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Steuerungslogik

Ziel: Kollisionsfrei durchs Zimmer Fahren. Gegeben: Zwei Motoren, zwei Annäherungssensoren. - Jetzt geht es darum, die gegebenen Bauteile kompatibel zum gesetzten Ziel zusammenzubauen.

Positionieren der Sensoren

Die beiden Sensoren reagieren je nach Material des Hindernisses bei ca. 7 Zentimeter. Nun müssen die Sensoren so auf dem Roboter platziert werden, dass möglichst alle drohenden Kollisionen in jedem erdenklichen Winkel erkannt werden können: Zwischen frontaler Annäherung und extrem flachem Winkel ist jeder Kollisionswinkel möglich. Je flacher der Winkel zwischen Sensor und Hindernis, desto später reagiert der Sensor.

Abstand des Sensors beim Erkennen eines Hindernisses in Abhängigkeit vom Winkel. (blau: Sensor, rot: Sichtrichtung des Sensors, schwarzer Kreis: Erkennungsradius)

Ziel ist es also, die Sensoren so zu platzieren, dass möglichst wenig flache Winkel zwischen Hindernis und Sensor auftreten. Ein 45° Winkel zwischen Sensor und Fahrtrichtung erweist sich somit als optimal (Abb. 1).

Abstand des Roboters beim Erkennen eines Hindernisses in Abhängigkeit vom Winkel. (schwarzer Kreis: Roboter, blau: Sensor, rot: Sichtrichtung des Sensors, schwarzer Halbkreis: Erkennungsradius, grau: Fahrtrichtung)

Geometrie des Antriebes

Die wohl einfachste und flexibelste Antriebsgeometrie für einen Roboter besteht aus zwei einzeln angetriebenen Rädern, auf jeder Seite ist eines angebracht (Abb. 1). Der Roboter kann so einfach durch die Geschwindigkeit der einzelnen Motoren gesteuert werden. Der Roboter kann sich auf der Stelle drehen und ist somit äusserst wendig.

Logik der Steuerung

Die Steuerungslogik gestaltet sich nun denkbar einfach und kann durch den folgenden Pseudo-Code beschrieben werden:

DO
  IF Kollisionswarnung rechts THEN
    Motor rechts = vorwärts
    Motor links = rückwärts
  ELSE IF Kollisionswarnung links THEN
    Motor links = vorwärts
    Motor rechts = rückwärts
  ELSE
    Motor rechts = vorwärts
    Motor links = vorwärts
  END IF
LOOP

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Abb. 1

Abb. 2