Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Lösungsalternativen
Hochschule Karlsruhe Logo Entwicklungsprojekt Master
FT32 - Positionserfassung
Sommersemester 2019
Alexander Haaf
Johannes Marquart

Lösungsalternativen

  Teil- Lösungskomponenten
  funktionen LK 1 LK 2 LK3 LK4
1 (Optischer) Sensor Optischer Maussensor Kugelmaus ESP32-Cam Abstandssensoren
2 Verteilung der Energie Steckbrett Lochrasterplatine Leiterplatte -
3 Energieversorgung Sensor Spannungswandler Spannungsteiler - -
4 ESP32/Recheneinheit ESP32-Wroom Board ESP32-AI-Thinker Board Externer Rechner -
5 Kommunikation Direkte Verbindung Direkte Verbindung (bei ESP32-Cam) Level-Shifter -
6 Software/Berechnung Arduino C++ Espressif C++ - -

1. (Optischer) Sensor: Als Sensor wurde ein optischer Maussensor ausgewählt, da diese mittlerweile auch auf spiegelnden Oberflächen funktionieren, die Geschwindigkeit direkt ausgelesen werden kann und auch relativ leicht erhältlich sind. Zudem war es das vorrangige Ziel, einen solchen Sensor zu verwenden und ihn direkt am Roboter zu platzieren. Durch dessen geringe Größe ist er dafür optimal geeignet.

2. Verteilung der Energie: Da es von Beginn an das Ziel war, einen Prototypen aufzubauen, wurde für die Verteilung der Energie das Steckbrett ausgewählt. Mit diesem ist der Aufbau einer Schaltung sehr schnell möglich, wobei auch eine hohe Flexibilität bezüglich deren Abänderung gegeben ist. Der Grund hierfür ist vor allem die Tatsche das keine Lötarbeiten durchgeführt werden müssen. Darüber hinaus sind hier Messung mit einem Oszilloskop schnell und leicht durchzuführen, was bei einem Prototypen sehr wichtig sein kann.

3. Energieversorgung Sensor: Grundsätzlich wäre hier die optimale Wahl der Spannungswandler gewesen. Da dieser aber hätte erst bestellt werden müssen, wurde beschlossen es zunächst mit einem Spannungsteiler zu versuchen, was auch nach der Wahl geeigneter Widerstandswerte optimal funktioniert hat.

4. ESP32/Recheneinheit: Da unter Punkt 1 der optische Maussensor gewählt wurde, ist hier die optimale Wahl das ESP32-Wroom Board. Die Anbindung fremder Sensorik kann hier im Allgemeinen leicht und schnell erfolgen.

5. Kommunikation: Auch hier hat der unter Punkt 1 gewählte optische Maussensor maßgeblichen Einfluss auf die Entscheidung den Level-Shifter zu verwenden. Der Grund hierfür ist, dass der Maussensor gemäß dem Datenblatt innerhalb eines Spannungsbereiches von 2,5V bis 2,9V arbeitet, das ESP32-Wroom Board hingegen mit 5V oder 3,3V. Ohne den Level-Shifter könnten Schäden am Maussensor eintreten.

6. Software/Berechnung: Da die FT32-Projekte alle mit Arduino C++ programmiert wurden, und die Positionserfassung für die Roboter gedacht ist, wurde hier ebenfalls Arduino C++ zur Programmierung gewählt. Somit ist die Kompatibilität gewährleistet.


  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Sommersemester 2019