Kasutaja tarvikud

Lehe tööriistad


projektid:voistlusrobotid:robotex:2007:viplala

Robotex 2007 võistkond "Viplala"

Lahenduse kirjeldus

Robot sõidab köieni, haarab köiest, ronib üles ja jääb seisma.

Sõit

Köieni sõitmine: alguses sõidab robot stardipositsioonist platsi nurgas platsi pikiteljeni, siis pöörab ennast köie poole ja sõidab täiskiirusega edasi. Stardipositsioonis on robot suunatud pööramiskoha poole. Roboti küljes on laser, mis on suunatud köie poole siis, kui robot on algpositsioonil õige nurga all. Startides hakkab robot aega mõõtma ning teatud aja pärast alustab pööramist. Pööramine käib lihtsalt – kahest veomootorist ühe pinget vähendatakse, mille tagajärjel roboti üks veoratas aeglustub ning robot pöörabki. Nii pööramise stardihetk, pööramise kestus kui ka aeglasema ratta pinge on katse-eksituse meetodil leitud ja programmiliselt paika pandud. Pärast pööret sõidab robot täie hooga köie poole. Ebaühtlasest kaalujaotusest tingitud suurema koormusega ühele rattale ning sellest tulenev ühe ratta aeglasem pöörlemine on samuti programmi abil korrigeeritud.

Köie leidmine

Roboti eesosas on traadid, mis suunavad köie ronimisrataste vahele isegi siis, kui robot on pisut mööda sihitud. Ronimisrataste juures on lüliti köie ära tundmiseks. Kui köis läheb vastu lülitit, siis on köis ronimisrataste vahel. See on õige hetk sõidumootorite väljalülitamiseks ja köie haaramiseks.

Köie haaramine

Köie haaramiseks pole vaja muud, kui ronimisrattaid ringi ajada. Ühe ratta külge on kinnitatud traadijupp, mis töötab justkui splint käsigranaadi päästikumehhanismis. See ratas on enne sõidu algust teisest rattast eemale tõmmatud ja läbi kinnitusaugu torgatud kõver traadijupp hoiab ratast paigal. Kui ratas pöörlema panna, siis tõmmatakse traat august välja ning ronimisrattad lähevad pingule tõmmatud vedrude jõul kiiresti kokku. Köis jääb ronimisrataste vahele ja rattad pöörlevad, tõstes robotit kõrgemale.

Peatuskoha leidmine

Kuigi köie ülemises osas on läikiv riie, ei suuda robot seda ära tunda. Selle asemel loeb robot ronimisrataste sooritatud pöördeid ning peatub, kui rattad on piisavalt palju pöördeid teinud. Pöörete lugemiseks on ühe ratta külge torgatud neli takistit, seega loetakse tegelikult veerandpöördeid. Kui ratas pöörleb, siis lähevad takistid optopaari vahelt läbi, takistades korraks valguse liikumist valgusdioodi ja fototransistori vahel. Programmis ette määratud veerandpöörete järel jääb robot seisma.

Peatumine ja köie küljes paigal seismine

Robot on liiga raske, et ronimismootorite välja lülitades lihtsalt seisma jääda. Ta hakkaks lihtsalt tagasi alla veerema, seejuures genereerides negatiivset pinget. Seega peab paigalseismiseks ronimismootoritele pisut pinget andma. Kuna mootoreid lülitatakse sisse-välja releega ning seetõttu ei saa lihtsalt täispingest väiksemat pinget mootoritele anda, peab robot madalamat keskmist pinget tekitama releed klõpsutades. Oleks robotil kiiretoimeline relee, siis saaks niimoodi robotit täiesti stabiilselt paigal hoida, sest ka mootoritel on teatud inerts. Meie robotil oli suhteliselt aeglane relee ning igaks juhuks ei hakanud seda ka piiripealse kiirusega klõpsutama, seega robot küll seisis köie otsas paigal, kuid värises ja jõnksus.

Toitepinged

Igaks juhuks tegime robotile võimaluse kiireks ronimismootorite toitepinge vahetamiseks. Lüliti abil on võimalik ronimismootorite toiteks valida neljast või kuuest elemendist koosnevat akupakki. Esimesel juhul langeks kasutatud 12V mootoritele 14-16V pinget, teisel juhul 22-25V. Selle tõttu pidime lisama ka programmi kaks võimalust, kuidas ennast lõpus paigal hoida. Paigalseismise pinge peab ju samaks jääma.

Kõrvalejäänud variandid

Esialgu oli plaanis roboti positsioneerimiseks kasutada optilist hiirt, aga tekkisid probleemid, mis panid sellest ideest loobuma. Esiteks selgus, et ühe hiirega pole seda võimalik realiseerida, sest hiir ei tuvasta ümber oma telje pöörlemist. Teine probleem, mille tõttu lõpuks otsustasime muid lahendusi otsida, tulenes optilise hiire sees oleva mikrokontrolleri aeglusest. Nimelt ei suutnud optiline hiir kiirustel 1 m/s enam distantsi õigesti mõõta. Kuna roboti liigutamine poole kiirusega ei tulnud kõne allagi, siis otsustasime trajektoori kindlalt sisse programmeerida ning selleks sensoreid mitte kasutada.

Mehhaanika osas oli esialgu kavas sõita ja ronida samade ratastega. Üritasime teha mehhanismi, kus sõidumootorid pöörduvad pärast köie leidmist nii, et haaravad köiest kinni. Liigse keerukuse ja vähese aja tõttu otsustasime lõpuks lihtsama variandi kasuks, kus mootoreid ja rattaid (ja seega ka massi) on rohkem, kuid mehhaanika on lihtne ja töökindel.

Tehnilised parameetrid

Mõõdud 360x250x340 mm
Kaal 2,7 g
Sõidu kiirus ~5 s
Ronimise kiirus ~2,5 s
Ülesande täitmise aeg ~7,5 s

Skeemid

Roboti elektriskeem

Joonisel on punased juhtmed positiivse pinge all, mustad on maandatud ja sinised on signaalijuhtmed.

Lõppvariandi peamise mikrokontrolleri (ATmega8) plaadi võtsime ühelt projekt_t robotilt. Sõidumootorite draiverid olid rk2 robotilt võetud plaadil.

Komponendid

Komponent Kogus Hind Summa
Lõppvariandis kasutatud
Suured rattad ronimiseks (diameeter pärast treimist 80 mm) 2 45,00 90,00
Mootorid (Motor DME38B6HPA-12V, 4700 r/min, 7,2W, 0.015 Nm) 2 897,15 897,15
Reduktorid (50:1) 2 597,22 1194,44
Poldid ja mutrid, 3 mm puur - - 342,00
Kolmnurk- ja U-profiiliga alumiiniumlatid (10-30 mm laiusega) - Olid olemas
Pleksiklaas 1 Oli olemas
Sõidumootorite juhtimise plaat 1 Saadud rk2 robotilt
Peamise mikrokontrolleri (ATmega8) plaat 1 Saadud projekt_t robotilt
Vedrud ronimisrataste kokkutõmbamiseks (50-100 mm pikad) 6 21,00 126,00
LiPo akud (7,4 V, 800 mAh) 6 290,00 1740,05
Pistikupesad 1×36 (2,54 mm sammuga, juhtmeotste tegemiseks) 3 59,80 179,40
Lülitid ? ? 50,00
Relee 1 48,20 48,20
Kokku: 4667,24
Vahepealsed- ja varuvariandid
Varumootor (Motor DME38B6HPA-12V, 4700 r/min, 7,2W, 0,015 Nm) 1 859,65 859,65
Varukomponendid (transistorid, potentsiomeetrid, kondensaatorid ja pistikupesad - - 109,11
Mootorid (DME33B6HPA-12V 3700 r/min, 3 W, 0,008 Nm) (need mootorid olid lõpuks Robotex 2007 võistkond "Enigma" robotil, meie saime vastutasuks nende mootorid) 2 405,39 810,78
Mootori draiver koos juurdekuuluvaga, LEDid, NiCd akud (lõpuks kasutusel ainult LEDid) 1 599,50 599,50
Väikesed rattad (lõpuks jäid kasutamata) 2 35,00 70,00
Peamise mikrokontrolleri (ATmega128) plaat 1 Oli olemas
Optiline hiir (lõpplahenduses kasutust ei leidnud) 1 150,00 150,00
Uus mootori draiver läbipõlenu asendamiseks; 1A, 4A ja 10A kaitsmed - - 135,00
Pingeregulaator ja kondensaatorid - - 76,60
Kahepoolne trükkplaat pingeregulaatori jaoks 1 74,20 74,20
Uued ronimisrattad (liiga suured, ei kasutanud) 2 94,50 189,00
Potentsiomeeter 1 17,00 17,00
Varureleed 3 46,5 139,50
Kokku: 3230,34

Failid

Fotod

Oops, aga mitte muhvigi ei leitud.

Tegijad

projektid/voistlusrobotid/robotex/2007/viplala.txt · Viimati muutnud: 2016/09/03 15:44 persoon raivo.riiel