiden OP's. Übrigens kann man / sollte man mit den beiden Potis die Impulsbreite beider Peaks auf Gleichheit trimmen.
Gruss
jguethe

[Christian H]

Nachtrag zum Nachtrag

Es geht noch einfacher als mit dem Flip - Flop.
Man muss die beiden OPs nicht als Komparatoren auslegen, sondern tatsächlich als Schmitt Trigger.
D.h. positive Rückkopplung des Ausgangs beider OPV auf den + Eingang über 400 kOhm. Zwischen Verstärker-OP und den beiden OPV statt der direkten Verbindung 10 KOhm (nur so funktionieren bei mir beider OPV richtig). Die Potis müssen fast exakt in Mittelstellung sein, ich konnte auch auf die Potis verzichten.
Über die Empfindlichkeit dieser Schaltung kann ich allerdings noch nichts sagen. Mit kleiner Schleife funktioniert´s zumindest.


Christian

[Christian H]

Und nochmal ein Nachtrag zum Nachtrag vom ....

Ein Schmitt-Trigger reicht ja aus, da der andere ja nur eine entgegengsetzte Anzeige aufweist.

Die gesamte Schaltung würde danach einen OPV als Verstärker und einen OPV als Schmitt-Trigger besitzen. Da dies relativ einfach ist, habe ich diese noch in dem Beitrag im RN-Wissen ergänzt. Dort ist also die komplette Schaltung zu finden.

Gruss Christian

[MichaelM]

Hallo,
ich bin mal geistig in mich gegangen und habe heute noch ein paar Messungen angestellt. Hier nochmal ein paar Gedanken/Ergebnisse:

1. Eine Relaisspule hat einen Kern aus Volleisen, dieser wirkt wie eine Kurzschlusswindung. Bei Versuchen mit und ohne Kern brachte die Spule ohne Kern schon ca. 25% der Spannung. Auch eine Spule mit Ferritkern (30 Wdg. d=5mm l=30mm) brachte schon ca. 10% der Spannung - wie gesagt bei nur 30 Wdg. Um die Reichweite zu erhöhen müsste man mal nach einem passenden Ferritkern Ausschau halten, der Eisenkern lässt sich leicht ausdrücken.
2. Ein weiteres Problem ist die Empfindlichkeit gegenüber dem Erdmagnetismus bei unebenem Gelände. Man muss also in der Auswerteschaltung die niedrigen Frequenzanteile unterdrücken. Dies kann z. B. mit einem Differenzierglied erfolgen.
3. Wenn man eine Imulsfolge pos. - neg. auswerten möchte, sollte man die Schleife nicht mit einer Freilaufdiode überbrücken. Diese Diode sorgt nämlich für einen langsamen Stromabfall. Eine Möglichkeit wäre z. B. die Freilaufdiode parallel zum Mosfet zu schalten (bei den meisten Fets sowieso enthalten).
4. Eine Windung mit hohem Strom ist günstiger als mehrere Windungen mit kleinerem Strom. Grund: Der magnetische Fluss nimmt nur linear mit der Anzahl der Windungen zu, die Induktivität aber quadratisch.

Wie groß darf eigentlich die Schleife bei käuflichen Rasenmähern werden, sodass in der Mitte der Schleife auch noch ein Signal empfangen wird?

Weiterhin denke ich auch über eine Stromregelung für die Schleife nach, um von der geometrischen Abmessungen unabhänggiger zu werden. Außerdem müsste man auch noch Steuersignale übertragen können.

Übrigens, Vielen Dank für die Zusammenfassung im Wiki.
Gruß,
Michael

[Vogon]

MichaelM, der Bigmow ist meines Wissens ein autonome Mäher der für große Flächen gebaut wird. Sein Mähwerk ist 105 cm Breit. http://www.bigmow.com/robot/mower/lawnmower_bigmow.html
http://www.bigmow.com/robot/mower/faq.html

Bigmow® is an automatic robot lawnmower which, at a speed of a metre per-second, will maintain area of grass up to 2,5 hectare marked out by a low voltage wire.

[MiniMax]

Hi Christian H,
echt cooler Robboter! Respeckt!
Wie lange hast du gebraucht bis er fertig war, also Idee - Programm?
Könntest du mal einen Schaltplan machen?

MiniMax

[MichaelM]

Hallo,
die Größe gefällt mir schon, das Ganze jetzt bitte noch für 1k€ . Die Schleife kann schon extrem lang werden, 2ha haben bei quadratischer Fläche immerhin fast 600m Umfang. Wenn der an jeem Punkt der Schleife was brauchbares empfangen will, haben wir noch was zu tun. Bei 50mA Stromaufnahme würde ich auf ca. 5 bis 10A Schleifenstrom schließen.

Gruß,
Michael

[jguethe]

Hi,
ich habe nun den Sensor nach Christian H mit meinem Robo-Prototyp im Garten laufen lassen (100 m Kabel grossflächig am Grundstücksrand ausgelegt). Er lief etwa 2 x 45 min ohne erkennbare Fehlfunktion. Überall im Garten hat er seine Begrenzung erkannt.

Allerdings habe ich zunächst nur das "positive" Signal (bei mir ist das innerhalb der Schleife) ausgewertet, weil ich beim "Labor"-Test zwischendurch gelegentlich auch "negative" Werte auftraten, obwohl dies nicht hätte sein sollen, weil ich mich innerhalb meiner Testschleife befand. Ich habe im Moment noch keine Ahnung woher diese Peaks kommen.

Zum Schluss habe ich die Generatorspannung auf 12 V vermindert und diesen mit einem Vorwiderstand von 100 OHM und C = 10000µF betrieben. Auch dies funktionierte überall. Die Signal-Feldstärke war jedoch erwartungsgemäß geringer, was zur Folge hatte, dass Sensor und Software erst etwa 10 - 15 cm vor dem Schleifendraht (davor war es ca. 1 m) ein Umkehrsignal produzierten.

Als nächstes werde ich mich mal um das Thema Ladestation kümmern. Im Moment bin ich noch etwas ratlos, wie man da vorgehen soll (2. Signal auf der selben Schleife, oder 2. Schleife und wie man dem Signal folgt). Das ist für mich alles relativ neu; für Tipps wäre ich also dankbar.


zu MichaelM
und seiner Idee, den Eisenkern einer Relaisspule durch einen Ferritkern zu ersetzen:
Ich werde das heute abend einmal versuchen. Den Eisenkern habe ich schon heraus. Nun muss ich noch einen Ferritstab von etwa 8-10mm auf den passenden Durchmesser (ca. 5mm) reduzieren.

Gruss
jguethe

[MichaelM]

Hallo,
ich bin gestern Abend auf der Suche nach einem Ferritkern auf Funkentstördrosseln bei Reichelt gestoßen. Dort gibt es welche mit bis zu 10mH und entsprechend hoher Windungszahl. Wenn ich dort wieder mal bestelle werde ich mal ein paar verschiedene Werte ausprobieren, denn zu hohe Windungszahlen könnten durch die Wicklungskapazität auch wieder zu einem Problem werden.
Für interessierte die Bestellnummer: 77A 10m (92 Ct)
Ich werde jetzt erstmal einer Spanplatte das Fahren beibringen. Das Ganze später vernünftig aufzubauen ist schließlich das kleinste Problem.
Gruß,
Michael