Modellsegelboot & Roboter & Zukunftsprojekte

[Frank]

Hi,

hab den Thread gerade erst gesehen. Jetzt kann ich Helmuts Fragen per PM auch etwas besser zuordnen. Da hat Helmut ja ein mächtiges Schiffsprojekt vor. Das dürfte ganz schön aufwendig werden. Im Endeffekt wird man vermutlich sogar mehrere Controller brauchen um das alles auf die Reihe zu bringen.
Ich denke man muss bei den Controllern eh etwas von den Gedanken weg kommen das ein Controller alles macht. Wesentlich günstiger sind oft mehrere kleine bis mittlere Controller. Dann hat man echtes Multitasking!

Hab gerade noch eine Art RN-Control mit Mega8 gebastelt. Das wird dann aber simpel RN-Mega8 heißen und wird mehr für kleinere spezielle Aufgaben Verwendung finden. Man kann es als Master oder Slave betreiben (wie auch RN-Control), kann also auch gut mit den bestehenden Boards kombiniert werden. Wenn alles ausgetestet ist stelle ich es kurz vor. Ist glaub ganz gut geworden.

Gruß Frank

[mirmich]

Hallo Hellmut!

Ich hab ein wenig in euerm Modellbau-Forum gelesen.

Respekt das du als absoluter Nichtsegler dir solche Gedanken machst (z.B. Holepunkt der Fock).

Ich bin Jollensegler und will mir ein Modellsegelboot bauen und es ebenfalls mit einem Controller steuern.

------------------

Ich will aber etwas wie das M-Boot bauen, evtl. grösser. (kein Langkieler)

Ich denke, das ich eine Fernlenkanlage zusätslich einbauen will, um nicht ständig in ein grosses Boot springen zu müssen, wenn sich der Controller aufhängt.
Wie ich das realisieren kann, weiss ich noch nicht.

Wenn du Tips aus der Praxis zum Trimm brauchst, kannst du mir ne PM schicken (denke da werde ich per Mail benachrichtigt).

-----------------

Inzwischen bin ich vom programmieren einer Controll mit Delphi abgekommen.
Ich denke ich werde Bascom nehmen.
Und die RN-Controll mit dem Mega 32.

@Frank

Ist es evtl. geplant einen Mega 128 in eine RN-Controll zu packen?

Bzw. wie kompliziert ist es zwei oder mehrere RN-Controlls (Mega 32) parallel laufen zu lassen?

(Ich will da einen GPS, einen Elektronischen Kompass, eine Windfahne, einen Speedometer (evtl. über GPS), einen Neigungsmesser/Krängungsmesser, einen Windgeschwindigkeitsanzeiger einbauen.
Evtl. eine Optik um Regattatonnen zu finden, bzw. Ausweichmanöver fahren zu können.

Ich vermute das da so viel an Daten zusammenkommt, das da eine ganze Reihe von Mega 32 arbeiten muss.

-------------------

Ach ja: Meine 'Vorbildung': ich kann einigermassen in Delphi programieren. Regattasegler auf Jollen und Jachten.
Keine Ahnung von Elektronik.
Und gebaut habe ich das Modellboot auch noch nicht.

Danke!

Gruss!
mir mich

[Frank]

@Frank

Ist es evtl. geplant einen Mega 128 in eine RN-Controll zu packen?

Bzw. wie kompliziert ist es zwei oder mehrere RN-Controlls (Mega 32) parallel laufen zu lassen?

(Ich will da einen GPS, einen Elektronischen Kompass, eine Windfahne, einen Speedometer (evtl. über GPS), einen Neigungsmesser/Krängungsmesser, einen Windgeschwindigkeitsanzeiger einbauen.
Evtl. eine Optik um Regattatonnen zu finden, bzw. Ausweichmanöver fahren zu können.

Ich vermute das da so viel an Daten zusammenkommt, das da eine ganze Reihe von Mega 32 arbeiten muss.

Hi mirmich,

ja als vervollständigung der Boardauswahl soll auch noch ein kompatibles Mega128 Board kommen. Insbesondere für erfahrenere User die schon den Einsteig in die Atmel Welt gefunden haben, dürfte dieses Board dann sicher interessant werden. Controller hab ich schon für Experimente besorgt. Aber das dauert vermutlich noch ein paar Monate weil ich erst noch ein paar andere Zusatzboards fertig mache und auch erst ein paar mehr praktische Erfahrungen von RN-Control machen und bobachten möchte. Das kann man dann immer beim nächsten Board berücksichtigen.

Das parallel laufen von mehreren Boards ist in den meisten Fällen unkompliziert. Die Kommunikation kann per RS232 oder I2C erfolgen. Das I2C Kabel ist oft ganz hilfreich, da hier auch die Stromversorgung drüber laufen kann (spart oft Kabelsalat).
Das Board das Daten empfängt mus bei I2C als Slave programmiert werden. Da gibt es noch nicht so sehr viel Programmcode für. Aber daran arbeiten derzeit viele und Routinen werden sicher bald in Bascom (Basic) bereitstehen. Für C gibt es nach meinem Wissen schon fertige Libarys. Da wird dann einfach eine Interrupt-Routine aufgerufen wenn ein oder mehrere Bytes ankommen. Also nicht weiter schwierig.
Mehrere Controller sind immer dann sinnvoll, wenn mehrere Prozesse ein ganz genaues enges Timing benötigen. Ein simples Beispiel ist die Ansteuerung von 10 oder mehr Servos. Zwar kann man das mit jedem AVR Controller, aber das Timing belastet den Controller schon erheblich, er kann nebenher nicht mehr schnell genug andere Interupts ausführen ohne das dieses Timing gestört wird. Daher ist es bei solchen Dingen sinnvoll die Servosteuerung einem eigenen Controller zu überlassen und ihm nur die Befehle für die Positionierung per I2C oder RS232 zu übergeben. So wurde es ja bei unserem RNBFRA-Board gemacht, wo der Co-Controller diese Servoaufgabe übernommen hat.
Aber man kann ja immer erst mit einem Controller beginnen und wird schon selbst merken wenn es an einer Stelle harkt. Das kann man dann immer noch auslagern.

Gruß Frank

[Hellmut]

Hallo Frank

planst Du die Funktionalität der RN-Control X mit mega128 hier im Forum zu diskutieren? Du weist über mein spezielles Thema herausgeführten Adressbus bescheid. Ich möchte dabei hervorheben das ich nicht genügend Erfahrung habe um zu sagen wie man das sinnvoll implementiert. Da die RN-Control möglichst kompakt bleiben soll, einfach Europakartenformat ist schon das höchste der Gefühle, müßte man Piggyback-Karten die man selber macht auf Steckern verbinden können. Dabei kommt das von mir hier schon woanders angesprochene Thema Störstrahlungen und Verlustwärmeableitungen auf. Wie siehst du das? Ansonsten finde ich es, obwöhl ich auf eine solche Karte warte, richtig und wichtig auf die Felderfahrungen der jetzigen zu warten.

Betreff "verteiltes Processing", also nicht alles auf einer Controllerkarte machen hab ich noch Bemerkungen und Fragen:
1. Kann man, und wenn wie, Bidirektional I2C-Buskommunikation mit den megaxxx machen? Das heißt, angenommen, default ist die "Zentrale" RN-Karte Master, die Daughterboards Slave, was wenn eine Slave-Karte eine Kommunikation anstoßen will? Gibt es im I2C-Protokoll Verahren durch welche die Busmasterposition von einer anderen Karte übernommen werden kann?

Der Grund für diese Frage kommt auch aus der Perspektive Ausfallsicherheit und Fail-Safe.

Ich würde hier gerne einen weiteres wichtiges Argument für "verteilte" Aufgaben im System vorbringen. In meinem Boot kann es ja ohne weiteres passieren das etwas aus Gründen von Feuchtigkeit, mechanischer Fehlfunktion oder Kurzschluß ausfällt. Um in diesem Fall das Boot sicher ans Ufer zu bringen ist es sehr hilfreich Subsysteme möglichst von einander unabhängig zumachen.

Übrigens, ein Mega8 RN-Control halte ich mit verlaub gesagt nicht sehr sinnvoll. Das RN-Control hat einen Preis und eine Größe bei welcher der Controller-Preis eine marginale Bedeutung hat. Produktvielfalt möglichst gering zu halten ist aus vielen Gründen, technischer wie kaufmännischer Sicht, weise. Der Mega8 ist jedoch als I2C-Subsystem ideal. Und natürlich muss man auch dort RS232 und ISP zur Verfügung haben. Aber die Mega 8 Karten sollten jedoch Funktionsoptimiert sein.

Wie ich an anderer Stelle schon dokumentiert habe plane ich in meinem Boot stark dezentral aus den genannten Gründen zu arbeiten. Ich habe dort bereits einige I2C-Karten genannt:

1. Eine geregelte möglichst geringwellige einstellbare Buck-Schaltreglerkarte mit Linearregler zur Glättung. Der Mega 8 soll dort Überwachungsfunktionen und Failsafefunktionen ausführen und Statusmeldungen für die "Zentrale" bereitstellen. Weiterhin muß diese Karte programmierbar sein. Kurz hierzu:

Der Schiffsmodellbauer, und das ist für den Roboterfreak sicher auch zutreffend, der muß am See, Roboter irgendwo sonst, doch an seinem Gerät rumtrimmen und justieren. Hierzu schwebt mir vor die RN-Karte über eine I2C-Karte mit LCD I/F bedienbar wie ein Geldautomat zu machen. Alle Funktionen einer I2C-Karte sollten Parameter gesteuert sein. Ein GUI auf der RN Karte würde beim Hochfahren des Systems die angeschlossenen I2C-Karten erkennen und an das Display, kann ganz eff sein, die Optionen anzeigen und über die Tasten des RN Control kann der Benutzer wie am Geld Automat seine Eingaben machen. Bei der hier genannten Schaltregelkarte, die IC's von National Semiconductor haben häufig 2 Ausgänge, könnte man die einzelnen Ausgänge Ein- oder Ausschalten, man könnte die Ausgangsspannungen einstellen und man könnte fail-Safe Optionen selektieren und Spannungsüberwachung haben.

2. Eine I2C-Boost-Schaltreglerkarte ohne Linearregler Glättung, aber mit monolytischem Fahrtregler von IRF3220 für Getriebemotorsteuerung. Neben der oben genannten Steuer-Funktionalität der Buckregler Karte könne man hier die Ausgangsspannung bis 40V einstellen, der Fahrtregler von International Rectifier hat neben den Funktionen Vorwärts- und Rückwärts-Fahrtregelung auch noch die Funktionen Stop und Stop mit EMK-Bremse und aus der Anwendung Fensterhebebung auch noch die Schutzfunktion gegen "Einquetschen". Ihr habt davon wohl schon gehört, früher sind Kinder erwürgt worden weil der Fensterheber nicht reagierte wen er den Hals eines Kindes oder seine Finger beim Hochfahren einklemmte. Stellt euch vor, das ist für uns doch die ideale Überwachungsfunktion wenn eine Mechanik verklemmt und Gefahr droht der ganze Roboter, oder das Boot weren dadurch stark beschädigt. Das meiste hiervon wird über 2 5V Steuerleitungen selektiert!

3. Die oben schon genannte I2C-LCD Treiberkarte. So wie die RN-Control über das Print commando und die RS232 ausgaben auf dem PC Schirm machen kann, so würde man Anzeigen auf ein 5 zeilen x 40 Zeichen LCD-Display anzeigen?!

Soweit hier erst einmal als Anregung. Übrigens ich bin glücklich je mehr das sinnvoll finden und an der Implementation mit arbeiten. Die hier beschreibene Funktionalität ist ein erster Diskussionsbeitrag, keine Finale Funktionsbeschreibung.

[Frank]

Hi Hellmut,

da es bis zur "RN-Control Typ 128" eigentlich noch ein paar Monate hin ist, ist es vielleicht noch etwas früh ein Diskussionsthread zu eröffnen. Aber wer schon ein paar Anregungen dazu los werden will, kann das gerne schon machen.
Ich denke an ein ähnlichen Aufbau wie RN-Control. Ich würde vorschlagen das gleiche Format beizubehalten. Aber letzlich muß man natürlich sehen wie das alles paßt. So ein kleine vorhandener Motortreiber und Taster sind sicher auch wieder sinnvoll.
Die LED´s würde ich wie bei dem demnächst erscheinenden RN-Control Mega8 durch Balkendisplay im DIP Format ersetzt werden. Spart Platz und Aufbauzeit und sieht schön aus
Anregungen sind willkommen.

Noch ne Anmerkung zum kommenden RN-Mega8 Board. Da hast du sicher Recht Helmut, von den Kosten her bringt das nicht viel. Es wird vermutlich kaum billiger als RN-Control sein, aber weniger Features besitzen. Dennoch macht so ein Board Sinn. Denn für bestimmte Aufgaben ist es manchmal sinnvoll einen Mega8 vorzuziehen. Zum Beispiel wenn es nur um steuerung von Servos oder anderen speziellen Aufgaben geht. Und irgendwie muss man ja erst mal ein Board haben wo man den Mega8 programmiert und für viele spezielle Aufgaben austesten kann. Im Endeffekt nimmt man dann vielleicht dann ne ganze andere Platine für diese spezielle Aufgabe. Also es ist mehr ein Entwicklungsboard. Es enthält dafür auch Display- und Servoanschlüsse und zahlreiche Steckklemmen.

Was den I2C-Bus betrifft, so kann nur der Master die Kommunikation anstossen. Allerdings kann jeder Teilnehmer jederzeit die Masterrolle übernehmen. Immer wenn beide Leitungen High sind, ist der Bus frei. In diesem Fall kann jeder Teilnehmer beginnen zu senden. Auch der unglückliche Fall das zwei Teilnehmer gleichzeitig zu senden beginnen ist im Protokoll geregelt. Denn jeder Teilnehmer muss prüfen ob die Leitung auch High ist wenn er ein High Bit sendet. Sobald dies nicht der Fall ist, weiss der Master das noch jemand gleichzeitig sendet und zieht sich einfach zurück. EIn einfaches Verfahren das so von Philips definiert wurde. Allerdings ob dies in jeder Libary schon korrekt berücksichtigt wird ist fraglich, da der Master Master Betrieb (wie man dies nennt) nicht so gebräuchlich ist.

Gruß Frank

[Hellmut]

Hallo Frank

es war nicht böse oder kritisch negativ gemeint betreff mega8 rn. Und sicher war auch etwas egoistisches von mir dabei.

Zu meinem Verständnis, das mega8 RN-Control Board soll der Software Entwicklung die "reale" mega8 Controller Umgebung bieten und gleichzeitig ein Spektrum an Funktionen wie man es von der heutigen RN-Control kennt. Zweckmäßige Zielsetzung also eventuell aus den Erfahrungen dedizierte Karten zzu realisieren. mmh, OK.

I2C Protokoll code ist sicher im Internet zu finden. Ist dom CAN-Bus der Automobilzulieferer?

MfG

Hellmut

[Frank]

Hi Helmut,
nein nein, hab das nicht böse aufgefaßt Ursprünglich wollte ich ja selbst kein Mega8 Board auflegen, da ich auch der Meinung war das es nicht lohnenswert ist. Musste abe rdann doch feststellen das man mit dem Mega8 schon viele andere Digitalschaltungen ersetzen kann wenn man den Controller entsprechend programmiert. Vorteil gegenüber Mega16 ist die geringere Baugröße des IC´s! Und für diesen Zweck brauchte ich dann eine Experimentierumgebung. Das ist in erster Linie der Grund. Und wenn ich es brauche, dann geht es bestimmt einigen ebenso.

Ja das I2C Protokoll wird ja im Internet gut beschrieben. Code findet man an jeder Ecke im Internet. Nur an gutem Hardware Slave Code habert es noch etwas. Für Bascom wird es bald was gutes geben, da steh ich mit dem Entwickler in Kontakt.

Deine letzte Frage zum CAN-Bus hab ich nicht verstanden? Bzgl. CAN-Bus kenn ich mich auch bislang nicht näher aus.

Gruß frank

[recycle]

Hallo Hellmut,

bei dem grossen Roboternetz-Board und später bei dem RN-Control hatten wir hier im Forum das Glück, dass jeder der Lust hatte eigene Vorschläge und Wünsche äussern konnte, die Frank dann bei der Entwicklung soweit eben möglich berücksichtigt hat.

Bei dem RN-Control haben sich die meisten Leute gewünscht, dass es möglichst viele Dinge wie LEDs, Taster, Summer, Motortreiber usw. mitbringt.

Das dürfte daran liegen, dass die meisten Leute die sich hier im Forum nach Boards erkundingen eine völlig andere Ausgangssituation als du haben.
Die fangen bei Null an, haben oft kaum Vorkenntnisse von Elektronik, Mikrocontrollern und Programmierung und auch noch kein konkretes Robotergerüst (oder Segelboot).
Damit sie möglichst schnell etwas sehen und ausprobieren können, haben sie sich deswegen gewünscht, dass das RN-Control mehr Richtung Experimentierplatine geht und möglichst viele LEDs, Taster usw. mitbringt.
Damit kann man sich dann in die Programmierung einarbeiten ohne erst mal weitere Hardware und Elektronik zusamenzubasteln und anschliessen zu müssen.

Bei dir ist die Situation völlig anders.
Du hast ja schon ganz konkrete Vorstellungen und jede Menge Vorkenntnisse in Elektronik, Microcontrollern, deren Programmierung usw. und machst dir Gedanken über eine möglichst optimale Platine für den praktischen Einsatz.
Vom Grundgedanken her geht das grosse Roboternetz-Board eigentlich mehr in diese Richtung. Da wurde damals möglichst alles berücksichtigt was man nachher im praktischen Einsatz für den Roboter braucht.

Das hilft dir natürlich wenig, da eine Segelboot recht wenig mit einem Roboter auf 2 oder drei Rädern an dem hier viele basteln gemeinsam hat.

Ein anderes wichtiges Kriterium bei beiden Roboternetz-Boards war, dass Frank und die Leute die sich mit Vorschlägen beteiligt haben, nichts entwickeln wollten, das es eigentlich schon gibt.

Einfache Platinen mit Grundschaltungen für ATMega8, ATMega16, ATMega32 gibt es aber bereits von verschiedenen Herstellern.
Das RN-Control hatte also eigentlich nur eine Chance, wenn es für einen vergleichbaren Preis wesentlich mehr bietet, was ja auch gelungen ist.

Wenn du z.B. mal auf http://shop.mikrocontroller.net nachsiehst, findest du dort z.B. zwei Entwicklungsplatinen für ATMega8 und ATMega16.

Auf der selben Webseite findest du übrigens auch eine ATmega128 Adapterplatine. Ich glaube wenn du den ATMega128 für dein Projekt einsetzen willst, könnte die recht interessant sein.

[mirmich]

Hallo!

@Frank

ja als vervollständigung der Boardauswahl soll auch noch ein kompatibles Mega128 Board kommen. Insbesondere für erfahrenere User die schon den Einsteig in die Atmel Welt gefunden haben, dürfte dieses Board dann sicher interessant werden. Controller hab ich schon für Experimente besorgt. Aber das dauert vermutlich noch ein paar Monate weil ich erst noch ein paar andere Zusatzboards fertig mache und auch erst ein paar mehr praktische Erfahrungen von RN-Control machen und bobachten möchte. Das kann man dann immer beim nächsten Board berücksichtigen.

Ok, das hiesse erstmal das vorhandene RN-Controll Mega 32 bestellen.

Und vorher lesen lesen lesen!

Danke!

Gruss!
mir mich

[Hellmut]

Hallo recycle

bitte mißverstehe mich nicht, das RN-Control Board ist so spitze das ich es postwendend bestellt habe. Es ist genau wie du sagst eine Umgebung die viel bietet und das zu einem sehr günstigen Preis. In meinem Fall wird die RN-Control zur Zentraleinheit meines schwimmenden Roboters. Was ich gerne gehabt hätte ist genau dieses RN-Control mit dem mega128, da als Zentraleinheit ich möglichst viele Reserven haben möchte. Sobald es die RN-Control mit dem mega128 gibt werde ich mir diese zusätzlich erwerben. Nur der dort verfügbare Adressbus müßte noch rausgeführt werden.

Einer der Gründe, nein der entscheidende Punkt, als 68k und PPC Prozessorfan, also Motorlaner, mich für den AVR zu entscheiden ist dieses Forum und damit jeder von Euch. Ich bin begeistert und zur Zeit dabei die Tragweite dieser Entscheidung für meinen schwimmenden Roboter zu erfassen. Ich baue seit Juni 2002 an dem Boot und die Möglichkeiten die sich hier eröffnen sind großartig. Sobald meine Konzeptionsphase weiter fortgeschritten ist werden meine Fragen Konkret und hoffentlich seltener. Wenn ich darf würde ich gerne meine Erfahrungen als quasi Baubericht hier verfügbar machen.

Was sich jetzt heraus kristalisiert als 1. Priorität ist es eine I2C-Karte mit Ansi-LCD Terminal-Display zu machen, die Butterfly-Karte von Atmel scheint ja vieles davon breits zu beinhalten. Dieses Display und die Tasten der RN-Control erlauben vor Ort Programmierung.

Weiterhin werde ich eine I2C-Karte mit Boost-Schaltregler und Fahrtregler Karte machen um die bereits begonnene Anwendung einer Getriebemotorschaltung mit Motorumkehr und Endlagenschalter begrenzte Funktion durch einen mega8 gesteuert zu ersetzen. Mit dem Boost-Schaltregler 40V zu erzeugen und ich brauche statt 24A bei 12V nur noch knappe 6A Strom bei 40V! Im Schiffsmodell.net Forum steht einiges hierzu.

Die Schrittmotorsteuerung wird gleichfalls mein Problem lösen das Vorstag beim Verschieben der Befestigung an Deck gespannt zu halten. Frage, welches Drehmoment kann ein Schrittmotor der durch die RN-Control gesteuert wird maximal aufbringen? ich muß eine schot, also eine Schnur die mit bis zu 50kg Zug belastet sein kann so aufwickeln das es immer gespannt bleibt. Die Schot bildet die Hypothenuse eines Dreiecks wo die eine Kathete, der Mast etwa 180cm lang ist, die andere Kathete durch Verlegen des Befestigungspunktes von 57cm auf 34cm verkürzt wird. Parallel zur Verschiebung muß das Vorstag verkürzt werden um die Spannung konstant zu halten. Ich meine gelernt zu haben das hierfür ein Schrittmotor ideal ist da die Längenänderung nicht linear ist. Dieser Vorgang dauert nur 0,5 Sekunden.

Last, but nor Least wird die 5V Spannung zur Versorgung des Empfängers der Fernsteuerung und der I2C-Karten verwendet. So habe ich praktisch für jede Funktion der RN-Control eine Verwendung!

Damit zeigt sich, gut definiert und die Lösung ist unglaublich vielfältig einzusetzen!