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capactiy

Ein Rasensensor soll erkennen, ob der Roboter sich noch auf Rasen oder bereits über anderem Untergrund (z.B. Steinen) befindet. Mit anderen Worten, es soll herausgefunden werden, welches Medium (Luft oder Rasen) sich unter dem Roboter befindet. Dazu kann man z.B. die Kapazität eines Sensors messen, da diese durch Luft bzw. Rasen unterschiedlich beeinflußt wird. Hingegen keinen Unterschied gibt es hierbeit zwischen Rasen und Blumenbeet etc. - man sollte also beim Einsatz dieser Methode rings um den Rasen einen kleinen Abschnitt haben welcher dem Rasen nicht allzu ähnelt (z.B. Rindenmulch/Steine). Auch funktioniert so ein Rasensensor nicht besonders gut bei Nässe, da ggf. feuchter Rasen am Sensor hängen bleibt und der Sensor dann nicht mehr optimal messen kann.

Funktionsweise
Ein Rasensensor ist im Prinzip eine Kupferplatte, welche sich in einem Kunststoffgehäuse befindet. Um nun herauszufinden, ob das Sensorgehäuse Kontakt mit Rasen hat, mißt man die elektrische Kapazität eines Sensors. Setzt man den Roboter auf Rasen (Rasen ist quasi Dielektrikum), steigt die gemessene Kapazität leicht (um wenige pF) an.

Ambrogio L50 capacity measurement     lawn sensor       capsense

kein Rasen: ~0 pF
auf Rasen: 1-4 pF



Verdrahtung:

Rasensensor vorne:
Arduino Mega Pin 40 Receive Front ------------|

Arduino Mega Pin 41 Send    Front --- 2 MOhm -+---|   Rasen

Rasensensor hinten:
Arduino Mega Pin 42 Receive Back  ------------|

Arduino Mega Pin 43 Send    Back  --- 2 MOhm -+---|   Rasen
                            

Detaillierte Funktionsweise:
Der Sensor besteht z.B. aus einer (Kupfer-)Platte in einem geschlossenen Kunsstoffrohr welches in 2cm Abstand üben den Rasen geführt wird. Zunächst wird die Platte über den Send-Pin entladen (auf “Low” gezogen). Dann wird der Send-Pin auf “High” umgestellt, über einen Widerstand (2 Megaohm) wird die Platte Kabel jetzt langsam aufgeladen. Über den Receive-Pin Pin 2 wird nun die Zeit gemessen, bis dieser auf “High” liegt (Kapazitätsmessung). Da Mikrocontroller sehr schnell und genau in Zeitmessungen sind, kann man hiermit noch geringste Kapazitäten nachweisen.


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