[Dla początkujących] Diodik - wielozadaniowy robot dla początkujących

[mskojon]

Z powodu, że nie wyrobiłem się do końca konkursu z artykułem zamieszczę to co zrobiłem do tej pory.

Na tym forum (i ogólnie w Internecie) mało jest robotów, których wykonanie opisane jest krok po kroku (nie licząc światłolubów i innych robotów bez mikroprocesorów), więc postanowiłem napisać dość obszerny artykuł na ten temat.

Ten robot stworzony jest głównie dla początkujących, którzy sami nie poradzą sobie ze zrobieniem własnego od podstaw, to może być dobrym uzupełnieniem między światłolubem a samodzielnie wykonanym robotem. Cała konstrukcja jest zrobiona głównie z laminatu, wybrałem go z prostego powodu: jest dość tani, twardy i niezbyt trudny w obróbce. Robot w podstawowej wersji będzie składał się z płytki głównej i trzech oddzielnych modułów - światłolub z dodatkowym zdalnym sterowaniem (tymczasowo zawieszone z powodu braku czasu), czujnik odbiciowy i line follower (niewykluczone, że w przyszłości rozbuduję go o dodatkowe moduły). No więc...

Zacznijmy od mechaniki

Napęd

Jako napęd wykorzystałem tanie serwa modelarskie, te które ja kupiłem były wyjątkowo tanie, za dwie sztuki zapłaciłem 20zł + 6zł wysyłka, czyli razem 26zł. Serwa które kupiłem są firmy Conrad, model ES-030 wyglądają tak:

Serwa są bardzo dobrym wariantem, są tanie i mocne. Niestety, trzeba je przerobić, ponieważ standardowo takie serwa mają ograniczenie i obracają się o ok. 180°, w tym momencie odsyłam Was do tematu Jak przerobić serwomechanizmy? . Wszystko jest tam wytłumaczone, więc nie będę zamieszczał zdjęć z przerabiania, przejdźmy teraz do kolejnej części mechaniki.

Koła

Nie chciałem wykorzystywać jakichś prowizorycznych kół jak np. zakrętki od słoików, więc po niezbyt wysokiej cenie kupiłem w Obi kółka (6zł za sztukę), które szczerze mówiąc sam nie wiem do czego są wykorzystywane, w każdym razie są bardzo ładne, ich średnica to 50mm a szerokość to 20mm, wraz z nimi kupiłem wolne kółko w cenie ok. 2zł, te kółka prezentują się tak:

Co prawda miałem trochę problemu z zamocowaniem tych kół na osi serwa, to jednak zdecydowałem się na poświęcenie jednego orczyka serwa. Odciąłem ramiona i wyszlifowałem tak, żeby na wcisk pasowało w otwór w kole (8mm). Potem wbiłem ten już jakże odchudzony orczyk (młotkiem ) i przykręciłem wraz z kołem do serwa. Widać go na poprzednim zdjęciu, już zamocowanego w kole.

Uwaga, orczyk trzeba wyszlifować bardzo dokładnie, tak, aby nie było "bić".

Odkładamy serwa na bok, bierzemy się za wykonanie podwozia.

Podwozie to laminat o rozmiarach ok. 85x120mm, razem z kołami zarys robota będzie kwadratem o boku ok. 12cm. Serwa przykręcone są do małych kawałków laminatu dwustronnie pokrytych miedzią i przylutowanych do płytki głównej (przyznaję, to podpatrzyłem z Elebota ). Jak wykonać tą płytkę zamieszczę później (chodzi o wywiercenie otworów i położenie wszystkich elementów).

Teraz zabierzemy się za płytki drukowane

Płytki zaprojektowałem w Eagle, wszystkie pliki zamieszczone są (będą) w załączniku w formacie Eagle, wzory płytek w PDF'ach a schematy w obrazkach.

Zacznijmy od płytki głównej.

Płytka główna to jakby mózg całego robota, steruje wszystkimi modułami i silnikami.

Jako mikroprocesor wykorzystałem Atmegę8, ponieważ jest dość tania i łatwo dostępna. Mostek H to L293D, nie jest zbyt dobry, spadki napięcia na nim to ok. 1.5V, ale tak samo jak M8 jest tani i łatwo dostępny. Płytka oprócz tego zawiera stabilizator na 5V dla elektroniki, przełącznik (niestety, musiałem zastosować dość kiepski przełącznik, ale tylko taki z tańszych jest dostępny w TME), złącze programowania i 5 wyjść dla modułów. Gotowa płytka główna wygląda tak:

Schemat:

Wyprzedzę pytania, nie dawałem podstawek do procesora i mostka, ponieważ znając mnie po jakimś czasie by już ich tam nie było

Teraz czas na moduły.

Jako pierwszy opiszę czujnik odbiciowy, jako sensor wykorzystałem IS471F (dostępny, tak jak wszystko inne w TME), cena tego czujnika wynosi ok. 8zł, ale jest on bardzo "przyjazny" - ma wyjście modulujące diody. Do regulacji prądu diod wykorzystałem potencjometr (rezystory są połączone szeregowo z potencjometrem żeby ustawić dolny próg prądu), jest to dość dobre rozwiązanie (genialność leży w prostocie), jednak nie będziemy mogli załączyć obu diod. W pierwszych testach przy prądzie diod ok. 20mA czujnik wykrywał białą kartkę na odległość ok. 10cm, co było zdecydowanie za mało, zwiększyłem więc dolny próg regulacji na 40mA i zasięg wynosił ok. dwukrotnie więcej. Diody oczywiście trzeba osłonić, ja użyłem do tego dość grubej rury termokurczliwej (fi ok. 1cm, po zaciśnięciu ok. 0.5cm), założyłem na diody i skurczyłem ją, działa całkiem nieźle. Uwaga - rurka powinna wystawać ok. 1-2mm za koniec diody, jeśli czubek diody wystaje, wtedy zmniejsza się dystans wykrywania. Na fotkach można zauważyć, że czujnik jest dość dziwnie odwrócony - to dlatego, że źle przerobiłem bibliotekę. W załączonych plikach już to wszystko będzie poprawione.

Schemat:

Line follower

Oczywiście musiał znaleźć się tutaj też ten moduł Jako czujniki linii wykorzystałem KTIR0711S, niby są w SMD ale nie ma problemu z przylutowaniem ich. Napięcie czujników odczytywane przez ADC, chyba nie ma co pisać na ten temat więcej.

Wybaczcie te nieudolne luty, ale spaliła mi się grzałka w mojej dobrej lutownicy i musiałem lutować chińszczyzną.

Robot w aktualnym stanie wygląda tak:

Na razie tyle, artykuł jest tymczasowo niekompletny, lecz postaram się skończyć prace nad nim do końca miesiąca. Brakuje jeszcze tylko akumulatorków ze względu na fundusze, kilku drobnych części mechanicznych, napisanego do końca programu i ostatniego modułu. Nie wiem czy tak nieukończony artykuł nadaje się na konkurs, jednak 2 miesiące to dla mnie za mało na wykonanie aż tak poważnego artykułu. Włożyłem już w niego dość dużo pracy i pieniędzy, szkoda jednak, że nie zdążyłem. Do tej pory zdążyłem uruchomić i przetestować wszystko oprócz modułu line followera, na razie robot zasilany jest przewodowo.

Ps. miałem nadzieję, że wyrobię się z jako takim nieukończonym opisem, jednak na domiar złego gdzieś "zgubiłem" zdjęcia z budowy! Przepraszam wszystkich, postaram się jak najszybciej uwinąć z resztą.

[olimek]

Gratuluję wspaniałej roboty,
łap browara

[john76892]

Bardzo dobry artykuł

szkoda tylko że nie dokończony

[Deimos]

Artykuł super, szkoda że niedokończnony. Sam składam platwormę wielozadaniową tyle, że jej podwozie to płyta stalowa:D

[profesorek]

Po co się stosuje rezonator kwarcowy?

Gdzie można kupić serwa ES-030?

[ Dodano: 03 Lis 09 11:26 ]

Proszę mi nie dawać ostrzeżeń bo ja jestem początkujący.

Do czujnika odbiciowego dałeś jakie diody i czy 2ir i 2 fototranzystory czy jeszcze inaczej proszę mi wytłumaczyć?

Dziękuje.

[ Dodano: 03 Lis 09 01:44 ]

Czy jest kto na tym forum co może mi to wytłumaczyć?

[wader_669]

wydaje mi sie, ze nie ma takiej osoby ktora ci to wytlumaczy, a to, ze ja mam dzisiaj jakos dobry dzien to ci odpowiem. Wszystkie odpowiedzi byz znalazl, jak bys poszukal.

Zew. rezonator kwarcowy uzywa sie wtedy kiedy procesor musi byc bardziej dokladny i wewnetrzny oscylator nie wystarcza. Zew. oscylator uzywamy wtedy kiedy procek bedzie pracowal w roznych temperaturach i nadal bedzie potrzebna jego dokladnosc, np. w uzyciu z timerami, uartem itd.

( nawet nie przy zmiennych temperaturach sie go uzywa, bo jest po prostu dokladniejszy)

Serwa? allegro/sklep modelarski/ moze nawet sklep elektroniczny, jak jest dobrze zaopatrzony

Kazdy czujnik posiada jedna diode nadawcze ir i jeden fototranzystor ir lub fototrezystor (jednak nie spotklame zeby jaks firma sprzedawala z fotorezystorem). Dioda nadaje swiatlo ir (podczerwone) i od bialek kartki odbije sie i wleci to fototranzystora, jednak jak jest to czarna powierzchnia to te promienie odbijaja sie o wiele gorzej i wpada ich o wiele mniej do fototranzystora

[profesorek]

Ale nie widać na czujniku odbiciowym aby były i diody ir i fototranzystory?

Po co stosuje się IS471F?

[tom_res]

A można zastosować inne płytki niż drukowane?

[Bogus1]

A można zastosować inne płytki niż drukowane?

Można użyć płytek uniwersalnych (też się lutuje).

Można też użyć płytek stykowych (nie lutuje się), ale to nie ma sensu.

[tom_res]

Dzięki, miałem drobne wątpliwości. Chyba najlepsze będą te uniwersalne

[Lalu17]

Czy mógłbym poprosić o listę częście modułu sterującego? Z góry dziękuję

[Treker (Damian Szymański)]

Masz przecież schemat i opis.

[Lalu17]

Wiem, wiem ale chodzi mi o wartości poszczególnych elementów

[Luko]

To też jest na schemacie.

[mati 6]

Witam. Jestem w trakcie budowy podobnej konstrukcji. Jak podłączyć fototranzystory z modułu światłoluba do UC ? z jednej strony do gnd a z drugiej vcc i przez rezystor 10k do pinu ?