Nanosumo RozZuBeN - robot nanosumo

[paor]

RozZuBeN – Robot z Zupełnie Bezsensowną Nazwą

Jest to robot klasy nanosumo, który został stworzony na wiosnę 2018 roku przez Pojemnika i mnie - wtedy uczniów pierwszej klasy VIII LO w Poznaniu. Zainteresowaliśmy się tą kategorią na Robomaticonie 2018, gdzie nie było żadnego sumo w tej skali. Pomyśleliśmy, że gdybyśmy mieli akumulator z silnikiem, to byśmy łatwo zgarnęli nagrodę za ostatnie (pierwsze!) miejsce. Tak powstał ten robot.

Przestudiowaliśmy regulaminy różnych zawodów i wyodrębniliśmy minimalne założenia które musi spełniać nasz robot podczas zawodów:

1. Poruszanie się
2. Nieporuszanie się (przed startem)
3. Po starcie nie może się zatrzymać na dłużej niż 30 sekund
4. Czekanie 5 sekund po starcie
5. Fajnie by było, gdyby sam z siebie nie wypadał z ringu

Udało nam się spełnić wszystkie 5 punktów. 🙃

Płytka:

O ile 1, 2 i 3 punkt założeń projektowych można rozwiązać jednym przełącznikiem, to do czwartego potrzebne by było jakieś opóźnienie (układ RC lub popularny NE555 z tranzystorem). 5 punkt przekonał nas do użycia mikrokontolera. Zastosowaliśmy attiny84, które ilością pinów cyfrowych zapewniło nam dużą elastyczność w projektowaniu płytki. Taktowany jest wewnętrznym oscylatorem (miał być zewnętrzny generator kwarcowy ale nie mogliśmy go polutować). Umieściliśmy sterownik silników A3901 z którego wykorzystujemy tylko jeden z dwóch kanałów, dwa czujniki KTIR0711s jako czujniki krawędzi ringu podłączone bezpośrednio do ADC mikrokontrolera, dwa ledy sygnalizacyjne (zielony i bursztynowy, który jest w praktyce pomarańczowy 😠), przełącznik do startowania robota, dzielnik rezystorowy do mierzenia napięcia akumulatora (chyba nawet niewykorzystany), złącze do programowania (2x3 żeńskie goldpiny precyzyjne) i stabilizator napięcia na 3,3V w obudowie SOT23 (nie pamiętamy oznaczenia). W Eaglu zrobiliśmy kwadrat 25x25mm, rozmieściliśmy elementy „na oko”, połączyliśmy ścieżkami, i wysłaliśmy do OSH Parku. Zajęło nam to dwie godziny. Był to koniec marca, płytka przyszła w połowie maja. Wcześniej zamówiliśmy wszystkie elementy, ale oczywiście pomyliliśmy attiny84 z attiny88, więc złożenie potrwało trochę dłużej niż przewidywaliśmy. 😆 Płytkę lutowało się całkiem dobrze, choć do drobnych elementów chyba jednak lepsze są płytki cynowane zamiast złoconych (niby złoto lepiej przewodzi prąd ale cynę najlepiej się lutuje do innej cyny). Praktycznie od razu płytka dogadała się z programatorem (co nie było takie oczywiste w naszych poprzednich robotach).

 

Konstrukcja mechaniczna:

Mieliśmy kilka pomysłów na spełnienie pierwszego założenia projektu: silniczek wibracyjny z jakiegoś telefonu, żeby robot tylko drgał (przecież ruch to ruch) albo umieszczenie dwóch silników tak by stykały się wałami z podłożem, aby nie była potrzebna przekładnia, mechanizmy sprężynowe chyba też były... 🙃 Porządna przekładnia z zębatek odpadała, bo nie wiedzieliśmy jak ją zrobić. Ostatecznie wykorzystaliśmy przekładnię cierną. Wał silnika z nałożoną rurką termokurczliwą (dla lepszego tarcia) jest przyciśnięty do opony jedynego w robocie kółka wyciągniętego z jakiejś zabawki. Brzmi to okropnie i tak też zostało to zmontowane. „Felga” kółka trze o korpus silnika, więc to miejsce musi być często smarowane wazeliną techniczną, żeby robot nie zaciął się podczas walki. Wszystko jest zalane gorącym klejem z drucikami z goldpinów tworzącymi swego rodzaju usztywnienie. Czasem gorący klej sprawiał problemy czujnikom przeciwników (nie wiemy dlaczego). 😛 Robot o jednym kółku nie przewraca się, ponieważ na całej podstawie ma przyklejony kawałek styropianowej tektury znaleziony w szufladzie. Przed i za kołem znalazło się też trochę miejsca na ktiry. Wszystko połączyliśmy kabelkami, przykleiliśmy akumulator (Li-Po 1S 150 mAh) (oczywiście też na gorący klej) i włączyliśmy. Okazało się, że silnik jest za mocny i wywraca robota tuż po starcie, ale i tak byliśmy dumni, że robot porusza się całkiem skutecznie. Zrezygnowaliśmy też z przełącznika, który był bardzo niewygodny i zastąpiliśmy go odbiornikiem IR. Nie chcieliśmy się bawić z dekodowaniem sygnałów, więc sygnał połączyliśmy dużym kondensatorem do masy zmieniającym dane na jedną dłuuugą jedynkę odczytywaną przez procesor.

    

Program:

Po wielu próbach doszliśmy do wniosku, że najlepiej jest poruszać się metodą krótkich „skoków” polegających na szybkim włączeniu i wyłączeniu silnika (wtedy robot nigdy się nie przewracał). Po każdym „skoku” robot sprawdza czy jest na krawędzi. Jeśli tak to zaczyna poruszać się w drugą stronę i zapala bursztynowego leda. Po 10 sekundach ruchu robot zatrzymuje się na równe 10 sekund aby to przeciwnik zużywał akumulator. 🙃 Całość powtarzana jest aż do utraty zasilania. Ta technika działa zaskakująco dobrze w przypadku konfrontacji z robotem, który też jest „ślepy”. Podczas ruchu może niechcący wypchnąć przeciwnika, a kiedy stoi bardzo ciężko jest go ruszyć (chyba, że przeciwnik jest rozpędzony lub ma dobre silniki). Akumulator starcza na bardzo dużo często remisowych walk. Zwykle ładujemy go przed zawodami do 4,20V a po walkach nadal ma ponad 4,10V.

Osiągnięcia:

2018:

• 3. miejsce Bałtyckie Bitwy Robotów
• 3. miejsce Robocomp
• 2. miejsce Sumo Challenge

2019:

• 4. miejsce Robotic Arena
• 1. miejsce Robomaticon 🤩

Robot tylko na Robotic Arena zajął ostatnie miejsce. Na każdych zawodach miał 3 przeciwników, więc na Robomaticonie wygrał ze wszystkimi! (z czego z jednym walkowerem)

Wnioski:

Robot spisuje się niespodziewanie dobrze, co obrazuje niestety poziom konkurencji w Polsce. Aktualnie kończymy prace nad kolejną konstrukcją, która tym razem będzie miała dwa kółka i będzie widzieć przeciwnika, co pozwoli liczyć na walkę a nie tylko łut szczęścia. Mamy nadzieję, że aktywnie zawalczy o pierwsze miejsca.

Kilka filmów z zawodów:

Chętnie odpowiemy na wszystkie pytania dotyczące robota. 🤗

[Treker (Damian Szymański)]

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej umieszczając link w temacie zbiorczym. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 🙂