Bodensensoren (NIBObee)

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Bodensensor

Die Bodensensoren des NIBObee bestehen aus drei Phototransistoren und 2 IR-LEDs. Mit den Sensoren kann die Bodenbeschaffenheit (Reflexionsfaktor für IR Licht) analysiert werden, um beispielsweise einer Linie zu folgen oder Abgründe zu erkennen.


Kalibrierung der Bodensensoren

Um die Bodensensoren des NIBObee zu kalibrieren müssen die Eigenschaften der optoelektronischen Bauteile (IR LEDs und Phototransistoren) aufeinander abgestimmt werden. Für die Kalibrierung muss zuerst das Programm „calibration.hex“ aus der NIBObee Library mit dem NIBObeeProgrammer auf den Roboter übertragen werden. (Quelle: „C:\Programme\NIBObeeLib\hex\“) Anschließend platziert man den Roboter mit allen Bodensensoren auf einer weißen Fläche und drückt den linken Fühler nach hinten. Danach stellt man den NIBObee auf eine schwarze Fläche und drückt den rechten Fühler nach hinten. Beide Aktionen werden mit LED blinken quittiert. Die gemessenen Werte werden permanent im EEPROM gespeichert, wenn man beide Fühler nach vorne drückt.

Die gespeicherten Werte werden dann bei der line_get Funktion berücksichtigt.

Normalisierung durch die NIBObee Library

Die Bodenbeschaffenheit wird durch ein modulierendes Verfahren gemessen, um den Umgebungslicheinfluss zu minimieren. Die NIBObee Library verwendet zusätzlich die Werte aus dem EEPROM zur Normalisierung der Sensorwerte. Durch dieses Verfahren liefern alle drei Phototransistoren bei gleicher Bodenbeschaffenheit weitestgehend ähnliche Werte.

Die Bodenbeschaffenheit wird dazu einmal mit ausgeschalteter und einmal mit eigeschalteter IR-LED gemessen. Der Unterschied zwischen beiden Messungen entspricht dem reflektierten Anteil des IR-Lichts.

(Umgebungslicht + reflektiertes Licht) - (Umgebungslicht) = (reflektiertes Licht)

Das Kalibrierprogramm macht folgendes: Die Differenzen für einen weissen (Kw) und für einen schwarzen (Kb) Untergrund werden gemessen und gespeichert. Die Werte werden bei Aufruf der line_get Funktion nach folgender Formel normalisiert:

Ergebnis = 1024*(Rohwert-Kb)/Kw

Für einen schwarzen Untergrund ergibt sich als Ergebnis 0, für einen weissen Untergrund ca. 1024. Sollte der Reflexionsfaktor größer als bei der Kalibrierung sein werden Werte über 1024 zurückgeliefert!

Ersatzteile

  • Kompatible Phototransistoren gibt es bei reichelt elektronik unter der Bezeichnung SFH 309 FA.
  • Kompatible IR-LEDS gibt es bei reichelt elektronik unter der Bezeichnung SFH 409.