ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Neuigkeiten zum c't-Bot und c't-Sim
VDX
Friends of Johnny-5
Friends of Johnny-5
Beiträge: 317
Registriert: 26 Jan 2006, 22:43
Wohnort: Großkrotzenburg (Main-Kinzig-Kreis)

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von VDX » 22 Jul 2019, 11:59

... ja, zwei von den Teensy-Adapterboards habe ich hier noch unbestückt liegen -- hab' selber auch noch keine Zeit gefunden, die Originalplatine des Bots auszutauschen oder zu modifizieren :?

Einer meiner Vorschläge ging dahin, weniger Aufwand mit einem "on-board"-Prozessor zu machen, sondern nur ein BOB zu den Sensoren und Motoren, was dann per WLAN oder Bluetooth von einer "Cloud" aus ausgewertet und angesprochen wird -- dann könnte man sich etwas mehr auf die Hardware fokussieren und die Ansteuerung auf den PC "auslagern" ... das würde dann vermutlich etwas schnellere Ergebnisse bringen ...

(Auch im Hinblick auf mein "Schwarm-Projekt" 8) )

Viktor
Ciao, Viktor --- Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426

eax
Friends of Robby
Friends of Robby
Beiträge: 785
Registriert: 18 Jan 2006, 16:16
Wohnort: Karlsruhe

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von eax » 22 Jul 2019, 21:13

Also im Prinzip macht das Teensy-Board mit der derzeitigen Software genau das 8)
Man kann über die serielle Schnittstelle (und damit genauso über WLAN, wenn man dort z.B. einen kleinen, einfachen ESP8266 anschließt) Sensoren abfragen und Aktuatoren ansprechen (siehe auch hier). Z.B.

Code: Alles auswählen

get dist
um die Distanzsensorwerte abzufragen und

Code: Alles auswählen

set speed 30 30
um mit 30% Geschwindigkeit vorwärts zu fahren. Zeitkritische Dinge wie Motorregler, Servo-Ansteuerung und IR-Fernbedinungsdecoder sind dabei lokal implementiert.

Zugegen, dafür wäre nicht unbedingt ein Teensy erforderlich, das ist dafür eigentlich schon zu leistungsfähig. Es hat aber zwei Vorteile: erstens ziemliche viele herausgeführte Inputs, Outputs und digitale Schnittstellen (das war ja auch ein Wunsch für eine neue Bot-Version) auf kleiner Fläche und zweitens einen modernen Microcontroller, womit man durchaus auch noch viele Dinge lokal implementieren kann, wenn man will.
Letztlich ist das Teensy dann entweder ein recht simples Gateway zu den ganzen Sensoren und Aktuatoren oder es könnte auch noch Logik für das Bot-Verhalten ausführen, wenn man möchte.
Als Nachteil steht dieser Lösung eigentlich nur der Preis des Teensy entgegen.
Timo -- Meine Beiträge sind unter CC-BY-SA freigegeben

VDX
Friends of Johnny-5
Friends of Johnny-5
Beiträge: 317
Registriert: 26 Jan 2006, 22:43
Wohnort: Großkrotzenburg (Main-Kinzig-Kreis)

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von VDX » 22 Jul 2019, 21:30

... dann sollten wir uns evtl. doch mal etwas mehr auf die "Hardware" besinnen, um möglichst bald einen "c't-Bot V2" auflegen zu können -- erst dann wird das Projekt wieder mehr Leute hinterm Ofen hervorlocken 8)

Viktor
Ciao, Viktor --- Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426

eax
Friends of Robby
Friends of Robby
Beiträge: 785
Registriert: 18 Jan 2006, 16:16
Wohnort: Karlsruhe

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von eax » 28 Jul 2019, 15:04

Ich habe mal eine ToDo-Liste angelegt mit den Punkten, die ich dazu so im Kopf habe: ct-Bot 2.0 Elektronik ToDos
Timo -- Meine Beiträge sind unter CC-BY-SA freigegeben

Nightwalker-87
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 180
Registriert: 16 Apr 2017, 23:40

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von Nightwalker-87 » 28 Jul 2019, 17:16

Danke, aber könntest du diese nicht lieber hier im Forum oder als Github-Projekt verwalten, sodass alles beisammen ist? So haben wir ja noch einen weiteren Webservice... Das existierende Thema ist für die Bearbeitung nun auch freigeben, falls das ein Problem war...

Bei den Sensorplatinen könnte man darüber nachdenken, ob man nicht die Bodenplatte als Platine designed, die dann auch die Komponenten der Sensorplatinen aufnimmt - könnte vieles vereinfachen (u.a. nur eine Steckerverbindung). Als Inspiration könnte u.a. das hier dienen: https://www.pololu.com/product/975
nw-87

eax
Friends of Robby
Friends of Robby
Beiträge: 785
Registriert: 18 Jan 2006, 16:16
Wohnort: Karlsruhe

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von eax » 28 Jul 2019, 19:27

Nightwalker-87 hat geschrieben:
28 Jul 2019, 17:16
Danke, aber könntest du diese nicht lieber hier im Forum oder als Github-Projekt verwalten, sodass alles beisammen ist? So haben wir ja noch einen weiteren Webservice... Das existierende Thema ist für die Bearbeitung nun auch freigeben, falls das ein Problem war...
Das Forum kann halt leider keine ToDo-Listen und ich denke so ist es besser, als die Papierversion auf meinem Schreibtisch. Diskussionen zu den Inhalten wollte ich natürlich nicht darüber führen, es ist nur ein Tracker für den Zwischenstand und eine Gedankenstütze.
Nightwalker-87 hat geschrieben:
28 Jul 2019, 17:16
Bei den Sensorplatinen könnte man darüber nachdenken, ob man nicht die Bodenplatte als Platine designed, die dann auch die Komponenten der Sensorplatinen aufnimmt - könnte vieles vereinfachen (u.a. nur eine Steckerverbindung). Als Inspiration könnte u.a. das hier dienen: https://www.pololu.com/product/975
Ja das wäre eine interessante Möglichkeit, auch wenn ich das optisch nicht so hübsch finde. Der einzige Nachteil, der mir spontan einfällt, ist, dass man den Kugel-Halter hinten nicht in die Bodenplatte einlassen könnte, so wie im aktuellen 3D-Modell der Platte. Da die Platine dünner ist, dürfte das aber vermutlich trotzdem noch okay sein.
Timo -- Meine Beiträge sind unter CC-BY-SA freigegeben

Nightwalker-87
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 180
Registriert: 16 Apr 2017, 23:40

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von Nightwalker-87 » 28 Jul 2019, 20:28

Ok, wenn das wirklich nur einen temporären Charakter als Gedankenstütze haben soll dann sollte das schon vertretbar sein.
Ich würde dich allerdings bitten, die erledigten/geklärten Punkte hier einzutragen, bzw. diese Liste weiter zu pflegen. Als Moderator hast du hier auch die Möglichkeit die bestehenden Einträge direkt zu bearbeiten/überarbeiten. Das wäre sinnvoll.

Ich selbst möchte das Schaltplandesign oder irgendein anderes Testdesign bei Gelegenheit gerne mal in das freie Programm KiCAD portieren, um das zu testen. Gut wäre ja wenn man auch hier für die Bearbeitung auf Dauer nicht von propietären Lösungen abhängig wäre. Es soll ja ein paar Leute geben die das begrüßen würden.
nw-87

eax
Friends of Robby
Friends of Robby
Beiträge: 785
Registriert: 18 Jan 2006, 16:16
Wohnort: Karlsruhe

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von eax » 17 Aug 2019, 21:51

Ein kurzer Zwischenstand von meiner Seite zu den Hardware-ToDos:
  • Der VL53L0X als Distanzsensor funktioniert ganz gut, Werte scheinen deutlich besser zu sein als bei den bisherigen (analogen) Sensoren. Ich habe sie allerdings erstmal nur in der Standardkonfiguration getestet und nichts weiter optimiert. Bis zu 100 cm Entfernung erhält man auf jeden Fall ganz zuverlässige Ergebnisse.
  • Den VL6180X Sensor könnte man wohl als Ersatz für die Lichtschranke im Transportfach benutzen, auch wenn das Messen der Entfernung bis zum Objekt im Fach eigentlich Overkill ist. Der Alternativ-Sensor VCNL4010 ist allerdings auch nicht billiger und der Messwert ist, so wie ich das Datenblatt verstehe, nicht so eindeutig, weil einheitenlos.
  • Der PCA9634 eignet sich als LED-Treiber und sollte genug Strom liefern können für die angedachten LEDs und deren "Helligkeitskalibrierungs-Tests" von Nightwalker-87.
  • Den PCA9634 könnte man auch gut für die LEDs der CNY70 nehmen, um deren "Leuchtstärke" noch nachjustieren zu können. Das könnte insbesondere bei unterschiedlichen Materialien von Linien, Boden/Abgründen und für eine Feinjustierung der Radencoder (Abstand zum Rad variiert je nach Bot/Zusammenbau etwas) interessant sein.
  • PAM8403 taugt als Audio-Endstufe für kleine Lautsprecher. Qualitativ darf man da keine Wunder erwarten, für einfach Sound- / Sprachausgabe auf dem Bot reicht das IMHO aber locker aus.
Ein Vorschlag zum Schaltplan, der die Erkenntnisse berücksichtigt, ist grad noch in Arbeit.
Timo -- Meine Beiträge sind unter CC-BY-SA freigegeben

Nightwalker-87
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 180
Registriert: 16 Apr 2017, 23:40

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von Nightwalker-87 » 18 Aug 2019, 22:16

Ich habe unterdessen mal einen größeren Teil des Schaltplans im quelloffenen KiCAD neu gezeichnet.
Es handelt sich allerdings um eine eigene Variation die sich in einigen Punkten von der Eagle-Version unterscheidet.
Beim PCB-Layout wird überwiegend auf SMD-Bauteile gesetzt, die sich allerdings auch von Hand löten lassen.
  • Hinzugekommen ist eine vollwertige On-Board UART-Bridge (USB-2-Bot), sodass hier nur noch ein USB-Kabel benötigt wird.
  • Als I2C-LED-Treiber habe ich aktuell den TLC59108xPW vorgesehen.
  • Die neuen ALS-PT19 Lichtsensoren sind auch mit drin.
  • Das ESP-12-Modul wurde um die notwendige Peripherie egänzt (Pullups, Pulldowns, LED).
  • Die IR-Empfängerdiode TSOP34830 wurde durch den dedizierten Nachfolgetyp TSOP32436 ersetzt (siehe Datenblatt).
Derzeit fehlen jedoch noch ein paar Parts (Servos, I2C-basierten Sensoren) die noch zu ergänzen sind.

Ob dieses Konzept letztlich von Relevanz ist für das Projekt ist derzeit jedoch völlig offen.
Vielmehr ging es mir zunächst einmal darum die Arbeit mit KiCAD auszuprobieren und mit EAGLE zu vergleichen.
nw-87

VDX
Friends of Johnny-5
Friends of Johnny-5
Beiträge: 317
Registriert: 26 Jan 2006, 22:43
Wohnort: Großkrotzenburg (Main-Kinzig-Kreis)

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von VDX » 18 Aug 2019, 23:41

... fürs Platinen-Layouten verwende ich lieber Target als Eagle - die kostenlose "Discovery"-Verison kann nur 250 Pins, dafür ist die Platinengröße nicht beschränkt (bei Eagle 1/2 Euro-Format) ... und es macht bessere Outlines und Export in Formaten für einige meiner CAD/CAM's für weitere Optionen.

Da ich für ein eigenes Projekt mehr als 250 Pins brauche, habe ich mir letztens die kleinste Lizenz-Version mit 400 Pins für 70€ gekauft ...

Viktor
Ciao, Viktor --- Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426

Nightwalker-87
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 180
Registriert: 16 Apr 2017, 23:40

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von Nightwalker-87 » 19 Aug 2019, 00:47

KiCAD hat gar keine Einschränkungen und kostet nix. :wink: Meine Erfahrungen waren soweit ganz gut. Am Anfang wirkte alles im Vergleich zu Eagle total schwerfällig, bis ich dann feststellte, dass das rein an der eingeschränkten Grafikleistung und schlechtem Trackpad-Support meiner VM lag. Als nativ betriebene Anwendung ist das eine völlig andere Welt... :shock:
nw-87

VDX
Friends of Johnny-5
Friends of Johnny-5
Beiträge: 317
Registriert: 26 Jan 2006, 22:43
Wohnort: Großkrotzenburg (Main-Kinzig-Kreis)

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von VDX » 19 Aug 2019, 01:13

... ich hatte mir KiCAD seinerzeit auch mal angeschaut (auch ein paar andere kostenlose Programme) -- bin dann aber bei Target gelandet und inzwischen damit auch recht vertraut ... und die Bauteil-Libraries sind schon gut bestückt, so daß ich nur ganz selten ein eigenes Bauteil anlegen muß (letztes war ein Arduino für meine "EWMS"-Treiber 8) ).

Viktor
Ciao, Viktor --- Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426

eax
Friends of Robby
Friends of Robby
Beiträge: 785
Registriert: 18 Jan 2006, 16:16
Wohnort: Karlsruhe

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von eax » 25 Aug 2019, 20:17

So, ich habe die Punkte aus der ToDo-Liste jetzt mal im Schaltplan-Vorschlag für Hauptplatine und Sensoren umgesetzt.
Viele Teile sind aber noch nicht getestet, also ohne Gewähr ;-)
Timo -- Meine Beiträge sind unter CC-BY-SA freigegeben

Nightwalker-87
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 180
Registriert: 16 Apr 2017, 23:40

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von Nightwalker-87 » 29 Aug 2019, 23:27

So, nachdem ich zuvor schon ein paar Anmerkungen zu KiCAD und dem Design gemacht habe, habe ich nun mal ein Konzept auf Github hochgeladen, dass man sich das auch mal anschauen kann. Der Schaltplan ist aktuell nicht unter freier Lizenz veröffentlicht, ich könnte mir das aber für die Zukunft vorstellen, wenn die Idee Zuspruch findet und aktiv weiterverfolgt wird.

Als MCU ist hier ein ATmega2561 vorgesehen, sodass vieles an den Konzepten aus dem aktuellen C-Code übernommen werden könnte, aber auch neue HW-Komponenten, wie sie schon besprochen wurden, Einzug halten, wie z.B. ein Wifi-Modul als WiPort-Ersatz und jene neue Sensoren, die über den I2C-Bus angesteuert werden.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die AVR8-Architektur noch lange nicht am Aussterben ist. Viele 8-bit MCUs werden auch in 10 Jahren noch verfügbar sein, auch weil derartige Controller nun für IoT-Anwendungen in Kombination mit Modems dank ihres einfachen Aufbaus wieder ein großes Anwendungsfeld erschlossen haben.

Mir ist hierbei schon klar, dass es keinen großen Geschwindigkeits- oder Performance-Schub durch diesen Ansatz gibt (abgesehen von einer RAM-Erweiterung). Allerdings finde ich, dass die Idee des ct-Bots und sein möglichst einfacher Aufbau (MCU-Architektur, direkte Programmierung mit Makefile und Avrdude) und auch die Übersichtlichkeit für Einsteiger so besser erhalten werden kann, als mit einer viel komplexer implementierten ARM-Architektur. Letzteres gerät nach meinem Empfinden mit dem bisherigen Ansatz zu sehr aus dem eigentlichen Fokus. Denkbar wäre z.B. auch die MCU-Einheit austauschbar zu machen (MCU-Aufsteckboards) und so mit identischer Mainboard-Hardware auch die ARM-Architektur nutzbar zu machen (dann entsprechend für Fortgeschrittene).
nw-87

VDX
Friends of Johnny-5
Friends of Johnny-5
Beiträge: 317
Registriert: 26 Jan 2006, 22:43
Wohnort: Großkrotzenburg (Main-Kinzig-Kreis)

Re: ct-Bot-Neuveröffentlichung - Arbeitsb. C: Hard- und Software

Beitrag von VDX » 30 Aug 2019, 00:39

... ich hatte ja auch im alten Forum schonmal angeregt, den c't-Bot gar nicht so komplex aufzubauen, sondern eher mit einer "Fernsteuerung" von einem Host-Computer aus auf die Sensoren zuzugreifen, diese auszuwerten und dann vom Host aus Steuerkommandos an den Bot zu senden.

In Kombination mit einer auf dem Host laufenden "Echtzeit-Simulation" könnten dann viel komplexere Abläufe und Szenarien mit/für den Bot ablaufen, die er mit seiner eigenen "Intelligenz" überhaupt nicht bewältigen könnte.

Ein Bischen ist das auch mein Ansatz für den "KI-Kit", den ich im anderen Thread vorgestellt hatte - ein "Super-Brain", wahlweise statisch, oder auch mobil auf einem Bot, wertet diverse Kameras und Sensoren aus und steuert damit einen oder mehrere Bots durch die Landschaft 8)

Viktor
Ciao, Viktor --- Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426

Antworten