Sammenligning

Subsystem

Madam Skrald

Madam Skrald II

Størrelse (L B H)

22 x 13 x 18 cm

41 x 21 x 21 (53) cm (med portdetektor)

Kampvægt

715 g

1910 g

Pris

275 kr

2400 kr

Estimeret byggetid

1½ uge for fuldt tryk

1 år på vågeblus, 2 uger i døgndrift

Mekanisk princip

Differentielt drev med to motorer

Hovedmotor med differentiale og styrbare forhjul

Mekanisk opbygning

Mekanikken fra en kampvognsmodel monteret lodret på krydsfinerplade

Modificeret færdigkøbt modelracerbil

Manøvresystem

Drejer ved at variere en motors dutycycle i forhold til den anden.

Drejer forhjulene med en selvbygget analog servo

Manøvreegenskaber

Venderadius: 0 m
Styringsopløsning: ca. 1/5

Venderadius: 40 cm
Styringsopløsning: 1/25, men en del slør

Sensorstrategi

Prøver at drukne omgivelsernes lys med kraftig belysning af stregen og thresholder det reflekterede lys

Belyser stregen med styret lys, filtrerer signalet digitalt og bruger en kantdetektoralgoritme med en dedikeret mikrocontroller

Sensorbelysning, stregføler

2 seriekoblede glødelamper over motorforsyningen, hver 3,6V 400 mA.
Effektforbrug 2*3V*400mA = 2,4W

17 højintensitets røde lysdioder. Nettoforbrug 8*4V*20mA = 640 mW, men er pulsmodulerede og derfor kun tændt kort tid.

Sensorelementer, stregføler

6 standard lysdioder koblet som fotodioder fordelt på 2*35 mm linier med et 25 mm gab til stregen

8 højintensitets røde lysdioder koblet som fotodioder fordelt ligeligt på en 10 cm lang linie

Sensordatabehandling, stregføler

Transresistansforstærker samt komparator med digital udgang, ialt 1 modstand og 1/2 LM324 pr. sensor

Transresistansforstærker, buffer/forstærker, 8-kanals A/D-konverter, PIC16F84, dobbelte udgangslatche og indikatorlysdioder

Sensorer, data

1,5 dpi, 1 bit (ikke stabil). Opdaterer analogt.

4 dpi, giver stregpositionen med 5 bit samt 3 bit statusinformation. Opdaterer ca. 300 gange/s

Batterisystem

6V 1Ah NiCd genbrugt fra videokamera Mulighed for ekstern forsyning ved hjælp af kameraadaptor

9V6, 1250 mAh NiMH modelbatteri. Sikringsbeskyttet til 5A på grund af dårlige erfaringer med kortslutninger. Mulighed for ekstern forsyning når batteriet lades, bygget over gammel PC-PSU

Strømforsyning

6V ureguleret fra et NiCd-batteri fra et videokamera til motorer og glødelamper. 5V reguleret med 7805 til elektronik og processor.

9,6V ureguleret fra bilen originale NiCd-batter til motorer. 4 separate 5V 7805-reguleringer til stregbelysning, sensorelektronik, processorer og servo. 12V step-up regulator til programmering (bruges ikke i nuværende version)

Strømforbrug

Ca. 2A normal kørsel (motorer ca. 1,6A)

Ikke målt

Motorelektronik

Stakkede L293D integrerede H-bro-kredse, gode for 2A i 4 kanaler, hvoraf de to benyttes

H-bro opbygget med 16 MOSFET'S, med både friløb og EMK-bremse

Motorer

2 stk Mabuchi legetøjsmotorer. 6V, trækker ca. 0,8A ubelastet og op til 3A stalled. Gearing ca. 1:150

Drivmotoren trækker ca. 0,3A ubelastet og op til 3A stalled. Madammen har et højt og lavt gear, hvor vi dog kun bruger det lave.

Tophastighed

ca. 20-25 cm/sekund, stærkt afhængigt af banekrumning

Teoretisk tophastighed med høj gearing ca. 3,6 m/s, uafhængig af banekrumning. I praksis betydeligt mindre, men stabil til i hvert fald 1 m/s

Hastighedsregulering

Ingen. Hardcoded PWM i open-loop.

PWM i closed-loop med en reflektiv optisk encoder monteret på det ene baghjul. Frekvens-til-spændings konvertering og indlæsning til A/D-konverter.

Processor(er)

PIC16F84 ved 4 MHz 1 kword hukommelse kører et 500 bytes c-program, der justerer de to motorers dutycycle afhængig af stregens nuværende placering

PIC16F877 ved 20 MHz samt en PIC16F84 ved 10 MHz.
PIC16F877'eren kører et 7 kwords c-program, mens 16F84 har et 900 words c-program. 16F84'eren regner på data fra sensoren og sender stregpositionen til den store PIC, der styrer servoen og sørger for at holde en konstant hastighed