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Bauanleitung Roboterbausatz Nibo2
1.2.2 Motorbrücke
Die Motorbrücke wird zur Stromverstärkung und zur Spannungsanpassung
der Mikrocontrollersignale benötigt. Der Motor bekommt vom
Vierquadrantensteller eine von drei möglichen Signalkombinationen:
Plus/Minus (vorwärts), Minus/Plus (rückwärts), Plus/Plus (kurzgeschlossen).
Der kurzgeschlossene Betrieb (Freilauf) dient zur besseren
Energieausnutzung bei der PWM-Ansteuerung, da der Strom dabei nicht
gegen die Versorgungsspannung fließen muss. Zusätzlich sorgt der Freilauf
für ein stabileres Drehmoment im unteren Ansteuerungsbereich.
Die Motorbrücke kann über einen Jumper zu Testzwecken komplett
deaktiviert werden.
1.2.3 Motorregler
Der ATmega88 dient unter anderem zur Regelung der Motordrehzahlen. Der
Hauptprozessor gibt eine Soll-Drehzahl vor, der ATmega88 ermittelt die Ist-
Drehzahl mit Hilfe der Odometriesensoren und berechnet ein günstiges
Puls/Pause-Verhältnis für das PWM-Ansteuerungssignal der Motoren.
Der Motorregler ist als PID-Regler mit den Modifikationen nach Takahashi
und „anti windup" im ATmega88 Mikrocontroller implementiert.
Sinnvolle Werte für die Konstanten KI, KD und KP sind im EEPROM des
ATmega88 vorgegeben, die anschließende Optimierung der Werte obliegt
dem Programmierer.
1.3
Sensorik
Die Sensoren ermöglichen dem Roboter die Wahrnehmung seiner Umwelt
und somit eine Reaktion auf Umwelteinflüsse. Im Folgenden sind die
einzelnen Sensoren beschrieben.
1.3.1 Distanzmessung
Um die Entfernung von Hindernissen grob abzuschätzen, sendet der Nibo2
moduliertes IR-Licht aus. Durch die Verrechnung der empfangenen Signale
wird der Reflexionsfaktor ermittelt. Da der Reflexionsfaktor nicht nur vom
Abstand der Hindernisse abhängt sondern auch von deren Farbe im IR-
Bereich, ist nur eine grobe Entfernungsschätzung möglich, die jedoch zum
http://nibo.nicai-systems.de
24.10.2011
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