Kasutaja tarvikud

Lehe tööriistad


kursused:tee_ise

Kursus "Tee ise"

Tegu on TTÜ Robotiklubi poolt korraldatavate talgutega mille käigus ehitavad 3-4 liikmelised huviliste grupid oma kuludega roboti. Robotiklubi poolt on skeemid, töövahendid ja juhendamine. Töö toimub ühe-nädalaste etappidena 2007 aasta veebruarist aprilli alguseni - kokku 8-10 nädalat. Toimumiskohaks on Robotiklubi ruum ja TTÜ arvutiklassid. Kodulehel on saadaval ajakava ja igaks etapiks vajalik materjal. Projekt on tänaseks lõppenud.

Ajakava

Teema Aeg Koht Juhendajad
1. Sissejuhatus 05.02 18:00 kõik V-407A
2. Modelleerimine 1 12.02 18:00 kõik grupid V-303 Erki Leitaru
3. Modelleerimine 2 19.02 18:30 kõik grupid V-303 Erki Leitaru
4. Elektriskeemi koostamine 26.02 18:30 kõik grupid V-303 Mikk Leini, Erki Leitaru
5. Trükkplaadi valmistamine 05.03 18:30 esmaspäeva, 08.03 18:30 neljapäeva grupid V-407A Mikk Leini
6. Trükkplaadi jootmine 1 12.03 18:30 esmaspäeva, 15.03 18:30 neljapäeva grupid V-407A Martin Allik, Märt Juurma
7. Trükkplaadi jootmine 2 19.03 18:30 esmaspäeva, 22.03 18:30 neljapäeva grupid V-407A Peeter Salong, Mikk Leini
8. Mehaaniline kokkupanek 26.03 18:30 esmaspäeva, 29.03 18:30 neljapäeva grupid V-407A Martin Allik, Märt Juurma
9. Funktsionaalne programmeerimine 02.04 18:30 kõik grupid V-407A Lauri Kirikal, Peeter Salong
10. Algoritmi programmeerimine 09.04 18:30 kõik grupid V-407A Lauri Kirikal, Peeter Salong
Varutund 16.04 18:30 kõik grupid V-407A

Etapid

1. Materjalide muretsemine

Peamine komponent roboti ehitamisel on sõitev platvorm, millele pannakse peale mõistus ja sensorid. Ehitus-lihtsuse huvides tulevad platvormina kasutusele valmis mootorite ja ülekannetega mänguautod. Elektriskeemist lähtuvalt võib valida nii ühe keerava ja ühe vedava sillaga kui diferentsiaalveoga autode vahel. Pole oluline kas ohverdada juhtmega või raadioteel juhitav auto - üleliigne läheb igal juhul eemaldamisele.

Tähtis on auto elektrienergia allikas: see peab olema pingega 6 kuni 12 volti, mahtuvusega vähemalt 1000mAh ja kestma pideva sõitmise korral ühe tunni. Mõistlik on patareide asemel akusid kasutada. Kui autol puuduvad akud siis odavaim variant on osta sellele eraldi pliiaku. Võib kasutada ka liitium- või nikkelakusid, mis sobivad patareide pesasse, kuid need on kallimad ja vajavad spetsiaalset laadijat. Akude puhul ja eriti pliiaku puhul tuleb arvestada nende kaaluga - peale laotuna peab auto sõita suutma.

Auto ja aku täpsem valimine jääb iga grupi enda otsustada. Ülejäänud komponendid on kõigile ühtemoodi vajalikud. Komponentide nimekiri asub allalaetavas Exceli tabelis, kus on kirjas ka nende ostu koht. Iga komponendi puhul on välja toodud odavaim ja alternatiivne allikas. Kui võimalus on, võib kasutada ka olemasolevaid või mujalt leitud komponente. Autot läheb vaja kolmandaks (Modelleerimine) etapiks, trükkplaati viiendaks(Trükkplaadi valmistamine) ülejäänuid kuuendaks (Jootmine).

Komponentide nimekiri

2-3. Modelleerimine

Kasutusel on 3D CAD tarkvara SolidEdge.

4. Elektriskeemi koostamine

Elektriskeemid on tehtud Eagle nimelise vabavara programmiga. Vabavara versioon programmist on trükkplaadi füüsilise suuruse piiranguga kuid piisav antud projektiks. Trükkplaat on kavandatud ühepoolsena ja mõningate traadist sildadega üle radade.

Ühendusskeem Komponentide paigutus Trükkplaat
Ühendusskeem Komponentide paigutus Trükkplaat

Skeemi üks põhilisemaid osi on 2 H-silda. Need on planeeritud võimalikult lihtsad, odavad ja töökindlad. Skeem H-sillaks on Steve Bolt-i loodud. Paraku tekkis töökindlusega mõningaid probleeme - sellest järgnevates etappides.

:!: Nagu lubatud, siis nüüd sai välja uuritud meetod kuidas plaadi peal auke väiksemaks saada. Selleks on Eagle-l kaasas spetsiaalne ULP (User Language Program). Protsess näeb siis sedasi välja: avate plaadi faili, lähete Control Panelisse, avate seal User Language Program puu ja valite hiire teise nupuga „drill-aid.ulp“ peal valiku „Run in board“. Edasi küsitakse kui peenikesi auke soovite ja ongi voila. See asi teeb iga augu peale ringi - nii, et kui plaanis on skeemi veel hiljem muuta siis ei tasuks sellisena seda salvestada.

5. Trükkplaadi valmistamine

Trükkplaadi valmistamine toimub UV fotoresist meetodil. Selleks on tarvis komponentide nimekirjas ettenähtud spetsiaalse fotoresistiga kaotud trükkplaati. Kuna protsess vajab täpset ajastust ja hoolikat tegevust, on igaks juhuks soovitav varuda ka teine trükkplaat. Kiiritus-, ilmutus- ja söövitusvahendid on Robotiklubi poolt. UV meetodiga valmistamisprotsessist loe täpsemalt siit.

6-7. Trükkplaadi jootmine

Enne jootmist tuleb trükkplaat atsetooniga puhastada fotoresistist ja seejärel tehnilise piiritusega atsetoonist. Trükkplaadi rajad tuleb katta tinakihiga, ilma auke tina täis ajamata. Seejärel on mõistlik joota kõik pindliides (SMD) komponendid ning viimasena jalgadega komponendid.

Sellest tunnist sai õpitud, et jootevedelikuga ei maksa liiale minna. Seda tuleks kanda pindadele vahetult enne jootmist, mitte korraga üle terve plaadi. Kui kaetud pinda kohe jootma ei hakata, siis tõmbub vedelik valgeks elektrit juhtivaks kihiks, mida saab eemaldada ainult piiritusega.

Toimus ka üks muudatus: esialgu mitte-kavandatuna tuli H-sildade sisendid läbi takisti maha ühendada. Kohad takistiteks olid montaašiskeemile vähemalt planeeritud. Põhjus seisneb käesoleva skeemi H-silla eripäras - selle sisendeid ei tohi jätta „õhku rippuma“, vaid peavad olema kas loogilises nullis või ühes. Takistid tagasid piisavalt nullilähedase pinge, kuigi nad on väikseks lisakoormuseks kontrolleri väljunditele.

8. Mehhaaniline kokkupanek

Kuna kõigil gruppidel on erinevad sõiduvahendid, tuleb igalühel improviseerida trükkplaadi paigutamisel sõidukile ja sensorite kinnitamisel.

9. Funktsionaalne programmeerimine

Programmeerimiseks valmistumisel tuli lasta plaati vool ja jälgida selle tegevust. See oli ühtlasi ka esimene „tõe hetk“. Antud projekti käigus avaldus sel hetkel palju vigu. Enamustel olid rajad kas kuskilt elektriliselt koos või katkestatud. Peale esmaste vigade parandamist läks aga „kärsatamiseks“. Selgus tõsiasi, et toiteplokkide ja arvutite maad on erineva potensiaaliga. Kui skeemi toide võeti toiteplokist ja sellele ühendati külge programmeerimise kaabel siis kõrbes maha 2 kontrollerit ja üks programmaator. Edaspidi kasutasime toiteks ainult akusid.

Ilmsiks tuli ka selline skeemi omapära, et kui toitepinget tõsteti üle 6 voldi, kasvas H-sillas voolutarve lausa eksponentsiaalselt. 8V juures oli voolutarve isegi ilma mootori küljes olekuta 600mA, kuigi koos mootorist tarbijaga oleks normaalne 100mA. Kogu vool läks transistoride kuumenemiseks. Põhjusi kahjuks öelda ei oska. Natuke parandab olukorda sisendeid maha ühendavate takistite eemaldamine, kuid mitte oluliselt. Tuleb siiski jääda esialgse planeeritud ja ennast tõestanud 6V juurde.

10. Programmeerimine

Korraldajad

Kontaktandmed leiab siit. Fotod projekti tegemistest leiab siit galeriist.

kursused/tee_ise.txt · Viimati muutnud: 2008/10/09 03:06 persoon mikk