Einige technische Details:

Wie man auf dem Plan erkennt, haben wir von Anfang an auf ein modulares System gebaut. Dieses wurde auch konsequent eingehalten, indem die einzelnen Module auf seperaten Platinen aufgebaut wurden. Hierdurch konnten wir auch sehr schnell noch die Probleme lösen, die beim ersten vollständigen Probelauf auftraten. Dieser Plan entspricht der vorgesehenen Maximallösung, die sogar einem Mikrokontroller vorsah. Der Mikrokontroller bot sich zwar zur Lösung des Problems an, da ja immer der gleiche Aufbau der Wettkampfbahn vorhanden war; aber da einerseits die genauen Angaben zur Bahn erst sehr spät feststanden und andererseits das vorhandene Mikrokontrollerboard mit einem 8085 von Jörn mit 300mA zuviel Strom benötigte, entschlossen wir uns zunächst erst mal alles analog aufzubauen mit der Option ggf. einen Mikrokontroller später noch zu integrieren. Dieses wurde aber nachher wegen Zeitmangels nicht mehr durchgeführt. Nur unsere schärfsten Gegner haben im Wettkampf einen 80535 (von Siemens) eingesetzt.

Der Motorrichtungsumsteller besteht aus einer Vollbrücken-Schaltung mit vier N-Kanal-MOS-Leistungstransistoren ( BUZ11 ). Einfacher wäre natürlich die Verwendung eines symmetrischen N-/P-Kanal Transistorpaares gewesen; da aber aufgrund der heutigen Halbleitertechnologie nur die NMOS mit einem niedrigem Durchgangswiderstand hergestellt werden können, kamen nur diese Typen wegen der geringeren Verlustleistung in Frage. Als Nachteil kommt dann die aufwendigere Ansteuerung der Transistoren auf der Seite zur positiven Spannung hinzu, denn dort bedarf es einer großeren Hilfsspannung, um diese Transistoren gegenüber der Motorspannung voll durchzuschalten. Wegen der unterschiedlichen Potentiale der Transistoren erfolgte die Ansteuerung über Optokoppler, welche gleichzeitig so eine Trennung zwischen Steuerkreis und Leistungsstromkreis ermöglicht hätten, wenn nicht nur eine Gesamtversorgungsspannung für die Maschine in den Wettkampfregeln vorgegeben gewesen wäre. Die Ansteuerung des Umschalters geschah direkt aus der Motorsteuerspannung. Diese Motorsteuerspannnung gab bei Werten über 6V eine positive Fahrtrichtung mit der entsprechenden Geschwindigkeit, die sich aus der Spannungsdifferenz zu diesen 6V ergab, vor; bei Spannnungen kleiner 6V galt dasselbe bloß in negativer Fahrtrichtung. Die kleinen Verzögerungsschaltungen mit den OP's sollten zum einem verhindern, daß beim Umschalten ein Kurzschluß zwischen der Motorspannung erfolgte und zum anderen die Umschaltung nicht zu schnell erfolgte, damit die induzierten Spannnungen niedrig blieben.

Hier ist nun der Leistungsteller für den Hauptmotorantrieb zu sehen. Da die Begrenzung der elektrischen Energieversorgung mit 40 W von Beginn an feststand, mußte der größte Verbraucher, der aus zwei E-Motoren bestehende Antrieb, natürlich sehr effizient ausgelegt werden. Deshalb entschiedenen wir uns für eine Pulsbreitenmodulation der Motorspannung. Auch hier kam der N-Kanal-MOSFET-Leistungstransistor BUZ11 zum Einsatz. Die Pulsbreitenerzeugung geschah durch eine Sägezahn-Spannung, die mit der vorgegebenen Steuerspannung durch einen Komperator verglichen wurde so ein Pulsbreitenssignal von 0..100% entstand. Für die Ansteuerung des Leistungstransistors wurde wie schon oben erwähnt eine größere Hilfsspannung verwendet. Die Steuerspannung für den Leistungstransistor wurde mit einer Extraschaltung aus der Motorsteuerspannung mit Hilfe einer OP-Schaltung, die aus einem Präzisionsgleichrichter mit einer Offsetspannung von 6V bestand, gewonnen.

Eine weitere mögliche Verbesserung wäre natürlich den Leistungssteller und den Motorumschalter zu kombinieren, so daß der Strom nicht durch den zusätzlichen Transistor fließen müßte.

Für die kleineren Aktoren ( Greifer, Greifarm und Ausgleichsgewicht ) kamen einfache Standardservos aus dem Modellbaubereich zum Einsatz. Da für die Ansteuerung kein IC zur Verfügung stand, mußten wir eine eigenen Entwicklung starten. Als Anhaltspunkt diente der Schaltplan aus "302 Schaltungen", die aber nur als Testschaltung in Frage kommen kann, weil sie durch die Poti Das Ansteuersignal für die Servos besteht aus einem Pulsbreitensignal mit einer Grundfrequenz von 40 Hz (=25ms) mit einem High-Impuls von 1ms bis 2ms, welche jeweils den rechten und linken Vollausschlag des Servos auslösen. Wegen der gro en Zeitunterschiede (25:1ms) kam nur ein Doppeltimer in Frage, bei dem der erste Timer (25ms) den zweiten (1..2ms) triggert. Dies wurde mit dem Doppeltimerbaustein NE556 (=2*NE555) realisiert; die Steuerung des zweiten Timers erfolgte mit einer Spannung, die an dem interen Komperator angelegt wurde. Um eine lineare Pulsbreitenmodulation des High-Impulses mit der Spannung zu erreichen, wurde abweichend von der sonst üblichen Konstantspannungsladung des zeitbestimmenden Kondensator hier eine Konstantstromladung mit dem Transistor gewählt. Mit dem Poti kam noch eine Mitteneinstellung des Potis vorgenommen werden, da nicht alle Potis völlig identische Zeitkonstanten haben.