RoChN - robot typu LineFollower

[Pojemnik]

Nazwa RoChN - Robot o Chwytliwej Nazwie obejmuje trzy wersje robota (V1 - V3), które zbudowaliśmy z kolegą paor na początku w ramach eksperymentu, a następnie już jako pełnoprawna szkolna drużyna robotyczna KRÓL. Jest to jedna z ostatnich tego typu (procesor, brak enkoderów) konstrukcji na dużych zawodach w Polsce. Pomimo tego osiąga całkiem przyzwoite wyniki, zdarzyło mu się też powalczyć o podium, którego jednak nigdy nie zdobył. Opiszę po kolei wszystkie wersje, ponieważ nie różnią się na tyle, aby można było je uznać za osobne konstrukcje.

Elektronika:

Zastosowaliśmy mikrokontroler ATmega324 taktowany 16MHz kwarcem, 12 czujników linii KTIR0711s podłączone do trzech poczwórnych komparatorów LM339 i mostek H - TB6612FNG. Do komunikacji wykorzystaliśmy HC-05. Sekcja zasilania od wersji trzeciej składa się z dwóch stabilizatorów na 5V - osobnych dla czujników i logiki. Silniki są zasilane bezpośrednio z akumulatora 2s. Z akumulatorem 150mAh waży około 70g.

Mechanika:

Zastosowane silniki to Pololu HP 10:1. Sprawdziły się dobrze, chociaż za względu na dość znaczny przebieg szczotki są mocno zużyte. Robot składa się z dwóch dwustronnych płytek drukowanych połączonych aluminiowymi listewkami i taśmą ffc. Z tyłu znajduje się dodatkowa podpórka wykonana z kawałka drutu, która zapobiega odwracaniu się robota przy starcie z dużą prędkością. Przednia płytka posiada ślizgacze wykonane z rezystorów THT - sprawują się lepiej, niż stosowane do tego przedtem LEDy.

Oprogramowanie:
Program do robota został napisany w języku C. Realizuje on regulator PD, z którym było sporo problemów ze względu na brak wiedzy teoretycznej oraz doświadczenia w strojeniu. Powstał też program na komputer ułatwiający komunikację z robotem poprzez bluetooth i umożliwiający zmiany w konfiguracji, ręczne sterowanie i trochę innych "bajerów".

Krótki opis zmian w kolejnych wersjach:

-V1
Pierwsze podejście do zbudowania linefollowera na zawody. Wykonana domowymi metodami płytka okazała się być bardzo wadliwa i ostatecznie robot ten nigdy nie ruszył z miejsca - przód nie został nawet wyczyszczony z tonera. Większość elementów z płytki głównej została później wylutowana. Wyciągnęliśmy z tej porażki wiele wniosków, w końcu człowiek najlepiej uczy się na błędach.

-V2
W przeciwieństwie do poprzednika robot posiada płytkę drukowaną wykonaną na zamówienie. Problemy spowodowały części projektu, które nie zostały przetestowanie przy okazji wersji pierwszej - stabilizator napięcia przegrzewał się i trzeba było dodać mu radiator w postaci kawałka drutu. Już na zawodach okazało się, że robot jest za szeroki, w wyniku czego miewał problemy z ciasnymi zakrętami. Pojawiły się też kłopoty z modułem bluetooth - legendarnym HC-05, który po jakimś czasie odmówił współpracy i trzeba było go wymienić. W międzyczasie zmieniliśmy też kształt przedniej płytki, jak się później okazało z kiepskiego na jeszcze gorszy. Wyciągnęliśmy z tej konstrukcji dużo wniosków, które wpłynęły na wersję trzecią. Na zdjęciach widać, że część elementów została wylutowana do ponownego użycia.

 

-V3
Prawdopodobnie ostatnia wersja z tej serii, praktycznie pozbawiona błędów projektowych. Węższa i lżejsza. Oddzieliliśmy zasilanie czujników linii od reszty, a do połączenie przedniej płytki z tylną zastosowaliśmy taśmę o rasterze 0.5 mm. Również ta konstrukcja miała kilka przodów w ramach eksperymentów z ułożeniem czujników. Przez jakiś czas używaliśmy opon odlewanych z silikonu, jednak okazały się mniej przyczepne niż mini-z - może to kwestia braku doświadczenia w doborze proporcji. Podczas początkowych testów udało nam się dwa razy spalić mikrokontroler i zepsuć rezonator kwarcowy, który niezbyt umiejętnie wymieniłem - wydać to na zdjęciach.

  

Osiągnięcia:
6. miejsce Robotic Arena 2019
4. miejsce Robomaicon 2019

Zdjęcia i filmy z zawodów:

Wersja 2 na starcie lf drag na BBR 2018

 

[Treker (Damian Szymański)]

@Pojemnik, właśnie zaakceptowałem opis. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum

[paor]

RoChN 3 nie jest już udoskonalany (jedynie zmieniliśmy mu ostatnio lekko PID-a).
Robot dalej jeździ z nami na zawody ale aktualnie skupiamy raczej się na rozwijaniu RoChN-a 4 (którego z pewnością kiedyś opiszemy na Forbocie).

Ostatnie osiągnięcia RoChN-a 3:

4. miejsce Robotic Touranment 2019

4. miejsce BBR 2019

1. miejsce μBot 2019

4. miejsce Robocomp 2019

5. miejsce Sumo Challenge 2019

7. miejsce Robotic Arena 2020

 

Filmy z zawodów:

 

Edytowano Styczeń 29, 2020 przez paor
Missclick

[Treker (Damian Szymański)]

@paor super, dzięki za aktualizację  Masz może jakiś film z tym nowym robotem? Napisz chociaż w skrócie co zmieniliście.

[paor]

O Rochnie 4 moglibyśmy napisać ładnych parę stron ale poczekamy z tym aż w pełni będzie dział.

Ogólny zarys robota:

Mikrokontroler: STM32F745VE

Enkodery: 2x AS5134

Sterowniki od silników: 4x TB6612 (miały być 2x ( DRV8703 + VNH7013 ), ale mosfety paliły się "same z siebie", całe sterowniki są na osobnych płytkach pionowych (nawet wiedzieliśmy co nie będzie działać!), więc łatwo zamieniliśmy je na stare, dobre TB6612).

14 Ktirów odczytywanych przez ADC

Akcelerometr + żyroskop: LSM6DSM (aktualnie nie wykorzystywany)

Karta pamięci mikroSD (nie działa, Pojemnik będzie wiedział więcej na ten temat ale wg debugera karta jest ciągle zajęta)

mikro USB (nie działa, ale nie musimy przesyłać dużych ilości danych, bo nie działa też karta pamięci, a dane zapisywane do flasha STMa sczytujemy programatorem, poza tym mamy HC-05 do nastaw i przejazdów)

EEPROM: 95640 (nie działa, ale jeszcze nie był na tyle potrzebny, żeby sprawdzić dlaczego)

Postanowiliśmy w jednym robocie zmieścić wszystkie "wodotryski" które mają inne LFy, więc nie przejmowaliśmy się masą, ale i tak wyszło nienajgorzej (Rochn 3: 59g, Rochn 4: 63g - bez akumulatorów).

3. na Robocomp, 4. na Sumo Challenge, 2. na Robotic Arena

Zdjęcie poglądowe:

Filmy z zawodów:

 

Edytowano Styczeń 30, 2020 przez paor