Line follower Strider2

[Sabre]

Przedstawiam wam moją konstrukcję linefollowera, oraz płytkę, która powstała jako uniwersalna płytka do różnych robotów. Zacznijmy od początku, płytka oparta jest na mikrokontrolerze z rodziny ATmega48/88/168/328, w moim przypadku są to dwa układy ATmega168/328P. Schemat nie różni się bardzo od schematu Psotka3, zmiany jakie widać na pierwszy rzut oka to złącze 10-cio pinowe służące do podłączenia do 8 czujników, gotowe źródło prądowe oparte na LM317 do zasilania diod IR w płytce czujników (połączenie szeregowe diod), trzy przyciski kątowe typu mikroswitch (wykorzystywane przy wprowadzaniu zmian prędkości i konfiguracji ustawień wzmocnień współczynników algorytmu PID poprzez złożone menu). Płytka została zaprojektowana pod kątem mieszczenia się w całości pod wyświetlaczem LCD 2x8 zgodnym z HD44780, niestety podczas projektowania powiększyłem płytkę o 2,5mm czego następstwem są nie pasujące piny od podświetlania wyświetlacza:

 

Tak jak w Psotku3, tak i w tej płytce, złącze służące do programowania, jest jednocześnie złączem dla LCD w trybie 4-ro bitowego przesyłania danych (oczywiście poza pinem Reset). Doprowadzenie płytki do takiej postacie zajęło mi bardzo dużo czasu, z przerwami spędziłem nad nią ponad miesiąc, nie licząc małej wpadki z pinami od podświetlania, myślę, że nie był to stracony czas.

Płytka została wykorzystana w pierwszej wersji Strider'a, okazało się jednak, że silniki z Psotka2 po założeniu kół o średnicy 66mm, są zbyt słabe do napędzania robota, dlatego też powstał Strider2:

Szczegóły techniczne:

• procesor: Atmega328P@20MHz
• czujniki: 8 sztuk KTIR0711S, ustawione w kształt, który miał poprawiać wykrywanie kątów prostych:

• zasilanie: 2 akumulatorki li-pol 450mAh, 5V dla logiki pochodzi z układu LP2950
• mostek H: 2 układy SI9986CY (dwa pełne mostki H)
• robot napędzany jest silnikami z pololu, przekładnia 30:1, 1000obr/min, wersja silnika HP
• sterowanie silników: 4 kanały PWM z procesora
• kod w całości napisany w Bascomie, łącznie z obsługą PID oraz 4 kanałów PWM
• robot zawiera wyświetlacz LCD 2x8, na którym są wyświetlane różne parametry, na płytce jest miejsce na odbiornik podczerwieni TSOP348 (w tej płytce odbiornik nie został użyty), 3 mikro switche kątowe używane do konfiguracji prędkości poprzez zaawansowane menu
• wymiary: rozstaw osi 124mm, szerokość przodu 90mm, długość 110mm
• z przodu zamontowane są 2 kulki teflonowe, wykonane własnoręcznie na wiertarce z pomocą scyzoryka, papieru ściernego, i ponad dwóch godzin pracy na kulkę
• wymiary płytki 60,3x30,3 [mmxmm]
• masa robota wraz z akumulatorkami - 120g

Ponieważ najprostsze rozwiązania są najlepsze, nie umieszczałem nigdzie włącznika, ani żadnych uchwytów na akumulatorki (doskonale w tej roli sprawdza się zwykła gumka recepturka).

Oto kilka zdjęć samej płytki, oraz fazy projektowania:

Strider2 jest moim pierwszym linefollowerem, który przekroczył prędkość 1m/s podążając za linią. Niestety okazuje się, że zastosowane mostki są za słabe do tych silników, daje się również we znaki brak kondensatorów równolegle do silników oraz kondensatorów na zasilaniu mostków. Po przekroczeniu pewnej wartości PWM/prędkości restartuje się mikrokontroler, co kończy się zatrzymaniem na torze.

Poniżej najszybszy przejazd Stridera2 podczas zawodów Robo3DVision w Gdańsku. Czas przejazdu 7,23s, który dał mi szóste miejsce w eliminacjach, niestety mój linefollower nie jechał jeszcze wtedy z pełnią swoich możliwości.

[feriar]

bardzo ciekawie wyszedł i muszę powiedzieć że przy takich pozornie małych silnikach to śmignął szybko. Gratulacje

[Sabre]

To są te same silniki co w 3Pi, o dziwo projektując tego robota, nie wiedziałem, że tak wiele osób robi dokładnie to samo co ja, z tym, że ja nie wiedziałem, że zawody linefollowerów w Wiedniu wygrał robot, również używający tych silników. W Gdańsku nie licząc mojego, było 4-5 linefollowery z identycznymi silnikami.

[klonyyy]

czy robot dobrze się trzyma lini nawet na najostrzejszych zakretach? gratulacje tak szybkiego LF

[Sabre]

klonyyy, zależy co rozumiesz pisząc o najostrzejszych zakrętach. Dla każdego lfr'a największym problemem są zakręty pod kątem prostym. Jeśli robot ma jechać dokładnie po linii to nie ma takiej siły przy prędkości 1m/s, żeby robot przejechał idealnie po kącie prostym, ale jeśli algorytm jest napisany wystarczająco dobrze, to robot po wyjechaniu za zakręt skręci poprawnie po małym łuku. W chwili obecnej program jest tak napisany, że robot jadąc z maksymalną prędkością gdy najedzie na kąt prosty, zaczyna hamować kołem po wewnętrznej zakrętu, przez co robi mały łuk wracając z powrotem na linię.

[KD93]

Sabre, z opowiadań Bobbiego wiedziałem że ten robot będzie mega szybki ale nie przypuszczałem że aż tak, świetna robota.

Dla każdego lfr'a największym problemem są zakręty pod kątem prostym.

Pozwolę się nie zgodzić, na trudniejsze są zakręty pod kątem mniejszym niż 90 stopni, które coraz częściej pojawiają się w w regulaminach. Są też LF'y, które radzą sobie z kątami prostymi, a ni ... z prostymi

Osobiście proszę o demko z pokonywaniem kątów prostych, bo jak dla mnie to trasa w Gdańsku była bardzo prosta, ciekawi mnie zachowanie tak szybkiego robota na kątach.

[Jagodziana]

Gratuluję konstrukcji, ale mam dwa pytania:

- sam robiłeś płytki ?

- jak z mocą tych silników ?

[feriar]

- jak z mocą tych silników ?

- robot napędzany jest silnikami z pololu, przekładnia 30:1, 1000obr/min, wersja silnika HP

Takie małe pytanko czym się różni 2x 0,5 h-bridge jakie Ty Sabre użyłeś od 1 h-bridge [l293d] ?

a tak na offtopie może niedługo mój lfr się pojawi Plasma

[Sabre]

- sam robiłeś płytki ?

projektowałem sam, ale oczywiście są wykonane w firmie Satland

- jak z mocą tych silników ?

jeśli chodzi o moc to jest naprawdę wystarczająca, nie wykorzystałem w pełni tych silników, moje mostki są do nich troszkę za słabe

Takie małe pytanko czym się różni 2x 0,5 h-bridge jakie Ty Sabre użyłeś od 1 h-bridge [l293d] ?

W sumie to ten zapis jest sobie równy, bo dwa półmostki tworzą cały mostek.

[juras5]

1. gdzie kupiłeś te silniki ?

2. jakim napięciem zasilasz?

gratuluje konstrukcji, bardzo estetyczna

[Sabre]

1. gdzie kupiłeś te silniki ?

2. jakim napięciem zasilasz?

Silniki kupione prosto u źródła, czyli w pololu. Napięcie zasilania, hmm, trudno powiedzieć, ale w rzeczywistości nie pojechał na więcej niż 4-5V, ponieważ przy PWM 180/255 przy zasilaniu z mocno rozładowanych akumulatorków już się resetował procesor.

[Jagodziana]

A ja mam jeszcze jedno pytanie odnośnie tych płytek: One są już z metalizacją (czy jakoś tak) tak? I jak sprawa wygląda wtedy z lutowaniem (przewlekłym). Po prostu przykładamy do tego lutownicę, czy wtedy trzeba jeszcze używać też cyny ??

[Sabre]

Płytki są z metalizacją otworów, ale są również z cynowaniem HAL, ale to cynowanie nie wystarcza, trzeba używać normalnego stopu lutowniczego (potocznie cyny).

[juras5]

paypalem płaciłeś, czy jak?

jak cena z przesyłką dwóch sztuk ?

[epsilon]

jaka jest masa Stridera2?