Abstandsmessung ähnlich wie IR-Schnittstelle des asuro

[damaltor]

Ich muss sagen, das hätte ich wirklich nicht so erwartet. ich dachte eigentlich dass gerade durch das diffuse des PTT (auf der bemerkenswert weihnachtlichen befestigung) das diese reflexionen der Platte dahinter ausgeschlossen werden...

wie erheblich geringer ist denn erheblich geringer? halb so groß? ein viertel? oder immer 10 digits weniger?
kann man das als halbwegs propotional ansehen, oder ist nur ein gewisser offset festzustellen?

[oberallgeier]

Hallo damaltor,

... wie erheblich geringer ist denn erheblich geringer? ...

Völlig richtig diese Frage. Ich hatte den beschriebenen Einwand gehört und daheim sofort eine Kontrollmessung gemacht - mit der genannten ungenügenden Vergleichbarkeit.

Das (mein) Problem mit der IR-Abstandsmessung hat sich ja zu meinem Ärger etwas verselbständigt - es geht mir aber einfach auf den Keks, dass so wirre Ergebnisse da sind. Ich hatte ebenfalls wie Du vermutet, dass die Reflexion durch das PTT zurück (oder die Transmission durch PTT und Träger) verschwindend gering ist. Die genannten Messungen zeigten aber mehrfach hörere Abstände bei gleicher Rampenbreite (PWM-Ansteuerung). Einen tragfesten Vergleich hatte ich aus Zeitnot (oder - ich war einfach sauer) nicht gefahren.

Diese Woche bin ich auf einem Kongress mit völlig anderer Thematik und werde erst wieder anfangs nächster Woche aktiv werden. Der IR-Abstandsmess-Frage werde ich danach weiter nachgehen, aber nicht mit erster Priorität. Bitte um Verständnis. Was mich ja mittlerweile interessiert ist, ob eine sehr preisgünstige Standard-Reflexionsfläche verfügbar oder einfach beschaffbar ist. Dies wäre für andere Messverfahren möglicherweise von Vorteil.

[Sternthaler]

Hallo Kongressteilnehmer und natürlich auch alle anderen.

@oberallgeier
Du schriebst, dass du das Abstand wahren im Moment nicht als erste Prio siehst. Deshalb hatte ich mich mal daran gemacht dem IR-Licht zumindest Softwareseitig auf die Sprünge zu helfen.

Im Anhang habe ich das Ergebnis beigelegt.
Im übrigen habe ich das ganze CIR getauft. Soll Chirpende IR-messung heißen.

- Gemessen wird kontinuierlich im Hintergrund über den Timerinterrupt.
---> Keine zeitkritischen Funktionen im Hauptprogramm.
---> Kontinuierliche Entfernungsinformation vorhanden.

- Die Messung wird mit der oben angegebenen Iterationsmethode gemacht.
---> Über ein define einstellbare Bitanzahl für das Ergebnis.
---> Konstante Zeit zum Ermitteln der Entfernung.
---> Die Messzeit ist somit unabhängig von der Entfernung.

- CIR kann über Funktionen gestartet und gestoppt werden.
---> Während CIR läuft, funktioniert die IR-Datenübertragung nicht.
---> Nach dem Stoppen vom CIR können Daten wieder übertragen werden.

- CIR kann mit 4 Defines in cir.h konfiguriert werden.
---> Ausführliche Beschreibung in der Datei
-----> Anzahl Pulse am IR-Sender (Pflicht bei der Harware)
-----> Anzahl Iterationen pro Messung (Bitanzahl für das Nettoergebnis)
-----> Anzahl Messungen bei ungeänderter Lichtleistung (Messgenauigkeit)
-----> Anzahl Messwerte, die als 'Ausrutscher' betrachtet werden. (Messfehler)

---- Funktionen:
====> CirIsr()
Muss vom Timerinterrupt SIGNAL (SIG_OVERFLOW2) in asuro.c aufgerufen werden.
====> CirStart()
Start der Messungen. Datenübertragung ist tot
====> CirStop()
Na was wohl.
====> unsigned char variable = CirRead()
Hiermit holt das Hauptprogramm den Nettoentfernungswert.


Wichtiger Hinweis zum test.c main()-Teil. (Beschreibung im Source)
In der Asuro-LIB Version 2.80 kann eine Funktion in den Timerinterrupt 'eingehängt' werden. Dann ist es nicht mehr nötig die Lib zu editieren und neu zu übersetzten.
Wenn noch eine alte Lib bzw. der Source von der CD benutzt wird, wird in test.c beschrieben was zu tun ist.


Zu meinen mit dem Testprogramm erfolgten Messungen:
- Ohne mehrfache Messung bei gleicher Lichtleistung ist kein vernünftiges Ergebnis zu erwarten. Unterhalb von 5 Wiederholungen ist die Wiederholgenauigkeit einer Messung eher zufällig.
- Nur bis zu einer gewissen Anzahl an Wiederholungen mit gleicher Lichtleistung wird das Messergebnis besser. Ab ca. 30 Wiederholungen ist keine Verbesserung mehr zu finden.
- Sowohl im Nahbereich bis 10 cm, als auch ab ca. 100 cm ist der Messfehler relativ hoch.

Die Messgeschwindigkeit mit den aktuell in cir.h angegeben Werten beträgt 10 ms. ---> Das sind 100 Messungen pro Sekunde. Bei vollem Speed vom Asuro mit ca. 50 cm/Sekunde ist also ein Entfernungswert alle 5 mm vorhanden. Diese Genauigkeit liefert das CIR-System absolut nicht.

So, genug erzählt. Probiert es aus oder lasst es sein
Gruß Sternthaler

[oberallgeier]

Hallo Sternthaler, hallo alle,

nicht als erste Prio siehst

Na ja, ich hinke mit meinem Projekt schon Monate hinterher . . . .

Deshalb hatte ich mich mal daran gemacht dem IR-Licht zumindest Softwareseitig auf die Sprünge zu helfen.

Ohhhh - sehr schöne Überraschung nach einem schönen, langen Wochenende an einem sonnigen Montag Morgen.

Lieber Asuro programieren als arbeiten gehen.

Dein umfangreiches Posting lässt mich Einiges fürchten, du wirst das aber hoffentlich nicht wahr gemacht haben? Was soll sonst mit meiner Rente geschehen . . . ?
Zurück zu topics. Sehr schön. Die *c und die *h sehen ja so aus, als könnte ich sie direkt (bis auf meine Verdreifachung) verwenden. Trotzdem werde ich noch bei "mir" weitermachen: die Mechanik steht bis auf den Kopf-mit-Sensoren-wackel-Servo, die Teile sind alle da - und danach kann ich sehen, wie das Ganze mit der bei mir gedämpften SFH415 (1k Vorschaltwiderstand) und der geänderten 5110-Installation funktioniert. Auf meiner Experimentierplatine ging´s so ja feinfühliger. Also doch noch etliche Tage - abzüglich dieses Montags (es ist einfach Flugwetter....).

[Sternthaler]

Hallo Flieger,
nein, es kommt kein Spruch wie vom Nachwuchs

Schöner Ausschnitt aus deinem Projekt.
Zeigt natürlich, dass meine Lösung hier nur im Prinzip für dich in Frage kommen könnte.
Ich habe den Source 'natürlich' nur aus Sicht des Asuros geschrieben. Es sollte aber nicht allzu schlimm sein da aufzusetzen. Falls überhaupt 'fremder' Source genutzt werden will von dir.

By the way:
Die cir.c und cir.h sind so geschrieben, dass sie direkt in die Asuro-LIB eingebaut werden können.
Da muss ich aber noch mit m.a.r.v.i.n sprechen, da ich eigentlich die cir.h in der asuro.h oder teilweise in der myasuro.h unterbringen möchte.

Muss nun weiterarbeiten um deine Rente zu finanzieren

Gruß Sternthaler

[oberallgeier]

Lieber Sternthaler,

heute kann ich Dir mal einen Zwischenbericht geben über neueste Studien meinerseits zur IR-Schnittstelle und zu deren Verwendung als irDME.

In den letzten Wochen war ich angestrengt beschäftigt mit einer Tatsache, von der ich annehme, dass sie eine grossartige, neue Säule unseres physikalischen Wissens bilden wird. In naturphilosophische Überlegungen hatte ich - ausgehend von Newtons lex tertia

..................................Bild hier  

- einen Weg gesucht, wie ich zu einer Entsprechung bei Fragen zur Energie kommen könnte. Nun liegt ja schon von Einstein die herrliche Formulierung des Bezugs zwischen Energie und Masse vor. Dieses einsteinsche Postulat der Äquivalenz zweier so unterschiedlicher, physikalischer Größen wie Masse und Energie hatte meine Überlegungen in eine sehr erfolgreiche Richtung gebracht. Meine Entdeckung ist nun, dass ich ja aus beiden Gesetzen die Wechselwirkung von auslösender Erhaltungsgröße und beeinflusster Erhaltungsgröße ableiten kann - vulgo actio gleich reactio. Diese fundamentale Entdeckung, der zulässigen Erweiterung von Newtons Postulat, werde ich umgehend in den Annalen der Physik der Fachwelt vorstellen und hoffe, dass meine "Zweite Oberallgäuer Vermutung" - "2 OV" (es liest sich also NICHT ZOV - mit einem "z" zwei "f") - in der nächsten Zeit die angesprochene Säule unseres physikalischen Denkens werden wird. Nebenbei darf ich Dir anvertrauen, dass ich damit meine Habilitation oder gar eine unmittelbare Berufung auf einen namhaften Lehrstuhl in greifbare Nähe gerückt sehe.

Cui bono, wirst Du fragen. Klar.

Du hattest mich mit Deiner Bemerkung: "... 2) Die Unterschiede zwischen Tageslicht / Kunstlicht / ... " ja schon auf die richtige Fährte gebracht:
"... Sonne an und Sonne aus? Welcher Port ... schaltet mir die Sonne? ..." Leider hatte ich Deine kryptische oder sybillische Erläuterung: "... etwas zur Sonne schreiben ... Genormt ist ... Pin 3 am Port B laut CCG. Im Moment sind da wohl einige abgeschaltet. Zumindest auf der Nordhalbkugel ..." nicht wirklich verstanden. Ich hoffe, dass ich aber nun, unabhängig davon, das Problem gelöst habe.

Weiter mit cui bono. Der von mir entdeckte Effekt beruht also darauf, dass die Reaktion unseres "Beobachters" - der SFH415 - auf das Aus- und Einschalten der Sonne - das so ja nicht problemlos, zumindest nicht in überschaubaren Zeiträumen - möglich ist, ersetzt wird durch das Aus- und Einschalten der SFH415. Aus meinen in den Annalen der Physik demnächst theoretisch begründetem Ansatz geht hervor, dass die Wirkung in beiden Fällen die gleiche ist - sein muss. Und sag selbst: ist das nicht ein ganz wunderbarer Gedanke, dass mein Schaltvorgang an eine LED dasselbe bewirkt, als würde ich die Sonne an- und wieder ausknipsen!

Instinktiv ist dies schon mal von jemandem vermutet worden - der sich aber über die Tragweite der Tatsache nicht im Klaren war. Auf Seite 3 von dessen Schrift wird ein Prinzip der "Lichtmessung" - es handelt sich dabei offensichtlich um eine Messung der Beleuchtungsstärke - beschrieben, das GENAU meiner neuen, physikalischen Theorie entspricht. Hintergrund seiner Ausarbeitung ist es, die Entladekurve der Kapazität einer "aufgeladenen" LED zu messen, und aus dem zeitlichen Verlauf des Spannungsabfalls während des Entladens auf die Beleuchtungsstärke zu schliessen, da die Entladung mit unterschiedlich starker Beleuchtung der LED unterschiedlich schnell vor sich geht.

Ich hatte natürlich sofort diesen Aufbau nachvollzogen und war von der Schlichtheit und Klarheit des Experiments verblüfft. Irgendwie erinnert es mich an den Arbeitstisch von Otto Hahn ...

..................................Bild hier  

Mittlerweile habe ich umfangreiche Messungen gemacht mit einer Schaltung, die am mega168 ziemlich genau der Schaltung der SFH415 am asuro entspricht (na ja, zwei parallele 470R ergeben fast 220R) und die Beleuchtungsstärke durch die Entladungsgeschwindigkeit der LED-Kapazität gemessen. Am Oszilloskop hatte ich bei Auflösung in Microsekunden auch schön die Entladekurve gesehen (x = 0,5 µs/DIV).

..................................Bild hier  

Leider musste ich (derzeit?) feststellen, dass diese Entladekurve darstellbar ist sowohl mit als auch ohne LED. Für meine Experimente verwendete ich einmal die irLED SFH415 und dazu auch eine "rote" 250 mcd von Lite-on . Abgesehen nun davon, dass mir bei der Entladekurve nun der endgültige Beweis für den ursächlichen Zusammenhang zwischen dem Aus- und wieder-Anschalten der Sonne, sorry, der LED und dem Spannungsverlauf am µC fehlt, ist der beobachtete Spannungsabfall im Bereich von rund 0,1 µs zwar für meinen mit 20 MHz getakteten m168 noch "im limit" - aber real würde ein solcher Messvorgang doch Problem bringen. Schade. Ich arbeite daran.

Allerdings ist nun, zumindest vorerst, eine entsprechende Messung der Beleuchtungsstärke mit dem asuro und seiner SFH415 wohl nicht möglich und meine hervorragende Entdeckung ist für unsere beabsichtigte Eichung der Abstandsmesseinrichtung beim asuro nicht erfolgversprechend. Schade. Wirklich schade.

[robo.fr]

Tja, so ist das halt: Nur hochpräzise Meßtechnik ermöglciht die Entdeckung neuer physikalischer Effekte.
Da geht's Dir nicht anders wie den anderen? Physikern.

robo

[Sternthaler]

Hallo Newton,

da bleibt dann nur eins übrig:
Sibylle zu ihrer Schwester Pythia zurückschicken und auf Seite 4 vom Dokument des 'anderen Vermuters' zu blättern.
Die dort vorgestellt primitive Variante, die Umgebungshelligkeit mit einem LDR zu messen, entspricht zwar nicht den hohen Ansprüchen eines Anwärters auf einen namhaften Lehrstuhl, kann aber zur Not eben diesem 'anderen Vermuter', bei einem Fehlschlag des Experiments, in die Schuhe geschoben werden. Somit wär der Ruf des namenhaften Lehrstuhls auch niemals gefährdet.

Schade, dass diese Lösung erst im I-Net zu finden ist. Was wäre wohl gewesen, wenn diese Aufgabestellung, Entfernungsmessung für Kleinroboter, schon vor 200 Jahren diskutiert worden wäre. Die hätten ja niemals eine Lösung finden können, da es da ja kein I-Net gab .

Sonst bleibt aber immer noch die Möglichkeit offen, dass man eine Linse über einer Zündschnur anbringt; an der CPU ein Micro anschliesst; und wenn es knallt, dann hat zu viel Umgebungshelligkeit die Ladung entflammt. Ein kleiner Roboterarm legt für eine weitere Messung eine neue chemische Ladung nach.
Somit kann man umgehen, dass physikalische Effekte neu entdeckt werden müssen. Das entspricht dann einer Transformation in den chemischen Lösungsraum.

Ich hoffe das liest keiner.
Gruß Sternthaler

[robo.fr]

Hallo zusammnen,

Mittlerweile habe ich umfangreiche Messungen gemacht mit einer Schaltung, die am mega168 ziemlich genau der Schaltung der SFH415 am asuro entspricht (na ja, zwei parallele 470R ergeben fast 220R) und die Beleuchtungsstärke durch die Entladungsgeschwindigkeit der LED-Kapazität gemessen.

was mir gerade noch beim Experiment auffällt: Die paar Elektronen, die bei Lichteinfall schneller durch die Potentialbarriere diffundieren, erfordern einen ziemlich großen Entladewiderstand ( in der Frößenordnung MegaOhm ) damit man einen messbaren Effekt erhält.

Gruß,
robo

[oberallgeier]

Hallo robo,

genau - allerdings hatte ich eben bei dieser Geschichte (mit Blick auf den asuro bzw. auf die Verwendbarkeit bei ihm) die asuro-Bestückung bzw. seinen Schaltplan zugrundegelegt.