Lösungskomponenten

1. Teilfunktion: Optischer Sensor
Optischer Maussensor	Kugelmaus	ESP32-Cam	Abstandssensoren
Optischer Maussensor (PAW3205DB-TJ3R)*	Kugelmaus	ESP32-Cam (auf Rückseite des ESP32 montiert)	Beispiel für einen Ultraschall-Abstandssensor (Quelle: exp-tech.de)
+ moderne Sensoren funktionieren auch auf spiegelnden Oberflächen + Geschwindigkeiten ist direkt auslesbar (Korrelator ist integriert) + (relativ) leicht erhältlich	+ unempfindlich bei spiegelnden/ durchsichtigen Oberflächen + Geschwindigkeiten ist direkt auslesbar (Korrelator ist integriert)	+ unabhängig von der Bahnoberfläche + kann zur genauen Absolutpositionsbestimmung genutzt werden + leicht erhältlich	+ unabhängig von der Bahnoberfläche + kann zur genauen Absolutpositionsbestimmung genutzt werden
- Messqualität ist abhängig von der Oberfläche - Linse und Beleuchtung ist notwendig - Exakte Positionierung der Linse über der Oberfläche und des Sensors über der Linse erforderlich	- schwer erhältlich (alte Technik) - Bewegliche Teile (Mechanik)	- Korrelator muss selbst umgesetzt werden / Softwarebibliotheken/-frameworks von Drittanbietern ist notwendig - Abhängig von Umgebung: Licht, Bewegung (z.B. von Personen)	- Eigene Berechnungen zur Positionsbestimmung aus Distanzinformationen notwendig - Abhängig von Umgebung: Schallquellen, Bewegung (z.B. von Personen)

* Im Kapitel "Konzeptentwicklung" wird auch der Maussensor ADNS2051 untersucht. Dieser Sensor ist jedoch nicht vollständig für dieses Projekt geeignet, da der Sensor nicht auf spiegelnden Oberflächen (wie ein Whiteboard) funktioniert und nicht mehr hergestellt wird.

2. Teilfunktion: Verteilung der Energie
Steckbrett	Lochrasterplatine	Leiterplatte
Steckbrett	Lochrasterplatine (etwas bessere :) )	Leiterplatte des FT32 Informationstechnik WS1819
+ Schnelle Änderungen in der Schaltung umsetzbar + Leichte Untersuchung mit Multimeter/ Oszilloskop + keine Lötarbeiten o.ä. + keine Wartezeiten auf Leiterplatte	+ Kompakter Prototypenbau + keine Wartezeiten auf Leiterplatte	+ Sehr kompakt + in großer Stückzahl vorhanden + exakt angepasst auf Fischertechnik-Bauteile + gut getestet bezüglich externe Aktoren/Sensoren
- Größe und Gewicht - Empfindlich gegen mechanische einflüsse (Steckverbindungen rutschen leicht) - ggf. lange Leitungen (störempfindlich bei geringen Strömen und elektromagnetischen Einflüssen)	- viele Lötarbeiten - Änderungen aufwändig	- Keine Änderungen möglich - Bester Direktanschluss ist über I²C (links seitlich, nicht sichtbar), kollidiert ggf. mit dem Display, das über den gleichen I²C Anschluss kommuniziert

3. Teilfunktion: Energieversorgung Sensor
Spannungswandler	Spannungsteiler
3,3V Step-down-converter (Quelle: pololu.com)	Einfacher Spannungsteiler (Quelle: Wikipedia)
+ Konstantspannungsquelle bis zu 2,6A (Lastunabhängig) + benötigt beliebige Eingangsspannung > 4V	+ Sehr kompakt/klein + Ausgangsspannung leicht anpassbar + (muss nicht bestellt werden :) )
- Feste Ausgangsspannung, kann nicht variiert werden - (muss bestellt werden :) )	- Ausgangsspannung ist lastabhängig - auch ohne Last verbraucht Spannungswandler Energie

4. Teilfunktion: ESP32/Recheneinheit
ESP32-Wroom Board	ESP32-AI-Thinker Board	Externer Rechner
ESP32-Wroom Board	ESP32-AI-Thinker Board
+ Leichte Anschlussmöglichkeiten für fremde Sensorik + Unterstützt verschiedene Bussysteme (I²C und SPI) + Versorgung mit 5V und 3,3V + Integrierter Step-Down-Converter auf 3,3V + montierbar auf Fischertechnik-Fahrzeug	+ ideal geeignet für ESP32-Cam + sehr kompakte Bauform + montierbar auf Fischertechnik-Fahrzeug	+ gute Rechenleistung für Bildverarbeitung
- ESP32-Cam nur schwierig anschließbar	- Kein eigener USB-Anschluss (benötigt zur Kommunikation ein FTDI-Programmer) - Kann nur mit 3,3V betrieben werden	- Anschlussmöglichkeiten idR. nur mit GPIO-Karte o.ä. - nicht montierbar auf Fischertechnik-Fahrzeug

5. Teilfunktion: Kommunikation
Direkte Verbindung	Direkte Verbindung (bei ESP32-Cam)	Level-Shifter
Direktverbindung	Flachbandkabel für ESP32-Cam	Level-Shifter TXB0104
+ Einfach aufbau- und änderbar	+ Anschluss bei ESP32-AI-Thinker Board integriert	+ Spannungen auf High- und Low-level-Side frei konfigurierbar + Zeitverzögerung < 1ns
- ggf. lange Leitung (siehe 2. Teilfunktion-Steckbrett)	- nur für ESP32-Cam geeignet - ESP32 und Kamera müssen sehr nahe beieinander liegen	- erhöhter Verkabelungsaufwand