Problem 11: Test der Radencoder

Die Radsensoren (CNY70) sind grundsätzlich als kritisch einzustufen, da sie sehr fehleranfällig sind.

Ein Radencoder sollte aus jedem Hell-Dunkel-Wechsel der rotierenden Enoderscheiben einen analogen Puls erzeugen. Dieser wird dann vom Schmitt-Trigger in ein Rechtecksignal umgewandelt. Das geschieht jedoch nicht immer. Es kann vorkommen, dass Pulse unterschlagen werden. Der Prozessor zählt dann zu wenig Pulse pro Radumdrehung und es ist nahezu unmöglich, einen Gleichlauf der Motoren herzustellen oder eine Position exakt anzufahren. Als Ursache dafür sind mehrere Fehlerquellen zu nennen: Schlechte Qualität der Encoderscheibe, Montagefehler, zu geringe Ansteuerspannung des Schmitt-Triggers, Klebstoffreste und Streulicht.

Das Infrarotspektrum des Reflexkopplers CNY70 verursacht ebenfalls Probleme. Schwarz wird nicht immer als schwarz erkannt, sodass selbst ein tiefdunkles Feld den Infrarotlichtstrahl fast vollständig reflektieren kann - wie ein weißes Feld. Der Puls des Sensors bleibt dann aus oder die Signale des CNY70 sind teilweise so schwach, dass der Schmitt-Trigger nicht auslöst. Auf diese Weise kann ein Viertel der Impulse verloren gehen.

Bei den neueren c't-Bot-Versionen werden gefräste Encoderscheiben aus Kunststoff, die auf die Innenseite der Räder geklebt werden, mitgeliefert. Mit dem Kleber sollte man allerdings sparsam umgehen, damit er nicht unter den Scheiben herausquillt. Getrocknete Klebstoffkleckse absorbieren Infrarotlicht nämlich nahezu vollständig. In einer gefrästen Aussparung hat der Kleber dann den gleichen Effekt wie der schwarze Kunststoff. Wenn man auch mit den gefrästen Encoderscheiben keine zuverlässigen Impulse aus den invertierenden Schmitt-Triggern des IC3 herausbekommt, sollten die Vorteilerwiderstände R17 und R19 sowie R18 und R20 angepasst werden. Hier hilft nur probieren.

Unter Umständen bringt auch Streulicht mit hohem Infrarotanteil die Radencoder aus dem Takt, besonders dann wenn der Abstand der Sensoren zu den Scheiben zu groß ist. Dann erkennen die Sensoren die Übergänge zwischen hell und dunkel schlechter, was sogar zum „Prellen“ führen kann: Statt eines Pulses erzeugt ein CNY70 dann mehrere.

Quelle: www.heise.de/ct/projekte/ct-bot/artikelliste.shtml

c't 9/2006, S.222: c't-Bot

Steuermann: Mit einer Drehzahlregelung fährt der c't-Bot geradeaus und mit konstanter Geschwindigkeit

Steuermann-Artikel

Bisher noch ungeklärt:

Wie bei der Vorgruppe erscheinen auf dem Display für die Radencoder des c't-Bot(2) unrealistische Werte. Wenn z.B. das linke Rad mit sehr geringer Drehzahl angesteuert wird, dann werden auf dem Display die linken Radencoderwerte in mehreren Tausenderschritten hochgezählt. Dieses Problem muss noch gelöst werden.