kombi-sensor IR -US

[inka]

hallo allerseits,

im zuge der arbeiten an meiner raumnavigation ergab sich die idee eines IR-US sensors, der drehbar an einem servo angebracht ist. So könnte man eine IR-bake anpeilen und dann auch die entfernung zu ihr messen, ohne den ganzen roboter drehen zu müssen...

Nur der servo wird noch extra mit strom versorgt, die Sensoren mit einer gemeinsamen versorgung. Liesse sich auch noch ändern...

Verwendbar auch für SRF02 (andere verdrahtung als auf den bildern zu sehen - bei mir wäre es zu der multiIO), für hc-sr04 (für mich eine gute alternative zu SRF02) und für eine erweiterte verwendung des IR-empfängers des RP6 (dessen OUT-signal habe ich auf der BASE an den USR-BUS gelegt, damit es überall zur verfügung steht...

[fabqu]

Hi Inka!
Find ich klasse, wie an dem Problem festhältst dann kommt sicher mal eine "standfeste" Lösung rum.
Ich vermute mal, das Alu-Rohr oben drauf ist als IR-Schirmung gedacht, innen mit schwarzer Pappe ausgekleidet? Das erinnert mich an eine alte Idee:
Vielleicht hab ichs schon mal erwähnt, aber was hier im Forum mal irgendwo irgendwer (sorry, genauer weiß ichs nicht mehr) vorgeschlagen hatte war ein aufgefächerter Laser an der "Tankstelle". Dieser Laser ging dann eben horizontal aufgefächert durch den Raum. Auf dem Robby war nix weiter als ein lichtsensitiver Widerstand drauf, jedoch auch in solch einer Röhre versteckt und vorne dran eine Linse, die den einfallenden aufgefächerten Laserstrahl genau auf dem Widerstand fokussiert hat, wenn die Röhre genau in den Laser geschaut hat.
Zwei solche Dinger mit unterschiedlichen Farben (rot und grün z.B., bekommt man heute alles auf eBay) mit zwei solchen Sensoren und je einem Filter davor (vielleicht kann man die Farbe auch im Sensor unterscheiden) und schon hast du ne Kreuzpeilung! Das ganze auf nen Servo und evtl noch deinen US-Sensor.

Grüße

[efb]

Hallo Inka,

hast Du an Deinem RP6 jetzt zwei TSOP? Wenn ja: einfach OUT parallel geht doch wohl nicht oder?

Ich hatte auch schon nach der Lösung für einen zweiten TSOP gesucht, damit der eine eine feste Abschirmung für das Anpeilen bekommen kann, der andere an seinem originalen Platz aber noch IR-FB Signale empfangen kann und das ACS damit auch noch geht...

Viele Grüsse

Ernst

[inka]

@fabqu:
- das rohr am TSOP soll den empfang von IR-reflektionen verringern, es soll ja nur die bake auf die der enpfänger gerichtet ist zu "sehen" sein...
- das schwarze papier sollte auch in der richtung etwas bewirken, ein einfluss war aber nicht feststellbar (ist ein etwas älteres foto)...
- bei den lasern von Ebay bin ich vorsichtig, da weiss man nicht was man bekommt - und warum sollten sich auch die chinesen nach deutschen sicherheitsbestimmungen richten?

@efb:
ja, ich habe zwei TSOP am RP6, paralell angeschlossen, die zwei kondensatoren und der widerstand sind bei beiden eingebaut

beide empfangen gleichzeitig, man kann es gut beobachten, wenn ich mit der bake um den RP6 rumgehe. Es ist aber nicht zu erkennen, welcher gerade empfängt, man erkennt es nur daran zu welchem empfänger die bake gerade "zielt". Mir ging es hier nur darum einen drehbaren empfänder zu haben, der sich besser auf das ziel ausrichten lässt - die genauigkeit der ketten beim drehen um die eigene achse lässt da viele wünsche offen...
Den originalempfänger (hat auch so ein rohr vorne dran) habe ich mit einem selbstklebendem filzgleiter zugeklebt und verwende ihn nicht. Vielleicht hast Du eine idee zu unterscheidung der empfänger?

[efb]

Hallo Inka,

Anmerkung zum Laser: Ich wollte am Anfang auch einen Laser als präzisen und weitreichenden Leitstrahl nehmen. Bin davon schnell abgerückt, da es mir für Haustiere und Kleinkinder zu riskant erscheint, wenn in Bodennähe so ein Strahl rumgeistert...

Zum IR-Sensor:

Gut zu wissen, das man ihn parallel schalten kann.

Bei mir ist der Stand derzeit so:

Wenn der RP6 zurück zur Basis will schaltet er über Funk den IR-Leitstrahl an der Basis ein. Dieser besteht aus der Elektronik einer Standard FB, die der RP6 mit seinem Standard IR Empfänger ja prima liest. Mein RP6 hat einen Kompass. Er dreht sich bis er den Strahl findet und wieder verliert, bildet die Mitte und fährt in diese Richtung, bis der Strahl wieder weg ist. Dann sucht er noch einmal. Meist reichen zwei Suchvorgänge bis er an der Basis ankommt. Das funktioniert mittlerweile auf etwa 3 m zeimlich gut. Natürlich braucht er das Röhrchen vor dem IR-Sensor, sonst wird es zu ungenau. Ist er an der Basis angekommen, soll es dann mit dem Linienverfolger noch ganz in die "Garage" hinein gehen.

Den Sonsor will ich aber weiterhin für ACS und Fernbedienungssignale verwenden. Nun stört das Röhrchen.

Wenn Du sagst, es funktioniert problemlos, wenn man die Sensoren parallel schaltet, gibt es meines Erachtens jetzt mehrere Möglichkeiten:

Der originale Sensor bleibt in etwa an der originalen Stelle und wird für ACS und IR-Fernbedienungen genutzt.

Für das Peilen kommt ein Paralleler IR-Sensor mit Röhrchen eine Etage höher. Damit der originale Sensor beim Peilen nicht stört, muss er abgeschaltet werden (mit einem MOSFET?). Ob das wirklich geht, oder ob ein derart "abgeschalteter" IR Empfänger nicht dafür sorgt, das über OUT nichts mehr vernünftiges auszulesen ist, müsste man erst einmal ausprobieren. Geht es nicht, könnte man noch über eine Trennung von OUT über ein Relais nachdenken.

Will man nicht in die Schaltung eingreifen und hätte man mehr Platz an der originalen Sensorstelle, würde man vielleicht auch den originalen Sensor bei der Peilung mit einem Mini-Servo mechanisch abdecken (mit einer Art Hütchen).

Die eleganteste Lösung wäre natürlich, den zweiten Sensor mit einer gleichen Schaltung wie am RP6 einfach an einen anderen Controller-PIN zu hängen und die Einlesesoftware dafür zu schreiben, da hörts bei mir aber leider mit den Programmierkenntnissen auf


Viele Grüße

Ernst

[inka]

hallo Ernst,

Du bist schon ganz schön weit! Bei mir geht es langsammer voran, ich stolpere immer wieder über elektronische fragen und probleme (die "simple" emitterschaltung stellt ein schier unüberwindliches hindernis dar um mit der digitalen IR-bake weiterzu kommen, aber ich hab ja noch die zwei analogen). Diese wege durch das elektronik-labyrinth halten ganz schön auf, das sag ich Dir! Auch bei der software habe ich so meine schwierigkeiten. Im grunde genommen habe ich viele teillösungen, aber bin von einer gesamtlösung noch weit entfernt...

Wenn der RP6 zurück zur Basis will schaltet er über Funk den IR-Leitstrahl an der Basis ein.

was für eine funkverbindung verwendest Du? Hast Du in der Basis auch einen microcontroler?

Dieser besteht aus der Elektronik einer Standard FB, die der RP6 mit seinem Standard IR Empfänger ja prima liest.

was ist denn eine "standard FB"?

Mein RP6 hat einen Kompass. Er dreht sich bis er den Strahl findet und wieder verliert, bildet die Mitte und fährt in diese Richtung, bis der Strahl wieder weg ist. Dann sucht er noch einmal. Meist reichen zwei Suchvorgänge bis er an der Basis ankommt. Das funktioniert mittlerweile auf etwa 3 m zeimlich gut. Natürlich braucht er das Röhrchen vor dem IR-Sensor, sonst wird es zu ungenau. Ist er an der Basis angekommen, soll es dann mit dem Linienverfolger noch ganz in die "Garage" hinein gehen.

Mein RP6 hat auch einen kompas und meine überlegungen und teilweise auch die software dazu gehen in die gleiche richtung...

Den Sonsor will ich aber weiterhin für ACS und Fernbedienungssignale verwenden. Nun stört das Röhrchen.

Warum? Ich kann mich erinnern, mit dem RP6 schon mal mit einer abwandlung des "RP6Control_10_Move2.c" demo-programmes mit dem roboter im raum unterwegs gewesen zu sein auf der Suche nach der ladestation (und mit funktionierendem ACS)! Und da war das röhrchen drauf! Geht das bei Dir nicht?

Der originale Sensor bleibt in etwa an der originalen Stelle und wird für ACS und IR-Fernbedienungen genutzt.

So dachte ich es mir auch...

Will man nicht in die Schaltung eingreifen und hätte man mehr Platz an der originalen Sensorstelle, würde man vielleicht auch den originalen Sensor bei der Peilung mit einem Mini-Servo mechanisch abdecken (mit einer Art Hütchen).

Auch da gingen meine überlegungen hin - quasi ein elektronischer ersatz für den provisorisch aufgeklebten filzgleiter...

Die eleganteste Lösung wäre natürlich, den zweiten Sensor mit einer gleichen Schaltung wie am RP6 einfach an einen anderen Controller-PIN zu hängen und die Einlesesoftware dafür zu schreiben, da hörts bei mir aber leider mit den Programmierkenntnissen auf

Ich habe für die auswertung der bake das register 30 eingeführt, wie verfährtst Du?[/QUOTE]

[efb]

Hallo Inka,

ich wollte für die Bake keinen neue IR-Sende-Lösung bauen, deshalb habe ich auf eine alte RC5 fähige IR-Fernbedienung zurückgegriffen. Bei Pollin gibt´s Sortimente, da war etwas RC5 fähiges dabei. Habe also einfach einen Teil der Elektronik der FB genutzt. Für mich ist diese Lösung individuell genug, meine anderen Geräte in der Wohnung hören nicht auf RC5. Dadurch konnte ich bequemerweise auch die vorhandene RC5-Lesesoftware des RP6 benutzen. Für ein universell nachbaubares Projekt ist das natürlich keine Lösung.

Die Funkverbindung läuft über eine Ein-Kanal Fernbedienung aus China. Der Sender wird über den RP6 mit 5 V versorgt, ein Optokoppler verbindet einen OUT-Pin des M32 mit der Fernbedienung und schaltet so.

Wie stark das Röhrchen das ACS stört, habe ich ehrlicherweise nicht ausprobiert. Das der Empfang einer RC5 IR-Fernbedienung eingeschränkt ist, weis ich aber genau, da ich beim Testen mit so einer Fernbedienung am Roboter Vorgänge auslöse (z.B. Suche die Basis!) Ich muss sie oft genau vor das Röhrchen halten, früher hat er sie auch erkannt, wenn ich seitlich oder hinter dem Roboter stand. Dahin will ich wieder kommen.

Ich habe auch Register in die lib hinzugefügt, damit ich alle Ports der Basis vom M32 her ausnutzen konnte, ich glaube das war auch für die RC5 Auswertung notwendig. Welche das genau waren, hab ich jetzt schon wieder nicht mehr im Kopf (sorry, ist schon ein paar Monate her...)

Mittlerweile ist die Basis folgendermaßen zusätzlich bestückt und softwareseitig angepasst:

2 zusätzliche Bumper hinten an I/O 1/2

2 Sharp Sensoren vorn an ADC 0/1

2 Hall-Sensoren re und li an IO 3/4

Der Rest über M32 oder I2C


Viele Grüße

Ernst

[Dirk]

Hi inka,

falls nötig kann man den TSOP (IC3) auch komplett deaktivieren, siehe Trennstelle ACS.
Durch Auftrennen der Trennstelle zwischen YIR1 und YIR2 hat der TSOP keine Spannung mehr.
Man kann dann an PB2 z.B. einen anderen IR-Empfänger hängen.

Das Auftrennen ist auch reversibel: Man kann danach z.B. mit einem 0-Ohm-Widerstand oder einem kleinen Drahtstück die Verbindung wieder herstellen.

[efb]

Zum IR-Sensor:

Gut zu wissen, das man ihn parallel schalten kann.
...
Damit der originale Sensor beim Peilen nicht stört, muss er abgeschaltet werden (mit einem MOSFET?). Ob das wirklich geht, oder ob ein derart "abgeschalteter" IR Empfänger nicht dafür sorgt, das über OUT nichts mehr vernünftiges auszulesen ist, müsste man erst einmal ausprobieren. Geht es nicht, könnte man noch über eine Trennung von OUT über ein Relais nachdenken.

Hab jetzt einen zweiten TSOP bekommen und konnte testen:

Wie bei Inka geht das parallel Schalten von zwei TSOP Sensoren auch bei mir. Grob kann ich jetzt dabei auch keine verschlechterte Empfangsleistung feststellen. Das ist schon mal gut. Und der, der den IR Empfänger nur für seine Fernbedienung braucht, kann so seinen Erfassungsbereich auch prima erweitern.

Im Parallelbetrieb einen von beiden Sensoren elektronisch deaktivieren (ich hab es jetzt mal über die direkte Schaltung der Spannung des ansonsten parallel geschalteten zweiten Sensors über einen anderen OUT PIN des Prozessors und dazwischen 470 Ohm gemacht) bringt leider den Effekt, das beim Abschalten der Spannung an Sensor 2 auch der noch eingeschaltete Sensor 1 nichts mehr über OUT ausgeben kann. War ja leider zu erwarten...

Viele Grüße

Ernst

[Dirk]

Hi Ernst,

Wie bei Inka geht das parallel Schalten von zwei TSOP Sensoren auch bei mir.

Wenn man sich mal das Datenblatt des TSOP34836, der im RP6 verwendet wird, ansieht, dann besteht der Ausgang (OUT) aus dem Collector eines NPN-Transistors, dessen Emitter an GND liegt. Zusätzlich gibt es intern noch einen 30kOhm Pullup-Widerstand.
Das heißt:
Man kann die Ausgänge von 2 TSOPs parallel schalten, im Ergebnis ist das eine logische ODER-Schaltung: Wenn einer oder beide Ausgänge LOW-Pegel führen (interner Transistor durchgeschaltet, 36kHz IR-Licht erkannt), dann ist das Ergebnis der Parallelschaltung auch LOW.

Im Parallelbetrieb einen von beiden Sensoren elektronisch deaktivieren (ich hab es jetzt mal über die direkte Schaltung der Spannung des ansonsten parallel geschalteten zweiten Sensors über einen anderen OUT PIN des Prozessors und dazwischen 470 Ohm gemacht) bringt leider den Effekt, das beim Abschalten der Spannung an Sensor 2 auch der noch eingeschaltete Sensor 1 nichts mehr über OUT ausgeben kann. War ja leider zu erwarten...

Ich habe das noch nie probiert. Erwarten würde ich das aber nicht: Der Ausgangstransistor des TSOP, der ohne Spannung ist, dürfte ja gesperrt sein. Damit müßte der aktive TSOP durchaus sein Ausgangssignal durchschalten können.