Grundlagenfragen

[Schwabe12345]

Guten Morgen zusammen,

ich bin noch recht neu im Bereich des Roboterbaus und ferngesteuerter Systeme. Daher wende ich mich hilfesuchend an euch und würde mich über ein paar Antworten auf meine Fragen freuen.
Zu meinem Hintergrund: Ich bin 40 Jahre und habe Maschinenbau studiert. Ich bin zudem begeisterter Bastler, weswegen ich mir mein folgendes Projekt auch zutraue.

Beruflich habe ich viel mit großen Wasserrohrleitungssysteme zu tun. Entsprechend will ich einen ferngesteuerten Roboter entwerfen und bauen der hier unterstützen kann. Dieser soll kabellos gesteuert werden und mir verschiedene Daten von seinem Standort senden können. Dazu gehören nicht klassische physikalische Größen wie Temperatur usw. sondern er soll auch die Daten einer Kamera senden.

Nun stellt sich mir grundsätzlich die Frage: Realisiert man so ein Projekt komplett auf RC Technik? Ich weiß über die Leistungsfähigkeit der RC Technik nicht sehr viel, daher die vielleicht dumme Frage. Oder soll so etwas über Mikrocontroller gesteuert werden?
Oder beides?

Vielen Dank für eure Unterstützung!

[oberallgeier]

Hallo 12345,

willkommen im Forum.

.. großen Wasserrohrleitungssysteme .. Roboter .. kabellos .. Daten von seinem Standort senden können ..

Nun wäre es sicher sinnvoll dass Du schreibst was "Größe" ist und woraus die Wasserrohre bestehen - Kunststoff (bei großen Durchmessern ??) oder Metall, Wanddicken und so. Wie weit weg ("roße ..systeme) ist der Molch von Dir weg? Wie lange soll der arbeiten können. Pfiffig wäre auch wenn Du mal nachguckst wie "die andern" das machen, käufliche Systeme, dann hättest Du - und wir - schon mal nen Anhaltspunkt.

Interessantes Projekt (*gg* unterirdische "Drohne" *gg*)

[ranke]

Du beschreibst Deine Idee ziemlich vage, so dass es schwer fällt einen sinnvollen Kommentar abzugeben. Wenn das ein Molch werden soll, in einer metallischen Rohrleitung, dann ist Funktechnik eher ungeeignet. Die Rohrleitung wird als Faraday'scher Käfig die Ausbreitung der Funkwellen verhindern.

[Schwabe12345]

Die Rohrleitungen haben einen Durchmesser von größer 300 mm. Das Material der Rohre variiert je nach Anwendung und kann Stein, Metall oder Kunststoff sein.

Ich werde nachher mal schauen, wie kommerzielle Lösungen mit diesem Thema umgehen.

Trotzdem danke für die bisherigen und noch folgenden Antworten!

[Peter(TOO)]

Hallo,

Wenn das ein Molch werden soll, in einer metallischen Rohrleitung, dann ist Funktechnik eher ungeeignet. Die Rohrleitung wird als Faraday'scher Käfig die Ausbreitung der Funkwellen verhindern.

Teilweise richtig!
Ausserhalb des Rohrs ist nicht mit Empfang. Aber das Rohr funktioniert als Hohlleiter ( in etwa wie eine Glasfaser für Funk). Man muss also einfach die Antenne am Rohrende platzieren.

MfG Peter(TOO)

[redround]

wenn ich mir zum Beispiel die Dinger anschaue, die zur TV Untersuchung von Abwasser-Kanälen verwendet werden, fällt auf, dass die immer kabelgebunden sind. Das hat sicher einen Grund ... und wenn's nur ist, um das Ding im Störungsfall "am Schwanz" wieder herausziehen zu können

Muss es unbedingt Funk sein?

[ranke]

Teilweise richtig!
Ausserhalb des Rohrs ist nicht mit Empfang. Aber das Rohr funktioniert als Hohlleiter ( in etwa wie eine Glasfaser für Funk). Man muss also einfach die Antenne am Rohrende platzieren.

Wird auch nicht sinnvoll gehen, da das im Rohr befindliche Wasser die Funkwellen zu stark dämpft. Alter Spruch mit oft unterschätztem Sinngehalt: "Wer Funk kennt nimmt Kabel!"

[White_Fox]

Steuerung per Ultraschall wäre vielleicht eine Möglichkeit. Daten könnte man auf die gleiche Weise empfangen, unterschiedliche Frequenzen klug ausnutzen. Vielleicht könntest du dir ein paar Algorithmen aus der analogen Datenübertragung dazu anschauen und adaptieren.

Ultraschall bietet den Vorteil, von den elektrischen Eigenschaften des Rohrmaterials unabhängig zu sein. Bleibt nur die Frage zu klären wie man Echos erkennt und unterdrückt. Messung der Phasenverschiebung wäre vieleicht ein Ansatz.
Nicht vergessen, die Signalstärke reps. Lautatärke zu messen, damit der Molch nicht irgendwo hinfährt wo er nicht mehr zurückkommt, weil er nix mehr hört.

Von Vorteil dürfte es aber in jedem Fall sein, auf Kommunikation möglichst verzichten zu können. Der Molch sollte also weitestgehend autonom agieren können. D.h., du befiehlst lediglich "Fahre 3m vor", anstatt daß du ihn permanent mit Steuerbefehlen für jedes einzelne Antriebselement fütterst, wie das z.B. ferngesteuerte Flugmodelle machen.

Die Mechanik sollte dir ja nicht weiter schwerfallen als Maschinenbauer, wie es mit deinen elektrotechnischen Kenntnissen aussieht weiß ich aber nicht. An deiner Stelle würde ich mich zuerst NUR auf den Antrieb konzentrieren. Mach dich mit Mikroprozessoren vertraut und bring dem Ding bei, erstmal geradeaus und danach Kurven zu fahren.
Empfehlen würde ich dir einen AVR. Sie sind relativ leicht zu programmieren und zu verstehen, und es gibt massenhaft Tutorials und Programmierbeispiele.

Und zum Thema Elektronik kannst du dich hier toll einlesen:
www.dieelektronikerseite.de

PS:
Zum Thema Kabel:
Ein Kabel hat was für sich. Du brauchst keine Batterien, dein Molch kann also ewig unten rumagieren und bei Defekt kannst das Ding "am Schwanz rausziehen". Aber jeder Meter macht das Ding unbeweglicher, und um Kurven rum wirds auch immer schwieriger. Wenn der Molch 20m Kabel in gerader Linie hinter sich herziehen muß hat er schon ordentlich zu ziehen. Und 300mm Rohrdurchmesser (heißt, der Molch wird wohl kaum breiter als 200mm) lassen auch nicht allzuviel Raum für Gewicht, um dem Fahrwerk eine anständige Bodenhaftung angedeihen zu lassen.
Letztendlich ist es eine Frage, wie lange du am Stück unten bleiben willst, was der Molch tun soll (Nur Bilder machen, weitere Daten sameln, kartografieren, Dreck entfernen, das Rohr gar reparieren, ...), und unter welchen Bedingungen er es tun soll. Ist das Rohr trocken, steht es halbvoll Trinkwasser, oder steht es halbvoll aggressiver Industrieabwässer, oder steht es ganz voll...

Wenn es mein Projekt wäre, würde ich mir zuerst über die exakten Anforderungen klar werden. Dann würde ich allerhand Lösungsansätze einfallen lassen (da dürfen auch ruhig ungewöhnliche oder unsinnig scheinende darunter sein) und alle Informationen in eine Bewertungsmatrix giessen. Und dann sehen was dabei rauskommt...

[Peter(TOO)]

Hallo,

Nicht vergessen, die Signalstärke reps. Lautatärke zu messen, damit der Molch nicht irgendwo hinfährt wo er nicht mehr zurückkommt, weil er nix mehr hört.

Da muss man auch daran denken, dass er in einem solchen Fall wieder ein Stück zurück fährt. Hinter einer Kannte, kann das auf einer sehr kurzen Strecke geschehen.

Aber jeder Meter macht das Ding unbeweglicher, und um Kurven rum wirds auch immer schwieriger. Wenn der Molch 20m Kabel in gerader Linie hinter sich herziehen muß hat er schon ordentlich zu ziehen. Und 300mm Rohrdurchmesser (heißt, der Molch wird wohl kaum breiter als 200mm) lassen auch nicht allzuviel Raum für Gewicht, um dem Fahrwerk eine anständige Bodenhaftung angedeihen zu lassen.

Der Molch kann sich an der Decke abstützen, dann hat man Bodenanpressdruck bis das Rohr bricht.

Die primitivste Variante ist einfach eine Feder, welche ein Fahrwerk gegen die Decke presst. Etwas aufwändiger, aber vielseitiger, wäre es mit einem Motor verstellbar zu machen und die Kraft zu regeln.

MfG Peter(ZOO)

[i_make_it]

Da muss man auch daran denken, dass er in einem solchen Fall wieder ein Stück zurück fährt. Hinter einer Kannte, kann das auf einer sehr kurzen Strecke geschehen.

Aber nur wenn im Rohr keine Strömung ist die das verhindert.
Ich war schon dabei, wie bei einer Kanalinspektion nur dank des Sicherungskabels (nicht das Datenkabel sondern ein Stahlseil) der Molch wieder zurückgezogen werden konnte.
Echte Molche für Piplines werden sowieso nur durch die Strömung des zu fördernden Mediums bewegt.