Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Weiterentwicklung
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FT32 - Positionserfassung
Sommersemester 2019
Alexander Haaf
Johannes Marquart

Weiterentwicklung

Mit diesem Projekt wurde ein Grundstein für viele möglichen Weiterentwicklungen gelegt.
Sämtliche Weiterentwicklungen können in Hinblick auf Integration in das FT32/Cody++ - Projekt geschehen. Ein Ziel ist es mit diesen Projekten, eine zuverlässige Positions- und Geschwindigkeitsmessung durchzufürhen, welche direkt von der Cody++ - Oberfläche aus genutzt werden. Ein ferneres Ziel kann auch eine Bilderkennung auf der Oberfläche z.B. zur Linienverfolgung beinhalten.

Sensoransteuerung

Qualität der Messungen abhängig von der Höhe des Sensors über der Oberfläche untersuchen, um die exakte Höhenposition zu finden. Im idealfall ist diese dann weitestgehend unabhängig von der Art der Oberfläche.

Bisher werden verschiedene Kalibrierfaktoren für verschiedene Oberflächen verwendet und müssen im Quellcode manuell geänder werden. Eine Weiterentwicklung wäre hier möglich indem die Oberflächenangabe mit einem Funktionsaufruf geändert werden kann. Desweiteren kann untersucht werden inwieweit die Angabe über die Bildqualität (Register Image_Quality (0x07)) für die Unterscheidung von Untergründen genutzt werden kann.

Ansteuerung des Sensors neu aufbauen, sodass kein softwaregenerierter Clock erstellt werden muss (ggf. angelehnt an I²C-Bibliothek). Solche Signale sind z.B. beim ESP32 üblicherweise auch deutlich weniger störbehaftet als Signalsprünge bei den GPIOs.

Der Sensor hat noch weitere Register, welche nicht in den Datenblättern aufgeführt sind. Falls es über diese möglich ist, das Bild des Sensors auszulesen (wie beim in der Konzeptentwicklung vorgestellten ADNS2051), kann man weitere Anwendungsfunktionen wie z.B. Linienfolger etc. umsetzen.

Anwendungsfunktionen

Bisher gibt es Softwarefunktionen um das Fahrzeug geradeaus bzw. auf der Stelle drehen zu lassen. Dieser Funktionsumfang kann erweitert werden z.B. mit Funktionen zur Kurvenfahrt.

Mechanik

Die Sensoraufnahme kann weiter verbessert werden im Hinblick auf Gleiteigenschaften auf verschiedenen Oberflächen. Die Gleiteigenschaften sind wichtig, da eine fixe Höhe leichter eingehalten werden kann, wenn der Sensor auf der Oberfläche gleitet.

Elektronik

Vollständigen Sensor aufbauen mit integriertem Sensorcontroller. Da die Leitungslänge minimal gehalten muss (um Störungen zu vermeiden), sollte ein Sensorcontroller nahe dem Maussensor platziert werden. Der Levelshifter kann dabei auch vermieden werden, wenn der Sensorcontroller auf Sensorseite mit 2,7V oder 1,8V und auf Ausgangsseite mit 3,3V arbeiten kann.

Sinnvoll ist eine stabile Spannungsversorgung des Sensors von 2,8V oder 1,8V mit geringerer Verlustleistung als bei einem Spannungsteiler.

Es gibt auf dem Markt Maussensoren, welche bereits die Linse und LED integriert haben. Unabhängig davon gibt es Sensoren mit SPI- oder I²C-Schnittstellen. Diese können als Alternative zu den in diesem Projekt hauptsächlich verwendeten PAW3204-Sensoren untersucht werden.

Die Weiterentwicklungen der Elektronik und Mechatnik können mit dem Ziel erfolgen, ein zum FT32 kompatibles Komplettpaket (vergleichbar mit einer PC-Maus) zu erstellen.


  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Sommersemester 2019