Elektroniczny kompas, Żyroskop... Łódź na konkurs

[Kangurek]

Witam, otóż biorę udział w konkursie fizycznym polegajacym na zbudowaniu łodzi. Będzie to polegało na jaknajszybszym dotarciu do celu a później zawróceniu i dopłynięciu do lini startu. Łodzie będą płynąć po linii prostej 25m w jedną stronę. Wpadłem na pomysł żeby dać mu jakies czujniki i jak dopłynie do ściany to zawróci ale tu sie pojawia problem... Co zrobić żeby płynął mniej więcej prosto (bo całkiem prosto to właściwie prawie nie możliwe) i po dopłynięciu do ściany zawrócił o 180 stopni i dopłynął do mnie? Myślałem o zastosowaniu jakiegoś żyroskopu lub kompasu elektronicznego ale nie wiem na ile to jest dobre. Myślę że łódź będzie sterowana mikroprocesorem z jednym silniczkiem dzieki któremu będzie pływała i drugim dzieki któremu będzie skręcała. Nie znam się za bardzo na żyroskopach czy kompasach elektronicznych więc też nie mam pojęcia jak miało by to być podłączone. Myślę żeby zastosować takie coś ( http://www.nikomp.com.pl/zestawyK/K-1640.htm ) i jak czujnik wykryje ścianę to da sygnał do mikroprocesora, uC uruchomi silniczek do skrętu i zacznie skręcać i jak zaświeci się dioda np na Północ to wtedy przestanie skręcać i będzie się starał wyrównać do tego kierunku.

Proszę o pomoc i cierpliwość.

PS. Łódź będzie zasilana tylko i wyłącznie bateriami (nie akumulatorkami; wymogi konkursu) będzie z depromu i jej wielkość wynosi około 20 cm.

[lukpep]

rozumiem, ze lodz ma byc autonomiczna? Zadne sterowanie nie wchodzi w rachube?

Proponuje rzecz prostsza:

Dwa serwa - jedno przerobione na silnik DC i sterowanie z PWMa, drugie nie przerobione i odpowiedzialne za ster - nie zaden boczny silnik tylko tak jak jest to w normalnych lodziach, motorowkach czy rowerach wodnych - maly kawalek deseczku ustawiany rownolegle do toru ruchu badz przestawiony na boki w celu skretu (pewnie ma to swoja nazwe, ktorej nie znam 😉 ).

Do tego krancowka zeby lodz wiedziala kiedy stuknie w drugi brzeg i ma zawrocic. Jezeli zawody na jakims basenie itp to fal nie powinno byc i zwykle sterowanie 'na pamiec' zda egzamin

[Kaytec]

Można też wykorzystać słońce jako element "pozycyjny", jeżeli nie da się zrobić żeby łódź płynęła prosto (fale itp), taki słoneczny światłolub, z obracanymi czujnikami.

[Nawyk]

lukpep, zauważ, że jeśli w okolicy będą płynąć inne statki, to mogą one generować fale. Moim zdaniem, bez korygowania kursu się nie obędzie.

Ja do napędu proponował bym jednak dwie niezależne śruby oddalone nieco od siebie. Plusem jest banalna instalacja i sterowanie, ponadto przy zawracaniu można wykorzystać bieg wsteczny jednej ze śrub (obrót w miejscu, jeśli nie będzie możliwości "opłynięcia").

Napisz coś więcej na temat warunków jakie tam będą panować, czy tor będzie ograniczony np. basenowymi linkami z pływakami (jeśli tak, to jaka szerokość? Czy łódź da radę zawrócić półkolem, czy musi w miejscu?)

Algorytm nie powinien być niczym skomplikowanym. Przez cały czas sprawdzasz kurs o określonej tolerancji (zmienna1 - zmienna2) dobrany doświadczalnie, jeśli następuje zmiana kierunku większa od niej, to zwalnia lub przyspiesza jedna ze śrub - prawie jak w linefollowerze; w przypadku zetknięcia się z przeszkodą (krańcówka albo dalmierz optyczny), następuje funkcja zawracania o 180 stopni i po chwili powrót na początek programu z nowymi wartościami dla zmiennych 1 i 2 (odpowiednich do nowego kursu).

[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

[Kangurek]

Modele będą rywalizowały na torach długości 25 metrów. Tor bvędzie ograniczony dwoma linkami o średnicy 1 cala oddalonymi od siebie o metr i biegnące przez całą długość toru. Poziom wody będzie wynosił 5 cali poniżej krawędzi zbiornika i będzie mieć minimalną głębokość 3 metrów

Zawody odbędą się na basenie.

Niestety nie wiem czy łódki będą pływały razem ale chyba tak:

Na sygnał dźwiękowy zawodnicy włączają napędy swoich pojazdów i uswawiają je na linii startu. Na kolejny sygnał wypuszczają pojazdy na tor.

[ Dodano: 08 Wrz 09 07:40 ]

Z algorytmem może być jedynie problem z PWM-em bo niestety nie mam czasu a może w chwilach wolnych nie chce mi sie uczyć programowania. Uczę się programować w C, szczerze to nigdy nie uczyłem się programować w BASCOMIE ale każdy robot dotychczas miał program napisany w bascomie, zasadą kopiuj, wklej i tylko modyfikacja portów i stanów czujników tak więc też trochę potrafię programowac w BASCOMIE.

[ Dodano: 08 Wrz 09 07:42 ]

Z serwami może być problem niestety to jest drogi wydatek a obecnie nei mam dość pieniędzy na to... myślę żeby dać zwykłe silniczki (bez przekładni) chyba że będzie potrzebna to wymontuję z robota. Czy te serwa są aż tak potrzebne? Czy dzieki nim lepiej się programuje lub lepiej działają?

[Sabre]

Kangurek, sądząc po zadawanych przez ciebie pytaniach i tym co piszesz, to zadanie ciebie przerasta. Również porównanie motorówki, która ma płynąć po linii prostej do linefollowera jest chybione, ponieważ linefollower jako swojego odnośnika do pozycji używa linii, która kontrastuje z podłożem, łódka czegoś takiego nie ma. Zastosowanie 2 silników w łodzi jest również złym pomysłem, ponieważ wystarczy niewielka różnica w obrotach i już twoja łódka zacznie skręcać. Nie sądzę abyś był w stanie oprogramować jakiś kompas, czy żyroskop. Jedynym rozsądnym pomysłem jaki przychodzi mi do głowy to budowa czegoś w stylu latarni morskiej na obydwu brzegach basenu, mogłyby to być ultradźwięki, albo podczerwień (tak nawet na 25 metrów jest to do zrobienia), lub nawet wiązka taniego bazarowego lasera za 5zł, która na 25m da sporą plamę światła. Przy takiej latarni, twoja łódka bez problemu mogłaby już płynąć po linii prostej w obie strony.

[Kangurek]

hmm..

Po 1. Ja nie porównywałem motorówki do linefollowera.

Po 2. Nie chcę się przechwalać czy coś ale moja koncepcja na początku wyglądała tak:

Zamontować kompas elektroniczny (z tego co wyczytałem to na danych kierunkach zaświeca się dioda) to w zależności w którą stronę świata ma płynąć łódź tak zaprogramować mikroprocesor. Po prostu podpiąć diody do pinów uC i jak zacznie obracać to zaczną się zapalać diody pokazujące S; SW; N więc jak będzie się świecić SW to wie że jeszcze ma skręcać a jak zacznie się świecić NE to tez musi skręcići wyrównać do N. Nie wiem na ile to wypali bo niestety nie wiem w jakich kierunkach jest basen.

A co do podczerwieni to myślę, że to bardzo dobry pomysł tylko nie wiem czy będę mógł takie coś zastosować... A ultradźwięki hmm nie wiem czy nie wyjdzie to trochę za drogo bo kiedys czytałem i taki nadajnik i odbiornik w jednym kodsztuje 60 zł w górę.

[Sabre]

Nie sądzę, żeby rozdzielczość kompasu elektronicznego dała ci dokładność na tyle dużą, żeby wyłapać małą odchyłkę od linii prostej. Skoro nie ma w regulaminie zawodów informacji, że zabrania się używania latarni jako źródła informacji o kierunku to znaczy, że możesz tego użyć. Według mnie najlepszym rozwiązaniem i niejako najszybszym, jest zastosowanie latarni, plus łódź z dwoma silnikami, z czego jeden jest z przodu, drugi z tyłu, z tym, że jedna śruba "pcha", druga "ciągnie", lub w jedną stronę ciągnie jedna, z powrotem druga. Dzięki temu zyskasz na czasie, gdy inni będą zawracać, teoretycznie też wyeliminujesz lub zmniejszysz błąd kierunku. Istnieje też inna możliwość, właśnie jakiś żyro, lub zwykły silniczek wysokoobrotowy z jakimś dyskiem. Rozkręcony dysk i dobrze ustawiona łódź, powinny utrzymać kierunek, ale i tak latarnia będzie dużo dokładniejszym rozwiązaniem.

[Nawyk]

Porównałem taki sposób sterowania do LF, gdyż podobnie jak w LF wykorzystywało by się napięcie odczytywane z poszczególnych kanałów adc do regulowania obrotów poszczególnych silników. Biorąc pod uwagę możliwe nagłe zmiany kierunku (wynikające np. z fal), to trochę jakby LF jechał po minimalnie, ale gwałtownie zmieniającej swój kierunek linii. Być może nie trafiłem z porównaniem, ale w bardzo zbliżony sposób można utrzymywać stały kurs robo-łodzi zaopatrzonej w cyfrowy kompas.

Z oprogramowaniem też nie powinno być problemów, zwłaszcza w porównaniu z dwoma latarniami, które dodatkowo stawiają pod znakiem zapytania dopuszczenie do konkurencji..

Polecam dokumentację np. KM10B..

Chytry pomysł z tymi śrubami z przodu i z tyłu 😉 Pozostaje kwestia sterowania kierunkiem - jeden ster nie wystarczy. Na upartego można ponownie skorzystać z dwóch śrub na rufie i po prostu raz pracować silnikami obracając ich wały np. w lewo ("pchanie" statku), a po spotkaniu przeszkody - w prawo ("ciągnięcie" statku). Inny sposób to 25m żyłki (sklep wędkarski), z jednej strony mocna przyssawka, a z drugiej prosta wyciągarka - robot płynie do ściany, a następnie wraca ściągany wyciągarką 😉

Co do autora tematu - chcesz zrobić coś takiego, a nie masz czasu nauczyć się bascoma? To ile właściwie masz czasu? I z Twojego tłumaczenia podłączenia kompasu wynika, że albo nie chciało Ci się zajrzeć do dokumentacji, albo nie rozumiesz schematu. Te diody to tylko część kolorowej ozdóbki, podobnie jak wzmacniacze i układ do "kontroli" led'ów. Moc układu drzemie w zaledwie dwóch pinach output. Sczytując z nich napięcia (przez np. adc w uC) możesz określić kierunek. Może doczytaj najpierw sam, zanim zaczniesz prosić innych by rozwiązali Twój problem?

//edit

Zapomniał bym - nie wiesz jak zorientowany jest basen względem stron świata? Wystarczy mała kalibracja przed zawodami.

[Kangurek]

Z dwoma silnikami to juz myslalem wczoraj w szkole. Łódź wtedy miała by kształt kanadyjki (albo puszki po śledziach 😋) mam nawet szkic zrobiony ale jednak nie da się idealnie prosto płynąć więc ster byłby potrzebny a miejsce byłoby tylko po bokach. Po za tym nie mam rozwiązanej sprawy z naprowadzaniem... Co do kompasu to zrozumiałem instrukcję tak że czujnik pola magnetycznego kiedy jest ustawiony na jakis kierunek swiata wysyła odpowiednie napięcie i trzeba ustawić potencjometrem na jakim napięciu jest północ i to zostaje wysłane do wzmacniacza (nie wiem czy dobrze to nazwalem) i tam zostaje sczytane i rozdzielone napiecie na diody. Moim założeniem było sczytanie tego napięcia zaprogramowanie uC na jakim napięciu ma sie kierować (sorki za wyrazenie ale nic innego mi do głowy nie przychodzi 😃) Ale właściwie to ten pomysł chyba odpada... Bo faktycznie myslałem również o tym że mogą być małe odchyły ale dzis wracajac ze szkoly zdalem sobie sprawę że jeśli łódź będzie skręcać o 20 stopni to wystarczy żeby łódź nie ukończyła zawodów.

Dziś się pytałem panią czy mozna dac podczerwien tak jak to sabre napisał ale odpowiedziała mi że nie może być ponieważ to jest wtedy zdalnie sterowane... hmm nie do końca się z tym zgadzam ale jakie argumenty były by dobre gdyby komisja się czepiała? Faktem jest że to nie ja steruje łodzią tylko ona sama (Za pomocą mikroprocesora, ktory jest odpowiednio zaprogramowany) płynie w stronę światła...

Co do BASCOMA. Kiedyś czytałem o PWM ale niestety mój móżdżek nie pojmował tego spróbuje się tego nauczyć bo to przydatne. A czas mam do 15.10.2009 więc jeszcze jest go sporo!

Myślałem o kupieniu dokładnego elektronicznego kompasu ale taki najtanszy ( w sklepie) to 50 zł i po za tym nie mam koncepcji jak miałbym zczytywać pomiar, pewnie musiałbym go rozkręcić albo coś...

Zorientuję się trochę bardziej w tej sprawie, zbuduję prowizoryczną łódź z napędem z przodu i z tyłu przetestuję ją na pobliskim stawie i zobaczę. Cóż najwyżej zdobędę więcej doświadczenia w tej sprawie.

[ Dodano: 09 Wrz 09 03:07 ]

Jutro zacznę budować łódź i postaram się zrobić ten kompas i tez go przetestuje.

[ Dodano: 09 Wrz 09 03:19 ]

O żyroskopie też tak sobie myslę że przez komisje będzie to uznane za plus ale narazie nie umię pojąć jak ona ma naprowadzać kierunek... właśnie czytam na ten temat.

[ Dodano: 09 Wrz 09 03:26 ]

a teraz mi przyszedł pomysł do głowy mam silniczki z firmy tamiya i one są razem połączone może zrobić coś takiego że siła napędowa będzie na środku łodzi? tzn śruby będą po bokach

Ehh czytając instrukcję to zaczynam mieć wątpliwości z pomysłem Sabre'a ponieważ w instrukcji jest napisane:

Druga konkurencja jest okazja do sprawdzenia zwrotnosci wykonanych modeli. Celem tej konkurencji jest przebycie dystansu 25 metrów dotarcie do ścianki basenu i wykonanie nawrotu (zwrócenie) i powrót na linię startu

Jutro w szkole się dopytam. Po za tym będą spotkania z komisją czy cos takiego to będzie mozna zadawac pytania więc pozostaje tylko czekac.

[ Dodano: 09 Wrz 09 04:05 ]

Studiując budowę łodzi żaglowej wpadłem na pomysł dodania balastu albo miecza a silnik dać pod łodzią przed sterem, Nie wiem na ile to może być przydatne w małym prowizorycznym modelu.

[Sabre]

Nie pisałeś nic o 2 konkurencji, miecz powinien być idealnie na środku. Jeśli ustawisz śruby idealnie równolegle do miecza, to twoja łódka nie powinna skręcać. Co do podczerwieni, podejrzewam, że źle zapytałeś, ty nie chcesz użyć podczerwieni do sterowania, ty chcesz zrobić latarnię do swojej łódki i raczej nie powinni ci tego zabronić, bo latarnia to to samo co kompas, łódź nie pozycjonuje się na kompas magnetyczny tylko na kompas z podczerwieni. Co do 2 śrub po bokach łodzi, to również nie jest zbyt dobry pomysł, ale dużo lepsze są 2 śruby niż np 2 młyny po bokach.

[Zuk]

Witam.

Na SEGURO jest kompas dwu i trójosiowy na I2C

http://www.seguro.pl/sklep/?wyszukaj=tak&=kompas&_opisy=on

Sądzę, że może to być dobre rozwiązanie (mam już kupione obydwa ale niestety jeszcze nie miałem czasu się nimi pobawić)

Mając Informację o sygnale w 2 osiach można dokładnie określić północ lub dowolny inny kierunek.

Stosując czujnik 3 osiowy można uwzględnić także falowanie wody.

Wystarczy tylko trochę matematyki a dokładniej trygonometrii i wektorów.