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Bauanleitung Roboterbausatz Nibo
1.2.2 Motorbrücke
Die Motorbrücke L293D (Vierquadrantensteller) 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.
1.2.3 Motorregler
Einer der beiden ATtiny44 dient zur Regelung der Motordrehzahlen. Der
Hauptprozessor gibt eine Soll-Drehzahl vor, der ATtiny44 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 ATtiny44 Mikrocontroller implementiert.
Sinnvolle Werte für die Konstanten KI, KD und KP sind im EEPROM des
ATtiny44 vorgegeben, die anschließende Optimierung der Werte obliegt dem
Programmierer.
1.3 Sensorik
Die Sensoren ermöglichen dem Roboter die Wahrnehmung 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 Nibo
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 in IR-Bereich,
ist nur eine grobe Entfernungsschätzung möglich, die jedoch zum Umfahren
von Hindernissen ausreicht. Unter günstigen Bedingungen können Objekte bis
zu einem Abstand von einem Meter detektiert werden.
http://nibo.nicai-systems.de
28.07.2007
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