Forum: HF, Funk und Felder Digitalfunk für Roboter


von Michael L. (waxrek)


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Hallo Community,
Ich plane als größeres Projekt in einem Team einen geländegängigen 
Fahrroboter mit teilautonomer Steuerung zu bauen. Zu diesem Zweck soll 
als Steuerung ein Kleincomputer verwendet werden(Pi, Cubie...) Es soll 
auch möglich sein die komplette Bedienung von Hand zu übernehmen. Nun 
wäre es nötig diesen Roboter mittels einer Funkanbindung mit einem 
Computer, an dem der Bediener sitzt zu verbinden. Die gewünschte 
Reichweite läge im Bereich von etwa 3 Kilometern, Batterie und 
Gewichttechnisch wäre genügend Spielraum vorhanden. Die 
Steueranweisungen und Lageinformationen zu übertragen wäre das geringere 
Problem, dies wäre z.B mit Packet Radio und einem CB-Funkgerät möglich, 
Jedoch ist eine Livebildübertragung gewünscht, und das wäre mit 9600Baud 
wohl kaum möglich^^. Ich überlege eine WLAN Karte mit einen 
HF-Verstärker zu verbinden, Dass sollte doch laut Wikipedia legal 
sein(siehe ISM-Band).
Weiss jemand eine bessere Lösung?

: Bearbeitet durch User
von Valentin S. (lochrasterer)


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UMTS-Stick mit SIM-Karte und dann übers internet (Skype,...)

von skydiver (Gast)


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Michael Loose schrieb:
> Jedoch ist eine Livebildübertragung gewünscht, und das wäre mit 9600Baud
> wohl kaum möglich^^. Ich überlege eine WLAN Karte mit einen
> HF-Verstärker zu verbinden, Dass sollte doch laut Wikipedia legal
> sein(siehe ISM-Band).


Die Bildübertragung auf diese Weise über 3 Kilometer Entfernung könnte – 
wenn überhaupt – allenfalls funktionieren, wenn direkte Sichtverbindung 
besteht zwischen Sender und Empfänger.

Bei FPV-Anwendungen klappt eine Live-Video-Übertragung recht gut, da die 
Funkstrecke in der Regel nicht durch Hindernisse gestört wird. Ausserdem 
nutzt man am Boden meist Richtantennen mit signifikantem Systemgewinn.

von skydiver (Gast)


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Valentin S. schrieb:
> UMTS-Stick mit SIM-Karte und dann übers internet (Skype,...)

Bei dieser Lösung könnte sich die (mehr oder minder grosse) Latenzzeit
des Übertragungswegs negativ auswirken. Da das Fahrzeug ja auch nach 
Sicht gesteuert werden soll, kann nicht mehr genügend reaktionsschnell 
agiert werden.

Bei ferngesteuerten Flugdrohnen – die ja eine ähnliche Anwendung 
darstellen – spielt die grosse Latenzzeit (Satellit) eine untergeordnete 
Rolle. ("Fire and Forget").

von Michael L. (waxrek)


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Danke erstmal für die schnellen Antworten.
Die Lösung über UMTS wäre eine denkbare Notlösung, Ich sehe jedoch in 2 
Punkten ein Problem:
1. die bereits genannte schlechte Latenzzeit, und 2. die komplette 
Hilflosigkeit des Fahrzeugs bei schlechtem Netz, sowie den schnellen 
Verbrauch des Datenvolumens...
Was würdet Ihr von einer Selbstbaulösung im 70 Zentimeterband(um die 
433MHz) halten? 100 Kilobaud sollten damit zu erreichen sein, das würde 
theoretisch schon reichen. Mit so etwa 100mW und einer guten Antenne 
sollte man die nötige Reichweite erreichen.
Eine ebenfalls denkbare Lösung wäre eine getrennte Übertragung der 
Steueranweisungen und des Videos. Das Video könnte analog im VHF-Band 
übertragen werden.

: Bearbeitet durch User
von Harald (Gast)


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Wenn es etwas kosten dürfte (ist deinem Posting nach wohl eher nicht von 
auszugehen) würde ich die Jungs von vtq.de befragen. Ist aber bei den 
Ansprüchen ein mindestens 4-stelliger Eurobetrag, eher 5-stellig.

von Michael (Gast)


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Nette Lösung, aber das gesamte projekt sollte höchstens 600 Euronen 
kosten, bleiben also 100-200 für den Funk. Es wäre wohl doch die beste 
lösung über 2 Kanäle zu Senden.
Für das Video liesse sich eine VHF Modulatorschaltung auf ein freies 
Band(z.b) 433mhz umbauen, und die Daten könnte man über ein eigenes 
Protokoll (packet radio hat einen zu schlechten Ping) übertragen.

von oszi40 (Gast)


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> von etwa 3 Kilometern
In ISM-Bändern (http://de.wikipedia.org/wiki/ISM-Band)ist zwar Einiges 
möglich, ABER die Anderen können das auch! Wenn Dein Robi in 3km dann im 
Schlamm steckt wegen fehlender Signale...?

von Peeter (Gast)


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CB Datenfunk wäre eine Überlegung wert oder Amateurfunk Lizenz machen. 
Für CB könnte das Budget reichen (gebraucht auf Ebay), jetzt muss man 
sich nur noch eine vernünftige Übertragungstechnik ausdenken.

von oszi40 (Gast)


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Peeter schrieb:
> CB Datenfunk wäre eine Überlegung

Dann höre erst mal rein was am Tatort los ist. Nicht jeder Fleck dieser 
Welt ist störfrei!

von Mike (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Dann höre erst mal rein was am Tatort los ist. Nicht jeder Fleck dieser
> Welt ist störfrei!

Aber auf mehr als 90% dieser, unserer Welt hast du gute Chancen, die 
Frequenz für dich zu haben.

von Peter (Gast)


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Außerdem sind die Datenfunkkanäle auf den entsprechende Kanälen recht 
mau benutzt. Musst schauen - ein paar Kanäle sind für Datenfunkkanäle 
vorgesehen. Wenn du von den Sprach und Aufrufkanälen wegbleibst dann ist 
da kaum was los. Im Ernstfall halt Kanalhopping ist auch nicht so der 
Wahnsinnsaufwand mit einem Zeitstempel zusammen ...

von Michael L. (waxrek)


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Also ich hab mal mit nem Scanner in die Anrufkanäle reingehört und 
nichts empfangen. Also wird bei 80 Kanälen wohl einer frei sein xD. Bei 
Ebay gibt es bereits neue CB-Funken ab 60 Euro, somit wäre das gut 
bezahlbar.
Ich überlege als Transferprotokoll einfach UART mit 1200 Baud zu 
verwenden. Das müsste halt mit einer Schaltung in Piepsen umgewandelt 
werden, was eigentlich kein allzu großes Problem darstellen sollte.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Michael Loose schrieb:
> Ich überlege als Transferprotokoll einfach UART mit 1200 Baud zu
> verwenden. Das müsste halt mit einer Schaltung in Piepsen umgewandelt
> werden, was eigentlich kein allzu großes Problem darstellen sollte.

Isses auch nicht. Früher gab es mal den TCM3108 Modulator/Demodulator 
(oder AM417/419) und heute können das MC direkt dekodieren. 
Schlimmstenfalls reicht auch ein oder 2 NE567.
Du solltest allerdings ein fehlererkennendes oder sogar -korrigierendes 
Protokoll verwenden. Falls du zufällig unter Linux arbeitest (hehehe), 
könnte der AX.25 Protokollstack genau das richtige sein. Dieses 
Protokoll wird z.B. bei Packetradio verwendet und ist recht robust.

von Michael L. (waxrek)


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Matthias Sch. schrieb:
> Falls du zufällig unter Linux arbeitest (hehehe)
Der Kandidat hat 100 Punkte^^.

Aber beim AX.25 Protokoll sehe ich das Problem der vergleichsweise hohen 
Latenzzeit, jedoch ist die automatische Fehlerkorrektur nicht zu 
unterschätzen. Bei Verwendung des UART Protokolls hätte ich 
Verzögerungen im einstelligen Millisekundenbereich, Bei Packet Radio 
hörte ich mal von bis zu einer Sekunde?(!).

Als Modem dürfte der ATtiny85 mit ner kleinen beschaltung reichen, den 
ich für vieles hernehme.

von Thosch (Gast)


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Aus meiner 20 jährigen Datenfunkpraxis zusammengefasst

1. Mobilfunk hat Latenzzeiten im Bereich 2 Sekunden
2. Ende zu Ende Kommunikation über 2 x Mobilfunk ( einaml Fahrzeug, 1 x 
Fernbediener) geht nicht ohne Server in der Mitte
3. Für 3km Datenübertragungsstrecke in Bodennähe ohne Antennenmast wird 
man in der Praxis mindestens 500mW eher 1 Watt benötigen, dadurch fällt 
433Mhz Band aus. 869Mhz/500mW hat Dutycycle von 10% dadurch keine 
Videoübertragung möglich
4. WLAN 2.4GHz über 3km in Bodennähe mit EIRP 100mW geht nicht
5. erlaubtes WLAN 5GHz 1 Watt/outdoorkanäle nur bei Sichtverbindung 
kostet dann aber nicht nur 200.- Euro
6. Datenrate für Videoübertragung sollte mindestens 1MBit/s betragen 
sonst ist es eine Einzelbildübertragung.

Fazit : Ich kann mir nicht vorstellen dass man diese Aufgabe mit 
Zukaufteilen von 600.- Euro lösen kann. Alternativ Eigenentwicklung: 1 
Mannjahr ohne Zulassungsprozedere nach R&TTE

von Alex W. (a20q90)


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Thosch schrieb:

> 5. erlaubtes WLAN 5GHz 1 Watt/outdoorkanäle nur bei Sichtverbindung
> kostet dann aber nicht nur 200.- Euro

> Fazit : Ich kann mir nicht vorstellen dass man diese Aufgabe mit
> Zukaufteilen von 600.- Euro lösen kann. Alternativ Eigenentwicklung: 1
> Mannjahr ohne Zulassungsprozedere nach R&TTE

Ubiquiti Bullet M5 HP 5GHz, BM5HP für 68 Euro bei Amazon zzgl. Antenne.
http://www.amazon.de/Ubiquiti-Bullet-M5-5GHz-BM5HP/dp/B0040J6MUO/ref=sr_1_5?ie=UTF8&qid=1401279328&sr=8-5&keywords=ubiquiti+bullet

: Bearbeitet durch User
von Timo W. (timo_w93)


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Bei der W-Lan Lösung bleibt noch das Problem, dass man einen Rechner 
braucht der das Bild encodiert und sendet. Ein Raspbery PI ist da 
vermtl. zu langsam. Bei 5Ghz braucht man eine Sichtverbindung! Da blockt 
jedes kleinste Hindernis das Signal fast zu 100%.

Wenn man Funkstrecke und Video getrennt machen möchte, könnte man ein 
5,8GHz Analog-Videosystem nehmen (sehr niedrige Latenz und billig). Es 
gibt z.B. aus dem Modellbaubereich von Boscam oder Imersion RC fertige 
Module.
z.B. TS353 als Sender und RC305 als Empfänger.
In Deutschland sind nur max. 25mW und nur bestimmte Frequenzen 
zugelassen. (Ich kenne Niemanden der nur mit 25mW sendet.. Zumal 5,8GHz 
gerade in Bodennähe eh nicht wirklich weit geht)

Den Datenfunk würde ich bidirektional über 433 MHz machen. Da gibt es ja 
fertige günstige Module mit UART hin und zurück zu hauf. z.B. XBee oder 
wenns noch günstiger sein soll ein OpenLRS Clone aus China.

600€ für das gesamte Projekt ist sehr ambitioniert.
Wenn man alles aus China bestellt kommt man bei dem Video und 
Datenfunksystem vermtl. auch nicht < 300€ weg. Zumal man ja auch Dinge 
wie einen Monitor oder TV-Karte und ne Stromversorgung für die 
Empfangstation braucht u.s.w.

Die Anforderung "bis 3km" wird vermtl. allgemein schwierig, solange 
keine Sichtverbindung vorhanden ist. Zumindest mit legalen Mitteln.
Ansonsten könnte man natürlich irgendwie ATV auf 1280 machen ;)

von Michael (Gast)


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Vielen dank für die Beiträge, und Entschuldigung, dass Ich mich so lange 
nicht mehr gemeldet habe.

Also ich hab mich nochmal genauer in die Bandvergabe eingelesen, und 
festgestellt dass man mit einer Amateurfunklizenz der Klasse A im 2,4 
Ghz mit einer Sendeleistung von (!)75W senden darf, solange man keine 
Amateurfunksatelliten stört. Die Bandbreite ist zwar begrenzt, aber Ich 
sehe dass als rechtliche Grauzone. Notfalls müsste man halt damit leben. 
Der Technikteil der Amateurfunkprüfung sollte zu schaffen sein, 
Betriebstechnik und rechtliches müsste man lernen. Sendeverstärker für 
2,4Ghz mit einer Leistung von 4 Watt ohne Probleme bei Ebay erhältlich. 
In Kombination mit einer Richtantenne an der Basisstation ließe sich 
damit schon etwas ausrichten.

Ich habe neulich den ODroid Kleincomputer 
http://www.hardkernel.com/main/main.php entdeckt, der nahezu zweimal 
mehr Leistung als der Pi hat. Der wäre dann wohl doch das Mittel der 
Wahl, da die Software für die autonome Wegberechnung schon einiges an 
Leistung benötigt.

Nochmal zu dem Budget: Wir haben eine Firma gefunden, die uns 
Metallteile kostenlos fertigen würde, Ich habe die Möglichkeit zur 
Platinenherstellung, sowie eine elektronische Grundausstattung, somit 
müsste nicht alles gekauft werden. Batterien sind ebenfalls vorhanden.

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