Nanosumo QUATRO-Robot wielozadaniowy

[NanoBot]

Chciałbym zaprezentować konstrukcję malutkiego robota o nazwie Quatro. Budowa przebiegała etapami i trwała łącznie ok. 6 miesięcy. Pierwszym etapem było zbudowanie robota klasy Nanosumo. Prace w tym kierunku zakończyły się sukcesem w niespodziewanie szybkim czasie, dlatego powstał pomysł rozbudowy robota. Z racji, że robot od spodu posiada 3 optyczne czujniki odbiciowe, postanowiłem napisać program do linefollower’a. Od tej pory robot spełniał już 2 zadania. Widząc ogromny potencjał, który posiada malutka platforma, postanowiłem wykorzystać ją w jeszcze jeden sposób. Nad ogniwem zasilającym umieściłem transceiver i zbudowałem nadajnik. Za jego pomocą, dzięki wykorzystaniu potencjometrów oraz przycisków, można było zdalnie sterować robotem na kilka różnych sposobów. Miesiąc później Quatro był już sterowany z klawiatury telefonu z wybieraniem tonowym DTMF i posiadał kolejny moduł nad transceiver’em. Jego zadanie było stricte pokazowe i miało na celu przypominać pojazd uprzywilejowany.

W maju br. roku do robota wprowadziłem komunikację dwukierunkową, a nadajnik radiowy został wyposażony w graficzny wyświetlacz LCD. Następnie wymieniłem silniki i dalmierze oraz płytkę PCB, na której znajduje się ogniwo zasilające. Kolejną funkcją jest sterowanie robotem za pomocą bezprzewodowej myszki optycznej.

Reasumując robot posiada następujące funkcje:

• Nanosumo
• Linefollower
• Zdalnie sterowany za pomocą nadajnika radiowego
• Zdalnie sterowany z wykorzystaniem telefonu komórkowego
• Zdalnie sterowany przez zmodyfikowaną komputerową mysz optyczną
• Robot jak również pozostałe elementy są przystosowane do rozbudowy i tworzą zestaw dydaktyczny.

Nanosumo

Robot tej klasy musi spełniać kilka zasad. Jego wymiary nie mogą przekraczać 25mm*25mm*25mm. Quatro mieści się oczywiście w tych granicach, jednak bez PCB z modułem radiowym, który jest mu zupełnie niepotrzebny podczas walki na ringu, a jego obecność mogłaby stwarzać pewne kontrowersje. Waga robota nie powinna przekraczać 25g. Ten warunek także jest spełniony. Pozostałe zasady są takie same jak w większych klasach sumo i nie widzę potrzeby ich tu wymieniać.

Orientację na ringu robotowi zapewniają trzy optyczne dalmierze. Ich elementem wykonawczym są

HSDL-9100 współpracujące z układami APDS-9700. Oba te komponenty zawdzięczam firmie WObit i chcę je polecić wszystkim szukającym miniaturowego dalmierza o zasięgu nawet do 20cm . Elementy te znajdują się na PCB pod ogniwem li-ion. Od spodu umieszczone są trzy optyczne odbiciowe czujniki linii. Dwa z przodu i jeden z tyłu. Algorytm jest standardowy, tu nie wymyśliłem nic specjalnego.

Linefollower

Do wykrywania linii robocik wykorzystuje dwa przednie czujniki. Ze względów konstrukcyjnych robot jeździ po czarnym podłożu wzdłuż białej linii. Jest to spowodowane sposobem wykonania układu przerwań, który jest przystosowany do walk na dohyo. Oczywiście można nie wykorzystywać przerwań , jednak spowolni to przejazd po linii.

Nadajnik

Zdjęcie przedstawia obecną wersję nadajnika. Zielonym kolorem zaznaczone są guziki, za pomocą których można sterować robotem oraz po wybraniu odpowiedniej kombinacji, jego funkcjami. Czerwony kolor wskazuje gałki potencjometrów suwakowych. Lewy potencjometr służy do proporcjonalnego sterowania lewym kołem, prawy potencjometr analogicznie. W prawym, dolnym rogu, żółtym kolorem zaznaczony jest mikrofon, który odbiera sygnał DTMF. Diody LED zaznaczone jasnoniebieską obwódkami pokazują kierunek obrotu kół. Srebrna gałka potencjometru, na środku, służy do sterowania prędkością robota podczas używania guzików. Wartość jaką wybraliśmy za jej pomocą, można kontrolować na wyświetlaczu. Jest zaznaczona kolorem zielonym. Kolor czerwony i fioletowy pokazują odpowiednio stany czujników linii oraz dalmierza. Kolorem żółtym zaznaczone jest dwadzieścia dziewięć strzałek. Są to wskaźniki funkcji, o której wcześniej nie wspomniałem. Mianowicie robot może wykonywać cyklicznie wcześniej zaprogramowane ruchy. Ich kierunek wskazują właśnie te strzałki. Wykonywany aktualnie ruch jest negowany na wyświetlaczu.

Mysz komputerowa

Nie będę umieszczał jej zdjęcia, gdyż niczym się ona nie różni od zwykłej myszy komputerowej na USB. Modyfikacje polegały jedynie na usunięciu jednego z układów scalonych, umieszczeniu wewnątrz transceiver’a, akumulatora i oczywiście mikrokontrolera jakim jest ATmega8l. Do kontroli przemieszczenia użyłem sensora PAN3101. Wykorzystałem także trzy przyciski. Jeden do zatrzymania i dwa do kontroli prędkości robota.

DTMF

Sterowanie za pomocą telefonu odbywa się w najprostszy sposób. Należy przyłożyć słuchawkę telefonu do mikrofonu umieszczonego na nadajniku i wybrać odpowiedni klawisz.

• 2-przód
• 4-lewo
• 6-prawo
• 8-tył
• 1,3,7,9-po skosie
• *-szybciej
• #-wolniej
• 5,0-inne rzadko używane funkcje

Dekodowaniem sygnału DTMF zajmuje się układ CM8870.

Konstrukcja

Robot zbudowany jest w formie „kanapki”. Obecnie składa się z czterech dwustronnych płytek PCB. Na dolnej płycie umieszczone są czujniki linii i napęd oraz niezbędne podzespoły takie jak sterownik silników. Płytka druga mieści procesor ATMEGA8L, złącze do programowania i komunikacji z modułem radiowym. Dalmierze, kontrola zasilania, gniazdo na ogniwo zasilające oraz układ resetu znajdują się na trzeciej płycie PCB. Ostatnia, umieszczona na samej górze płytka PCB, mieści moduł radiowy i jest przystosowana do rozbudowy robota o kolejne płytki.

• 1-dalmierz
• 2-silnik
• 3-złącze do programatora
• 4-moduł radiowy
• 5-ogniwo zasilające
• 6-czujnik linii
• 7-reset
• 8-koło i przekładnia
• 9-połączenie modułu radiowego z mikrokontrolerem

[Sabre]

Doczekałem się 🙂 , dziękuję za dotrzymanie obietnicy. Robot jest niesamowity, miałem okazję go podziwiać na zawodach Sumochallenge 2009 i zrobił na mnie ogromne wrażenie. Wiem, że to jest bardzo delikatna konstrukcja, ale jeśli teraz robicie takie cudo to co będzie dalej? Czy macie w planach budowę jakiegoś innego typu robota?

[Decado]

Coś pięknego ;D. Jestem pełen podziwu dla Ciebie że coś takiego stworzyłeś. Tyle funkcji w tak małej istocie... 🙂

[NanoBot]

Pomysłów na kolejne konstrukcje jest oczywiście bardzo dużo jednak czas nie pozwala na ich realizację. W najbliższym czasie postaram się przystąpić do budowy robota jeszcze nieco mniejszego. Jakie dokładnie będzie miał rozmiary, to się okaże w trakcie pracy.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Deimos]

Nie wiem jak ty tego tam napakowałeś 🤯 , ale jestem pełen podziwu 😅 . Piwo dla Ciebie. 😎

[pawel]

Trzeba przyznać, że ten robot jest niesamowity. Na zdjęciach widać, że wszystko jest idealnie dopasowane, co świadczy o dobrym projekcie.

[Mihau]

Mi się bardzo podoba przekładnia i kołka.

Skąd wziąłeś wszystkie elementy napędu? I czy robot brał udział w walkach?

[NanoBot]

Przekładnie pochodzą ze starych zabawek. Trudno określić z jakich. Silniki można zakupić w firmie WObit.

Tak, robot jako Nanosumo zmierzył się z robotem Bardziej oraz Saper. Przeprowadzone było kilka walk, które niestety przeważnie przegrywał. Przewagę przeciwnikom dawała zdecydowanie lepsza przyczepność.

[olimek]

O Człowieku ale ci powiem że to co stworzyłeś to mistrzostwo świata!

//Treker// Wystarczy jeden wykrzyknik, a nie 15.

[Daniel93]

Jestem pod wielkim wrażeniem - to prawie chirurgiczna robota!

[david19o2]

Super, ja bym takiego małego cudeńka w życiu nie zrobił.

specjalnie wziąłeś monetę pięciozłotową z 2009 roku??? xD 😅

[grabo]

Pełen szacunek za ten projekt! Na mnie zadziałał bardzo inspirująco! Pozdrawiam i szczerze gratuluję 🙂

[nes86]

Czy mógłbyś podać dokładne (wszystkie) wymiary ringu dla nanosumo, bo chcę taki zrobić dla siebie a nie mogę nigdzie znaleść tych wymiarów?

[Le_Cheque]

Proszę bardzo 😉

http://www.balticrobotsumo.org/read_write/file/International_Robot_Sumo_rules.pdf

[Mihau]

Hm... nie mogę znaleźć tych dalmierzy w ofercie MObota. Mógłbyś podać bezpośredni link?

I jeszcze jedno pytanko - co to za czujniki linii? To są TCRT1000? Jakoś tak mi podobnie wyglądały na zawodach.