Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[jmetzkow]

Hallo

Achso zum Thema Induktionsschleife

Übrigens, die Indukttionsschleife fängt an zu funktionieren, zumindest für kleinere Bereiche.

Ich hatte anfangs auch einige Problemme zwecks grösse,
ich habe den OP so wie Cristian es in den ersten schaltplan angegeben hat mitgekoppelt, (da funktioniert es am besten finde ich) und einen Kopfhörer angeschlossen stellte aber fest das der Op ohne Kopfhörer
kein Signal lieferte. Nach einigen Schaltungsmodifikationen erkennt mein atmel ob er innen oder ausserhalb der Schleiffe ist, dadurch das aussen signal high und innen Signal low ist.
Bei meinen Akkuschrauber wenn der läuft kommt die Schaltung bei etwa 20 cm zum stotern wenn Akkuschraubermotor wagerecht und Spule senkrecht steht,
wenn beide lotrecht zueinander stehen erst bei etwa 15 cm entfernung und das ohne Abschirmung der schaltung U.S.W.
Die Schleiffe etwa 25 Meter Kupferkabel abgerolt mit einen 5,6 Ohm Wiederstand dazwischen, bei circa 3HZ und 13,8 Volt.
Wie es bei 250 Meter Kabel sind weiss ich noch nicht .

bye

[MichaelM]

Hallo,
nachdem es immer noch regnet habe ich mal einen Plan gezeichnet. Die Schaltung wird vorne und hinten am Roboter bei den Motoren und Akkus angebracht. Ich habe dann ca. 10cm Abstand zu den Motoren und 5cm zum Bleiakku. An diesen Punkten messe ich eine Störspannung von ca. 1,2mVs, die Schaltung reagiert ab ca. 2mVs.
Zur Schaltung: OP1 verstärkt das Signalum den Faktor 13. R5 und R6 bilden eine virtuelle Masse, die Widerstände sind unsymmetreisch weil der OP nur etwa bis 4V aussteuern kann. R3 legt den Gleichstromarbeitspunkt für OP1 fest. Mit R7, R8 und OP2 ist ein Schmitt-Trigger aufgebaut, R8 legt die Empfindlichkeit fest (wahrscheinlich noch kein endgültiger Wert). R9 und C3 glätten das Ausgangssignal zu konstant High oder Low (innen oder außen). Die Pulse an K3 (Breite ca. 150µs) muss ich später noch auswerten um eine Funktionskontrolle zu erhalten. Meine Sendeschaltung gibt einen Impuls von 50V für 150µs auf die Schleife, der Strom steigt dabei auf ca. 15A an. Gepuffert wird die Spannung von einem 1mF Elko, im Mittel ergibt sich bei 10Hz eine Stromaufnahme von nur 20mA. Damit beide Spannungsspitzen der Spule verwendet werden können, befindet sich am Draht keine Freilaufdiode, Der Mosfet (IRF3705, gut und günstig) ist bereits durch seine eigene Schutzdiode geschützt und wird auch nicht warm. Ich werde den Garten evtl. in 2 Bereiche aufteilen damit die Schleife nicht so groß wird. Bei 3,2Ohm Schleifenwiderstand und 50m² habe ich in 1m Entfernung ca. 130mVs in der Spule. Der Puls von 150µs reicht hier vollkommen aus, längere Pulse bringen nichts außer höherem Stromverbrauch, es müssen nur die 15A erreicht werden. Den Verstärker mitzukoppeln lief bei mir nicht sicher genug, es gab bei zu schwacher Dämpfung des öfteren Schwingungen, bei stärkerer Dämpfung war die Verstärkung zu schwach.
Gruß,
Michael

[jmetzkow]

Hallo MichaelM

Nach dem du dir die Arbeit gemacht hast einen Schaltplan zu erstellen wollt ich mir nicht lumpen lassen und habe auch einen erstellt von meinem Empfänger.(aber nicht mosern das ist mein erster )

Zur Inbetriebnahme:

Am Poti 1 wird die Empfindlichkeit des Sensors eingestellt
Am Poti 2 wird der Pegel für LOW und High -umsetzung eingestellt

Wenn Robo in Induktionsschleiffe dann blinkt LED1 mit Kurzen Impulsen
Led2 ist aus
Wenn Robo Überhalb der Induktionsschleiffe Oder Induktionsschleiffe
ausgefallen dann beide LED's aus
Wenn Robo ausserhalb der Induktionsschleiffe ist
dann blinken LED1 und LED2mit langen Impulsen.

Zur Einstellung: Erst Poti1 so weit drehen bis eindeutig Signal in der Schleiffe an LED1 dann
Sensor ausserhalb der Schleiffe halten und Poti2 soweit drehen bis Led2 gerade so Blinkt.
Dann Poti 1 und Poti 2 feinjustieren.

Anmerkung:
Die Schleiffe von oben betrachtet muss das rechte Kabelende an Minus, das linke am Plus.
Beträgt die Reichweite weniger als 50 cm über der schleiffe so müssen gegebenenfals die Anschlüsse der Spulle getausch werden(ein umpollen am Induktionsgenerator hat nicht den gewünschten Erfolg gebracht).

Wenn de Bock hast kannste die ja mal nachbauen und berichten.

Bye

EDIT:
Ach nee 20 mal den Schaltplan überprüft, eingestellt und einen Fehler gefunden. (behoben)
Bild hier  

[MichaelM]

Hallo,
bist du dir sicher, dass Poti 1, Poti 2 und die Brücke rechts von Poti 2 nach Masse richtig eingezeichnet sind? Die Brücke jedenfalls ist auf jeden Fall falsch weil sie das Signal kurzschließt und Poti 2 geht wahrscheinlich nach Masse, oder irre ich mich da?
Mosern wegen des Plans? Der sieht doch recht professionell aus, andere könnens nach dem 100. nicht annähernd so.
Meine Schaltung hat noch so ihre Schwächen, vielleicht baue ich den ganzen Verstärker nochmal DC-gekoppelt auf. Mit besseren OPs ist das kein Problem aber es muss eben mit Standardbauteilen gehen, man hat schließlich auch seinen Solz.
Gruß,
Michael

[jmetzkow]

Hallo

Es war wieder ein Fehler drin habs wieder korigiert.

Poti 1 ist richtig. Da R1 und R2 einen Spannungsteiler bilden und durch Poti 1 die Spannung am Op geändert wird, mehr gegen Masse oder Gegen +.
Das Ergebniss siehst du dann am Oszi da siehst du dann wie du die nulllinie (?) nach oben oder Unten verschiebst und sich dadurch auch die
Ausschläge ändern.
In der grösten Empfindlichkeit hast du dann in 1 Meter über der schleiffe ein Signal (Kabellänge der schleiffe 3,5 Meter).
Poti 2 war falsch jetzt richtig

Mal sehen

bye

Achso R5 hat 270R ist ja nur für ne LED kann ja auch höher gewählt werden

[MichaelM]

@jmetzkow

Hallo,
ich habe gerade nochmal ein wenig in diesem Thread gelesen. Du schreibst du hast für den Messerantrieb einen Motor von Pollin gekauft. Handelt es sich dabei um einen DENSO? Ich habe nämlich heute mal überlegt ob ich einen dovon probehalber für sowas einsetzen kann, müsste ja nur das Getriebegehäuse ein wenig mit der Fräsmaschine bearbeiten, evtl. einen neuen Lagersitz einbauen.

Welche Motoren verwendest du eigentlich als Antrieb?

Auf dem Steckbrett funktioniert mein DC-gekoppelter Empfänger bereits recht vielversprechend. Ich werde ihn mal bei Gelegenheit aufbauen und im Garten testen.
Gruß,
Michael

EDIT: Zu viele Rechtschreibfehler...

[jmetzkow]

Hallo

Ja die Densomotoren habe ich so umgebaut wie du es hier beschrieben hast.

Als Antriebsmotoren habe ich den hier verwendet von Pollin mit der Bstellnummer 27-310233.
In der Beschreibung sind zwar 2 Geschwindigkeiten angegeben
aber dir stehen 3 zur verfügung da 3 Kohlebürsten mit unterschiedlichen
abständen zueinander auf dem Anker angeordnet sind.
Du must nur auf der Massekoplung des Gehäuses acht geben da ein Pol mit dieser verbunden ist.

Bye

[MichaelM]

Hallo,

der Dauerregen hat endlich aufgehört.

Ich habe heute den DC-gekoppelten Empfänger zweimal aufgebaut und am Roboter getestet. Dazu im Hof auf einer Fläche von ca. 8m x 7m Klingeldraht ausgelegt, natürlich schön mit Ecken und Sackgassen. Der Draht hatte einen Widerstand von 2,4 Ohm, den Sender habe ich mit 8V gespeist, d. h. der Strom stieg auf etwa 3,3A an. Wenn der linke Sensor den Draht erreicht fährt der Roboter 1s zurück, dreht 1s nach rechts und fährt wieder vorwärts, beim rechten Sensor fährt er 1s zurück, dreht 2s nach links und fährt wieder vorwärts. Die Zeiten müssen unterschiedlich sein sonst fährt er sich fest. Selbst mit diesem einfachen Programm hat er jede Ecke erreicht und konnte sich auch wieder befreien. Das Ganze lief heute knapp 2h. Die kniffligste Stelle war eine "Keule" mit 2m Länge 80cm Breite und einem Eingang von 50cm. Jetzt müssen hinten noch 2 Sensoren ran, außerdem muss die Schleifenfunktion noch überwacht werden. Interessant wird dann noch der Test mit einer großen Schleife, werde dazu mal ein paar Kabeltrommeln suchen. Bei 1,5mm² und 250m hat man ca. 3 Ohm, dann kann man ja noch parallel schalten und kommt auf 1 Ohm. Hoffentlich wird die Induktivität nicht zu hoch.

Gruß,
Michael

[MichaelM]

Hallo,
habe heute nochmal einen Versuch mit einer großen Schleife aufgebaut. Dazu in der Wiese 3 Kabeltrommeln mit insgesamt 105m 3x1,5mm² als Rechteck mit ca. 20m x 29m ausgelegt (nur eine Ader verwendet). Außerdem mitten im Garten das Oszi plaziert (warum müssen die Dinger 21kg wiegen? - egal). Ergebnis: bis herunter zu 10V als Senderversorgung wurde das Signal innerhalb der Schleife sicher erkannt (8mVs). Für die Veiteren Versuche habe ich den Sender mit 15V versorgt. Nächste Gemeinheit: Im abgeernteten Gemüsebeet das Kabel auf 3m Länge 15cm tief eingegraben. Hier wurde das Signal auch in 60cm über dem Boden sicher erkannt (größere Höhe nicht ausprobiert). Auch ein Stahlgestell von der Komposttonne (l 3m x b 1,2m x h 2,5, 150kg) innerhalb der Schleife störte nicht. Anschließend die üblichen Sackgassen gelegt, auch das kein Problem. Durch die größere Induktivität der Schleife hat das Signal natürlich eine andere Form, d. h. die erste Halbwelle fällt niedriger aus (während der EIN-Phase des Transistors), die zweite Halbwelle dafür spitzer und höher. Hier kann man sicher noch mit der Einschaltzeit variieren.

Alles in Allem ein durchaus gelungener Test.
Zur Weiterarbeit: In Zukunft werde ich mir wohl mal den Einfluss verschiedener Materialien auf die Signale ansehen. Außerdem werde ich mal ein paar andere Motoren bzgl. Störungen untersuchen. Wenn das alles geschafft ist muss noch das Programm in Ordnung gebracht sowie die Schleifenfunktion überwacht werden. Und schon wären wir bei der Mechanik, aber man soll ja den Tag nicht vor dem Abend loben. Ich werde beim nächsten Mähen mal den Stromverbrauch von unserem ferngesteuerten Mäher messen, der läuft nämlich ganz gut mit seinen knapp 50kg.

Gruß und viel Erfolg den Mitbauern/-entwicklern,
Michael

[Christian H]

Hallo MichaelM,


toll, dass Du gezeigt hast, dass die Induktionsschleife auch im große Format funktioniert.

Unter RN-Wissen werde ich die Freilaufdiode demnächst aus dem Sender rausnehmen. Denke zwar, dass dies nicht allzuviel ändert, aber wenn dann mußte es tatsächlich ohne Diode besser gehen.

Für die Empfänger scheint es letztlich viele Möglichkeiten zu geben. Es bringt ja auch nichts die Empfindlichkeit besonders hoch zu schrauben, wenn dabei auch die Störungen durch Motoren etc. zunehmen.

Trotzdem hätte ich noch gern die Funktion der antiparallel geschalteten Dioden verstanden. Liegt der Sinn darin Spannungsspitzen (egal ob pos. oder neg. zu kappen) um den OP zu schützen ? Kannst Du mir dazu etwas sagen ?

Kannst Du mal die Schaltungen unter RN-Wissen ansehen ? Was würdest Du nach Deiner jetzigen Erfahrung abändern ?


Gruß

Michael