IR-bake

[Thorben W]

@Rabenauge wenn ich dich richtig verstanden habe, dann hattest du die Idee von einzelnen Baken, die einen eigenen µC haben und jede einzelne dem Roboter auf Anfrage mitteilen welchen Abstand der Roboter zu ihnen hat.

Die anderen, wenn ich es richtig verstanden habe, wollten eine Bake mit Satelliten, die Bake überträgt die Entfernungen des Roboters zu allen Satelliten an den Roboter. Der Roboter hätte in diesem Fall einen Rund um sender für US und für IR (wie gelöst ist im Moment ein anderes Problem), die Bake hat eine Auswertelektronik (µC) und Bake und Satelliten haben jeweils US und IR Empfänger.
Der Roboter sendet IR und US ab und die Satelliten nehmen es auf und die Bake errechnet die Entfernungen und Überträgt sie zum Roboter (Komunikationssystem: Verschiedene Ideen)

Grüße
Thorben

[Rabenauge]

Unflexibel.
Wenn nämlich die "intelligente" Bake ausfällt, bricht das gesamte System zusammen. Sie muss ja noch nicht mal ausfallen, es reicht, wenn es Kommunikationsprobleme gibt.
Ich halts für besser (und der Aufwand ist nicht viel mehr, um miteinander kommunizieren zu können braucht eh jede Bake nen Rechenknecht), wenn jede Bake alles kann. Dann kann man die ausgefallene nämlich einfach austauschen, bzw. ungerührt weiter machen, so lange noch "genug" Baken online sind.
Zudem: wie soll die Bake die Entfernung des Roboters zu den Satelliten wissen?
Dazu müssen die auch gegenseitig Daten austauschen- vom Aufwand her find ich das nicht geringer. Aber anfälliger, weil dann sämtliche Satelliten auch noch mit der Bake reden müssen. Da ist einfach irgendwann zu viel "IR-Müll" im Raum.
Das ist in Griff zu bekommen, aber umständlich:

-Roboter weckt alle Satelliten auf (mit nem IR-Blitz und gleichzeitig nem US-Rundruf
-jeder Satellit misst nun die Entfernung, und muss die an die Bake weiter geben
-jetzt kann die Bake alles an den Roboter schicken.

Das ist nicht mal schnell, denn die Bake muss warten, bis sie von allen Satelliten die Werte bekommen hat.
Weiter muss es gut getimed werden, damit die Satelliten nicht gleichzeitig mit der Bake reden.
Ich hab da also entweder irrsinnige Verzögerungen drin (es kann vorkommen, dass die Bake nen Satellit nicht richtig versteht, und die Werte neu anfordert, aber auch, dass mal ein Satellit ganz ausfällt, das kann ich _nur_ mit ner gewissen Wartezeit rausfinden), oder aber ich muss vor jedem Start des Systems sicher stellen, dass die Bake sämtliche, im Einsatz befindlichen Satelliten kennt und auch mit ihnen einwandfrei kommunizieren kann.

Nen paar der Probleme kann man umgehen, indem man die Bake und die Satelliten miteinander per Kabel verbindet (ne Art Bussystem) aber dann wird das Ganze dermassen unflexibel...richtig schick geht das dann wohl nur noch mit nem Funknetzwerk-Blauzahn oder so.

Bei der von mir bevorzugten Lösung kann man von einer bis-beliebig viele Baken benutzen. Der einzige Unterschied zwischen ihnen ist ne eigene Adresse.
Nach dem "Rundruf" vom Roboter melden sich einfach alle, die es mitbekommen und schon weiss der Roboter, wer alles da ist bzw. im Bereich.
Dort kann man noch ne Differenzierung einbauen: Bake Addr.1 antwortet 10ms nach dem "Weckruf", Bake Addr.2 20ms danach usw. Auch das kann man in die Baken fix gleich mit einprogrammieren, so braucht der Roboter auch das nicht mehr managen.
Fällt _hier_ irgendeine Bake aus, ist das nicht soo tragisch: solange noch _irgendeine_ mitspielt, kann der Roboter zumindest diese noch lokalisieren.
Und: man kann klein anfangen-wenn das Budget eben grade nicht die eigentlich nötigen 15 Baken hergibt, kann man mit zweien schon sehr viel anfangen, und später nach und nach einfach neue hinzufügen, _ohne_ am System selber irgendwas zu ändern.
Bauch ich mal nur vier, stell ich eben nur die viere auf und gut. Ich muss dann nicht eine Zeile Code ändern.

[Besserwessi]

Das Senden von US Pulsen sollte vergleichsweise wenig Leistung benötigen, deutlich weniger als Sende von IR-Signalen. Anders wäre das nur wenn man einen Lautsprecher nutzen will. Der Fall 3) mit dem Senden von den Baken an den Bot (die Bots) wäre dann eher so, das ein Senden Angefordert wird, und dann alle Baken der Reihe nach Senden, das ganze ggf. 2 oder 3 mal wiederholt. Das Signal könnten dann alle Bots parallel aufnehmen. Der Vorteil wäre dabei, dass der Bot bereits die Zeiten misst und das Ergebnis nicht noch erst übertragen werden muss. Die IR Übertragung beschränkt sich dann auf die Zeitmarken zu den US Pulsen.

Beim Fall 2. (US vom Bot zu den Baken) muss man die Baken auch nicht unbedingt einzeln adressieren. Die Baken können den US Puls Unabhängig empfangen, nur beim Senden des Ergebnisses muss man ggf. durch Verzögerungen darauf achten das nicht 2 Baken gleichzeitig das Ergebnis senden. Dabei wäre ich eher dafür nur die Zeiten zu senden - die Berechnung der Position kann man dann auf dem Bot machen - damit wird man dann vor allem unabhängig davon wie viele Baken Antworten, und die Baken müssen nicht noch die Werte zusammenfügen. Das einzige ist das der Bot noch die Position der Baken braucht, aber die sollte nicht nicht so oft ändern. Bei den Baken wird es vermutlich darauf hinauslaufen das man je Position einen eigenen µC hat. Mit einem µC mehr als Postionen zu versorgen wäre ggf. interessant um Strom zu sparen (nicht so sehr um µCs zu sparen), denn man muss dann nicht an jeder US Empfangsposition auch IR Sender / Empfänger in alle Richtungen haben. Die Kabelverbindung ist dann mehr etwas um IR Kommunikation (insbesondere Strom) zu sparen. Für den Anfang würde ich aber pro Postion von 1 µC, 1 US Empfänger, ca. 2-4 IR Empfängern und etwa 3-8 IR Dioden ausgehen. Der nächste Schritt wäre dann ggf. ein 2. US Empfänger am selben µC und ohne zusätzliche IR Komponenten. Wie viele IR Sender bzw. Empfänger man nutzt ist ohnehin ggf. variabel, je nach Aufstellungsort der Bake (in der Raummittel viele, in einer Ecke eher weniger) - das wäre eine Sache die man ggf. per Jumper oder Software einstellen sollte, auch wenn ein IR Sender gegen die Wand nur mehr Stromverbrauch bedeutet aber noch nicht stört.

So hoch sollte der Stromverbrauch der Baken nicht sein. So grob geschätzt etwa 2-3 mA für 2-3 IR Empfänger um den nötigen Raumwinkel abzudecken, vielleicht 1-2 mA für den den µC und anderes im Ruhezustand. Für eine Messung kommt man dann vielleicht noch mal auf 50 ms mit 10 mA für den US Empfänger und vielleicht 20 ms mit 500 mA für den IR Sender. Bei einer Messung jede Sekunde wäre das auch nur noch einmal rund 10 mA im Mittel. In der Summe wären das weniger als 20 mA - damit könnte man mit 4 AA Akkus oder Batterien noch einige Tage auskommen, bzw. man hätte einiges an Reserve etwa für mehr IR Sendeleistung oder ggf. 2 oder mehr Baken aus einem Satz Akkus. Wenn man sich Anstrengt könnte man ggf. auch da noch sparen, etwa indem nur dahin gesendet wird wo auch empfangen wurde und ggf. je nach Abstand auch weniger stark gesendet wird - den Abstand zum Bot kennt die Bake ja.

Ob der Bot gerichtet sendet, oder in alle Richtungen ist dabei egal - das kann jeder halten wie er will, ggf. sogar gemischt mit 1 Bot der Rundum sendet und einer gerichtet. Gerichtet muss man dann ggf. damit Leben das einige Baken das Signal nur über ein paar Ecken empfangen - da braucht man dann ggf. eine nicht ganz triviale Fehlererkennung, denn auch das IR Signal kann man ggf. indirekt per Streuung empfangen. Für die billigen US Module könnte sich das Problem ergeben, dass man gerichtet ein sehr hohe Leistung hat, und so auch noch die 2. oder 3. Refelxion mitbekommt.

[Rabenauge]

Du willst-optional-also die Baken(mehrere ggf.) noch mit zusätzlichen Satteliten erweitern können?
Hm, da geh ich mal mit (ich denke nicht, das _ichs brauche, aber ich kanns ja einfach weglassen)- das macht Sinn, um ein dichteres Netz zu haben, falls nötig.
Die Satelliten kann man dann wirklich per Kabel einfach anstecken, oder eben nicht.

Das jede vernünftige Bake nen Rechenknecht benötigt, ist eh klar- muss ja nun nix tolles sein.
Kann man denn mit vier IR-Empfängern ringsherum empfangen? Klappt das wirklich?
Ich hab _einen_ hier- daher kann ichs nicht wirklich testen.