Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[apfelsafft]

Naja, an soviel Unrat im Garten habe ich jetzt nicht gedacht. Da macht es Sinn eine aktive Schleife zu haben.
Allerdings hat man sich um nichts zu kümmern. Wenn der Sender ausfällt fährt der Robi nicht über den toten Draht.
Den zusätzliche Stromverbrauch schätze ich als recht gering ein und bei einem Rasenmäher der mit Bleigel Akkus gepowert wird ist das meiner Ansicht nach vertretbar.
Der Sensor ist vielleicht aufwendiger, dafür gibts keinen Sender. Auch wenn Sender und Empfänger der aktiven Schleife hier wirklich minimal sind.
Einzig Fehlmessungen durch Stromkabel usw. stellen ein Problem dar.

Also ich finde den Gedankengang nicht so abwegig (je nach Voraussetzungen im Garten). Auch wenn er einige Nachteile hat so kann eben kein Sender ausfallen.

Viele Grüße René

[Klingon77]

hi apfelsafft,

wenn der Sender ausfällt erhält der Robby, der innerhalb der Schleife ist auch kein entsprechendes Signal mehr (eben das, welches ihm anzeigt daß er noch innerhalb der Schleife operiert).

Wenn das so ist, muß man programmtechnisch davon ausgehen, daß der Sender ausgefallen ist und den Robby veranlassen, sofort alle Aktivitäten einzustellen und eine Fehlermeldung "Sender ausgefallen" auszugeben.

Die Idee, welche Du hast wurde, neben anderen (Infrarotbarken, mech. Hindernisse, GPS usw.) in einem länger zurückliegenden Thread schon mal ausführlichst diskutiert und die Leute kamen, wenn ich mich recht erinnere zu der Meinung, daß die Schleifenlösung zwar nicht die einfachste, aber die praktikabelste ist.

Gruß, Klingon77

[Lunarman]

Woher weiß der Bot denn eigentlich, wo er ist???? Das blick ich nicht, das muss mir eienr aufzeichnen. Er kann die Schleife doch nur sehen, wenn er nah genug is?

[homedom]

Also ich weiß nicht ob ich das richtig verstanden hab, bin da auch kein Profi, aber ich glaub der Rasenmäher fährt wild drauf los, wenn er auf die schleife trifft dreht er um und fährt weiter bis er wieder auf die schleife trifft...
Korrigiert mich wenn ich da falsch liege...

gruß homedom

[Christian H]

Hi,


an jedem Punkt innerhalb der Schleife zeigt der Sensor ein Signal an, also auch wenn er z.B. innerhalb einer 100 m langen Schleife 15 m Abstand zum Kabel hat. Das Signal sinkt über der Schlefe auf 0. Und ist bis ca. 1 m ausserhalb der Schleife negativ. D.h. Der Robo weiss immer ob er noch innerhalb der Schleife ist. Ein versehentliches Überfahren wie z.B. bei einem stromlosen Kabel und Metalldetektor ist damit nicht möglich. Zeigen mehrere Sensoren des Robos 0 ist damit eindeutig festgestellt, dass die Schleife ausgefallen ist. Wenn ein versehentliches Überfahren einer Schleife ausgeschlossen werden muss, z.B. damit das Teil nicht in einem Teich Baden geht, würde ich nicht auf eine Induktionsschleife verzichten. Alles andere ist zu unsicher.


mfg

Christian

[bluesflyer]

Hallo zusammen
als ich den Beitrag von jguethe gelesen hab, dachte ich schon da beschreibt einer meinen Rasenmäher....

Ich habe auch eine GlexiglasPlatte mit fast den selben Abmessungen genommen. (Günstig, stabil, leicht zu bearbeiten
und man ja sogar noch durchsehen um zu sehen was da unten los ist)
Als Mäher verwende ich ein einfachen billigen Motor (möglichst wenig Stromaufnahme) und 2 Teppichmesser
die ich auf der Achse mit einer Flügelmutter festziehe, so kann ich sie leicht wechseln.

Das Thema Induktionsschleife ist tatsächlich das wichtigste überhaupt,
(mit dem Metallsensor hab ich auch kurz experimentiert, aber dann sein lassen, zu viel Fehler, z.T.
auch angesprochen obwohl nichts war usw..)

Außerdem habe ich das Ziel (wie beim Automover) das der Bot autonom arbeiten soll, also wenn Akku schwach wird, Mähwerk
aus und Ladestation suchen.

Ich habe meinen Signalgeber etwas an denen von Csack und Christian angeleht. Allerdings verwende ich als
Signalquelle eine kleine CPU (C-Control OpenMini) und erzeuge 2 Signale. Eine Begrenzungsschleife und eine
Suchschleife für die Ladestation mit anderen Frequenzen.

Aus dem Code:

' mini Ccontrol mit Openmirco
' Pulsgenerator für ELM
' 2. Version mit Verschieden langen pos und neg Signalen für einfachere Erkennung am Empfänger

' Sensor liefert Signale : -_--_------------------_--_---------------------
' Abstände k T
' T = 52 ms L1 ; k=3,5 ms bei in , 13 ms bei out
' T = 26 ms L2 ; k=3,5 ms bei in , 6,5ms bei out Suchloop zur Ladestation
Also ca 40 Hz und 20 Hz.

Als Enstufe wie immer den BUZ11 über 11Ohm 10Watt, (wird gut warm, aber ok) über diesem "Shunt"-Wiederstand
greife ich sogar noch eine Spannung für eine Kontroll LED ab, so kann ich "Sehen" ob die schleife noch ok ist.


Im Empänger verwende ich auch eine Relaisspule (aus nem 12V Omron 1xum) und nen OP 741 (liefert erstaunlich gute Signale), dann wieder auf nen eigenen Controller (wieder CControl) um die eigentliche Robot-CPU damit nicht zu "belästigen"

Ich generiere daraus
- Schleifentyp
- Innen oder Außen (bzw rechts oder links)
- Signal da
- Interruptausgang wenn ein wechsel stattfindet

Ein paar detail-Probleme (zu viel Singnalgezappel und des wegen zu oft Richtungswechsel des Bot)
gibt es damit noch aber ich bin sicher das lösen zu können.



Zu Christian H nochmal :

Er sagte : " an jedem Punkt innerhalb der Schleife zeigt der Sensor ein Signal an, also auch wenn er z.B.
innerhalb einer 100 m langen Schleife 15 m Abstand zum Kabel hat. Das Signal sinkt über der Schlefe auf 0.
Und ist bis ca. 1 m ausserhalb der Schleife negativ. D.h. Der Robo weiss immer ob er noch innerhalb der Schleife ist."

Im Prinzip kann ich das so bestätigen, So große Abstände habe ich aber noch noch nicht versucht, nur kann ich nicht ganz
glauben das man innerhalb der Schleife immer ein Signal bekommt, da es auf jeden fall in der Stärke mit der Entfernung zum Draht abnimmt.
So Groß ist unser Garten nun auch wieder nicht (30m x 20m) , aber bei den ersten Versuchen konnte ich tatsächlich innerhab der Schleife
das Signal viel besser und stärker finden als außerhalb, obwohl sie wohl einen durchmesser von 3m hatte.
Das verstehen ich nicht ganz denn die Feldlinien um den Draht sind innen wie außen gleich, nur eben anders in der Polung.


Ich hoffe meine Beschreibungen ermutigen andere auch was nachzubauen.
Richtige Schaltpläne habe ich leider nicht, sonst würde ich die anhängen. (nur handskizzen, für mich halt)

Ach ja noch was:
Ich hab zur Sicherheit noch einen Handsender (als notstopp und kommandogeber, kurz lang usw) mit einem sehr günstigem
Haustürklingelgeber eingebaut. Das geht sehr gut !!!

Bis dann
Gruß
Wolfgang

[Christian H]

Hallo,

um über die Magnetfeldstärke in der Schleife etwas genaueres aussagen zu können, müssen wir den alten Laplace (1749 - 1827) bemühen. Es gibt nämlich das Laplacesche Elementargesetz für die Berechnung des von Strömen erzeugten Magnetfeldes. Denkt man sich einen Leiter in kleine Elemente der Länge dl zerlegt, erzeugt jedes ein Magnetfeld dH

dH = I / 4pi*dl *sin(phi)/r^2

in einem Punkt P. r ist der Abstand vom P zum Leiter dl und Phi der Winkel zwischen Längsrichtung des Leites und der Verbingungslinie von dl nach P.
I=Stromstärke.

Damit kann man berechnen, dass ein sehr langer, gerader Leiter ein Magnetfeld der Stärke H wie folgt erzeugt:

H = I/2pi / a . a ist der Abstand zum Leiter.


In der Mitte einer kreisrunden Leiterschleife beträgt die Feldstärke

H = I / 2 / R R ist der Radius der Leiterschleife.

D.h. Die Feldstärke in der Mitte einer Schleife von z.B. 15 m Durchmesser ist in etwa genauso groß wie in 2 m Abstand von einem geraden Leiter. D.h. in den "mittleren 2/3" einer Schleife ist das Magnetfeld ziemlich homogen. Natürlich wirds zur Mitte hin etwas schwächer, aber nicht wesentlich und die Magnetfeldstärke nimmt insgesamt nur linear mit dem Durchmesser ab und nicht etwa quadratisch (bei gleich großem I). Wegen I= U / R muss man natürlich den Leitungsquerschnitt einer Schleife verdoppeln, um bei doppelten Radius weiterhin die gleiche Stromstärke zu haben.

Grüsse

Christian

[Christian H]

Hallo,

Vielen Dank an bluesfire, csak, jguethe, dass sie in diesem thread ihre Ergebnisse mitteilen!

Der Aufbau von bluesfire mit 2 Schleifen ist ja super. Nachdem Du die Probleme mit meinem Sensor beschrieben hast, und dass die Schaltung ein Schmitt-Trigger wäre, habe ich die Abbildung von meinem ersten Beitrag soeben angesehen und bin dabei fast vom Hocker gefallen. Die Eingäng + und - sind vertauscht. Sorry! Es sollte nur eine simple Verstärkerschaltung sein wie im Text beschrieben. Ich werde die Abbildung heute noch korrigieren.

Vielleicht kann man sich demnächst auf eine Schaltung einigen, die alle Vorteile vereinigt. Also hohe Frequenz und am Ausgang eine Spannung die angibt, ob man innen oder aussen ist, damit man auf ein Programm wie ich es noch brauche verzichten kann. Wenn das solide wäre, könnte man es in RN-Wissen reinstellen, damit andere nicht wieder bei 0 mit dem experimentieren anfangen müssen


Viele Grüsse

Christian

[jguethe]

Hi Christian H,
vielen Dank für die Reaktion auf meinen Beitrag. Bin irgendwie erleichtert, weil ich nun die Version "Schwellwertschaltung / Schmitt-Trigger" als Sackgasse nicht weiter verfolgen muss (obwohl ich noch nicht alle Varianten durchgetestet habe. Immerhin hat diese Version einen gewissen Charme insofern, als sie durch ihre Neigung zur Selbsterregung prinzipiell sehr empfindlich ist).

Die Verstärker-Version hatte ich auf meinen Steckbrett auch schon mal verdrahtet, jedoch ohne Erfolg. Wahrscheinlich habe ich dabei einen Fehler gemacht, den ich nicht bemerkt habe.

Noch eine Anmerkung zur Sensor-Spule:
Meine Relaisspule, die nicht so gut reagiert, hat einen ohmschen Widerstand von 117 OHM. Ist offenbar zu wenig. Besorge mir jetzt ein handelsübliches 12 V Relais mit Spulen-R von etwa 250 OHM, ferner ein 24V-Relais mit R = 900 OHM; mal sehen, welches besser geht.

Zu gegebener Zeit werde ich wieder berichten.

Gruss an alle
jguethe

[MichaelM]

Hallo,
ich lese seit einiger Zeit mit und plane auch gerade einen Roboter zum Ausprobieren (Universalplattform). Ich habe neulich einen Versuch mit der Induktionsschleife unternommen und war positiv überrascht. Als Empfangsspule nehme ich auch eine 24V-Relaisspule, Ferrit-Entstördrosseln haben zu wenig Windungen. Da die Empfangsschaltung so einfach ist, wollte ich immer 2 Relaisspulen über kreuz anordnen. Für meinen ersten Test habe ich noch zwei Operationsverstärker als Spannungsfolger geschalten um direkt 2 LEDs anschließen zu können.
Ein Hinweis noch zu C5 beim Sender: Dieser kleine Elko wird mit ca. 3A belastet, man sollte also einen schaltfesten Typ nehmen.
Gruß und viel Erfolg
Michael