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Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.

--- legomindstorms:inhalt [2015-11-30 20:30]
rainer [RCX]
+++ legomindstorms:inhalt [2015-11-30 22:08]
rainer [NXT Sensoren]
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 Das Sensor-Interface von NXT und EV3 verwendet 6 Leitungen:
-  - RCX kompatibeler Analog-Eingang (s.u.)
+  - RCX kompatibler Analog-Eingang (s.u.)
   - Masse (GND) bei NXT, Auto-ID Eingang beim EV3
   - GND
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   - SDA für I²C, Digital Ein-/Ausgang, Analogeingang beim EV3
+Dabei sollte der RCX-Analogeingang auf Pin 1 lt. Hardware-Beschreibung bei beiden die nachfolgend für den RCX dargestellte
+Schaltung verwenden, bei der die Batteriespannung über eine 20mA-Strombegrenzung angeschaltet wird.
+Messungen ergaben jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Da nur der Ultraschall-Sensor diese Versorgung benutzt und seine Resultat über I²C übergibt, wird die Stromquelle offenbar nur hier eigeschaltet.
-==== RCX ====
+==== Sensor-Erkennung und -Einstellung ====
+Während für den NXT der Typ des Sensors manuell eingestellt werden muss,
+enthält der EV3 enthält eine Sensor-Erkennung nach folgender Tabelle
+in der notierten Reihenfolge (s. S. 7 des Handbuchs).
+Ob dies auch bei neueren Ständen der NXT-Firmware erfolgt, ist unbekannt.
+^ 1 ^ 2 ^ 3 ^ 4 ^ 5 ^ 6 ^  ^
+|   | L |   |   | H | H | I²C Sensor |
+|   | L |   |   | L |   | NXT Helligkeitssensor |
+| <0.1V  | L |   |   |   |   | NXT Farbsensor |
+|   | L |   |   |   |   | NXT Schalter (Touch) |
+| <0.1V  | H |   |   |   |   | EV3 Digitalsensor |
+| <3.1V  | H |   |   |   |   | EV3 Einfachsensor |
+| >4.8V  | H |   |   |   | H  | EV3 Farbsensor |
+Das Prinzip scheint recht einfach zu sein:
+    * Wenn der Sensor I²C verwendet, sind durch 82kΩ-Pullups die Pins 5 und 6 auf High. Sodann muss eine I²C Kommunikation erfolgreich sein.
+    * Da beim NXT die Pins 2 und 3 beide GND sind und in den Sensoren verbunden sind, zeigt Pin 2 Low einen NXT-Sensor an.
+    * Ist Pin 2 nicht verbunden, was bei allen verfügbaren Sensor-Schaltplänen der Fall ist, und somit nicht Low, dann handelt es sich um einen EV3-Sensor.
+    * Innerhalb der EV3-Familie entscheidet Pin 1 über den Sensor.
+Allerdings passt der Schaltplan des EV3 nicht ganz hierzu. Dort wird Pin 2 durch einen Spannungsteiler von 10kΩ/18kΩ an 5V im unbeschalteten Zustand auf 3.2V eingestellt; dies wäre sinnvoll, wenn die Sensoren drei Fälle durch offenlassen, Verbinden mit Masse und Verbinden mit +5V codieren würden.
+In allen veröffentlichen Schaltplänen für EV3-Sensoren ist jedoch Pin 2 offen, und Pin 1 an Masse, mit der Ausnahme des Schalters (Touch), der Pin 1 über 910Ω an Masse legt.
+Ferner sind die  82kΩ-Pullups für den I²C bereits in der Steuerung vorhanden und nicht auf den Sensoren.
+Zudem sind in der Tabelle zwei Zeilen als redundant wegelassen worden;
+und der EV3-Farbsensor ist ein I²C-Sensor, der Pin 1 auf Low legt.
+Damit der NXT-Helligkeitssensor im EV3 richtig erkannt wird, muss lt. Tabelle Pin 5 auf digital Low liegen.
+Er ist jedoch über 10kΩ mit der Basis eines Transistors verbunden, der weitere 10kΩ parallel liegen.
+Damit ist die Spannung an Pin 5 ca. 2.2V, also digital unbestimmt und nicht Low.
+Somit ist es nicht verwunderlich, dass der EV3 den NXT-Helligkeitssensor nicht erkennt.
+==== RCX-Sensoren ====
 Das Sensor-Interface des RCX kann mit einer 2-Draht Verbindung sowohl passive als auch aktive Sensoren betreiben.
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 dies ist jedoch nicht der Fall, s.u.
-An einem NXT wurden jedoch statisch 4.96V im Leerlauf und 1.24V bei Anschluss von 3.3kΩ gegen Massse gemessen,
-was auf einen Widerstand von 10kΩ gegen +5V schließen läßt und die Beschaltung erheblich vereinfacht.
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 was wohl meistens nicht sinnvoll ist.
+Allerdings wird weder vom NXT noch vom EV3 normalerweise die Stromquelle von 20mA zur Batterie eingeschaltet,
+so dass, wie im folgenden dargestellt, die Verwendung wesentlich einfacher ist.
+==== NXT Sensoren ====
+Messungen ergaben, dass an Pin 1 statisch 4.96V im Leerlauf und 1.24V bei Anschluss von 3.3kΩ gegen Massse vorliegen,
+was auf einen Widerstand von 10kΩ gegen +5V schließen läßt.
+Da zudem von den veröffentlichten Schaltungen nur der NXT Ultraschall-Sensor die Versorgung über Pin 1 wegen der höheren Spannung verwendet, könnte es sein, dass diese Feature gar nicht mehr vorhanden ist. Es konnte auch im eingebauten Sequenzer, bei dem auf Port 4 der Ultraschallsensor liegt, keine höhere Spannung als 5V beobachtet werden.
+Daher wird angenommen, dass dieses Feature gar nicht (mehr) bestückt ist und Pin 1 immer mit 10kΩ statisch gegen 5V angeschlossen ist.
+Das vereinfacht die Erstellung eigener Sensoren erheblich.
+Beispielsweise kann mit einem LM335 eine Ausgangsspannung von 10mV/K, also von 2.93V für 20°C, erzeugt werden;
+das entspricht einem Messwert von 600.
+Die Auflösung ist recht genau 0.5°C.
+Erweitert man einen Operationsverstärker wie den LM324 mit einem Feldeffekttransistor wie dem BS170 oder 2N7000,
+dann kann der gesamte Spannungbereich von 0 bis 5V verwendet werden.
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 Ist, wie beim NXT experimentiell ermittelt, `U_v=5V` und damit gleich der Referenzspannung des A/D-Wandlers,
 dann ist der angezeigte Wert `alpha = 1024*R_x/(R_x+R_v)` mit `R_v`=10kΩ.
-=== Spannungsmessung ===
-Wenn

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