Line follower Salamandra 2.0 LF oparty na ESP32

[morteusz]

◼ Wstęp 

Razem z @PiCh przedstawiamy zapowiedź naszego nowego zawodnika w konkurencji Linefollower Standard którego debiut planujemy na zbliżającej się edycji XChallenge 😎

🦎Salamandra 2.0 to następca poprzedniej konstrukcji która startowała bez powodzenia w zeszłorocznej edycji XChallenge. Pierwsza wersja niestety puściła dym po tym jak przypadkowo podczas zawodów włożyliśmy mikrokontroler na odwrót (Arduino Nano). Lekko nas podłamało w tamtym czasie bo nie takiej nagrody za naszą pracę oczekiwaliśmy. Dzięki temu zyskaliśmy jednak sporo doświadczenia i wiedzy którą w nowszej konstrukcji zamierzamy wykorzystać.

 

• Salamandra 1.0
  
   
• Salamandra 2.0
  
  
   

◼ Koncepcja i Założenia 📋

Podczas gdy całokształt pracy nad pierwszą wersją miał charakter badawczy i większość decyzji była "na czuja" teraz mamy już pojęcie jak powinny wyglądać roboty które wygrywają, inspiracją dla nas podobnie jak dla wielu innych konstruktorów były roboty takie jak Cukiereczek, Fuzzy oraz RoChN'y.

🔽 Założenia wyglądają następująco:

1.  Konstrukcja zgrabna i przemyślana 🛠️
   • Ostatnio zlekceważyliśmy zupełnie temat wagi i kompaktowości. Nowszy model zaprojektowany jest tak aby w jak największym stopniu wyzbyć się zbędnych przestrzeni na płytce. Również zdecydowaliśmy się na cieńszy laminat- 0.8 mm. Stosujemy również mniejszy akumulator lipo 150 mah oraz oponki wide high grip od Kyosho z serii mini-z. Salamandra 1.0 wyposażona była w łącznik wzięty z lego i przytwierdzony de facto na stałe, następnik będzie posiadał lżejsze i trwalsze płaskowniki węglowe. Ostatnio na zawodach zepsuła nam się jedyna bateria dlatego teraz wyposażamy się w kilka akumulatorków i lipo guarda który zasygnalizuje gdy się rozładują.
     
2. Wymienne platformy przednie ⚙️
   • Na to wpadliśmy akurat podczas tworzenia obrysu płytki i wychodząc z założenia że skoro nie będzie nas to nic kosztowało bo połączymy to i zamówimy jako jedną płytkę to czemu nie. Odkryliśmy że tak to nie działa podczas zamawiania gdy kazali za każdą osobną platformę dopłacać. Platformy między sobą nie różnią się znacznie bo wszystkie są bardzo małe i tak cienkie jak się tylko da ale planujemy skrupulatnie poddać je testom i wybrać tą najlepszą (dla zadanych warunków toru). Platformy mają po 10 transoptorów. Nie starczyłoby nam wyjść analogowych więc zmuszeni byliśmy zastosować komparatory które regulować można za pomocą potencjometrów. Kalibrację ułatwiają diody które sygnalizują kiedy czujnik wykrywa linię.
     
3.  Koniec z Arduino ❌
   • Nie tylko dlatego że ostatnio nam puściło dym na torze ale też dlatego że ta platforma nam się już zwyczajnie przejadła. Drogie, zawodne i mało wydajne to podsumowanie naszych dotychczasowych doświadczeń (trzymam w szufladzie 4 ardu które przestały działać od czapy). W tej konstrukcji nie zdecydowaliśmy się jeszcze na klasycznego tutaj STMa za to spodobał nam się podsunięty przez @ethanak pomysł na oparcie konstrukcji w całości na nietypowym tutaj ESP32 którym moja fascynacja trwała już od pewnego czasu. Konkretny model jednostki to największy i najnowszy jak na razie ESP32-WROOVER_E ze względu na dużą ilość wyjść IO jak na ESP (dalej za mało jak na standardy bardziej zaawansowanego LFa).
     
4.  Aplikacja mobilna i OTA 📱
   • Salamandry 1.0 nie testowaliśmy długo bo wszystko robiliśmy na chwilę przed zawodami ale momentalnie odczuliśmy trudności związane z ciągłym łapaniem robota, podpinaniem i zmienianiem programu. Po całym dniu takich testów odkryłem że od takiego czegoś nabawiłem się siniaków na kolanach. Teraz zamierzamy w całości wykorzystać dobrodziejstwa zastosowania ESP, do typowych testów i zmian będzie aplikacja a do zmiany samego kodu będzie OTA. Zero klękania i podpinania. 
5.  Enkodery 🏎️ 
   • Początkowo marzyło nam się też imu do mapowania trasy ale to jeszcze nie teraz. Enkodery są jednak sprawdzonym sposobem na przyspieszenie robota więc będą one obecne na pokładzie Salamandry 2.0.
     
6.  Bramka pomiarowa i zautomatyzowane testy? ✨
   • Ostatni punkt to bardziej moja fantazja którą bardzo chciałbym zrealizować mimo że możliwe że nie przyniesie to faktycznych rezultatów na torze. Jestem w trakcie tworzenia laserowej bramki opartej na ESP która ma wysyłać wynik pomiaru razem z parametrami przejazdu z aplikacji(pid, prędkość i wszystko co będzie modyfikowalne) do bazy danych. W zamyśle do zrealizowania jest to żeby móc te wyniki podejrzeć, jak starczy czasu chęci i umiejętności to podejrzeć w aplikacji a jak czasu chęci i umiejętności znajdę jeszcze więcej to aplikacja będzie czytała wyniki z bazy danych po czym w trybie machine learningu będzie ładowała nowe ustawienia przejazdów aby uzupełniać bazę danych o nowe testy i ostatecznie dobrać ustawienia optymalne. Plan ambitny dlatego myślę że mimo iż robota przygotowujemy pod zbliżającą się edycję XChallenge to pracować będziemy mogli nad rozwijaniem tej konstrukcji na długo po zakończeniu tych zawodów.
     

◼ Aktualne postępy

Obecnie czekamy na dostawę PCB które będziemy mogli zalutować. Bramka pomiarowa jest na razie w częściach i nie zaprogramowana. Pracę nad aplikacją opierają się na razie na robieniu przeze mnie kursu na Udemy z Fluttera. Większość części mamy oprócz silników i magnesów do enkoderów a całokształt ostatecznego wyglądu robota raczej mamy dopracowany. Jako że udało się już zamówić płytkę stwierdziliśmy że jest to odpowiedni moment aby upublicznić nasz projekt.

📣 Gdy uda nam się coś więcej osiągnąć wrzucimy update. Liczymy że ten worklog dodatkowo zmotywuje nas do regularnej pracy 🤠. 

 

[Treker (Damian Szymański)]

@morteusz zapowiada się ciekawie, dzięki za założenie workloga - przyda się jakiś nowy robot, bo dawno nikt nie opisywał takich konstrukcjach 😉

[morteusz]

⏳ Minęły już 3 tygodnie i czas aby pochwalić się postępami.

• Przez większość czasu czekaliśmy aż płytka dojdzie z Chin a w między czasie zakupiliśmy ostatnie brakujące komponenty. Jako ostatnie do zamówienia zostały jeszcze magnesy do enkoderów. Obecnie posiadamy już pcb u siebie, @PiCh jest właśnie w trakcie lutowania elementów co nie jest łatwe przy tak małych elementach. Ja w tym czasie próbowałem dokończyć bramkę do której zamówiłem znowu stabilizator do akumulatora którym miał być zasilany układ. Na wysyłkę czekałem tydzień żeby zorientować się że zamówiłem nie to co chciałem. Tak więc jednak zdecydowałem się na wariant po kablu. Bramka dalej w trakcie prac ale w najbliższych dniach zostaną one sfinalizowane.

  

 

⚫ Czas goni bo do XChallenge został ledwie miesiąc jednak wierzymy że do tego czasu uda nam się osiągnąć satysfakcjonujący efekt 🤠.

 

[matsobdev]

I ostatecznie jak rozwiązała się kwestia ceny płytki?

[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

[morteusz]

Ostatecznie po dopłacie wyszło drożej niż się spodziewaliśmy jednak po sprawdzeniu alternatyw od chińczyka ciągle najlepiej i najtaniej (zapłaciliśmy coś ponad 100 zł). W pewnym momencie zorientowaliśmy się że zaznaczyliśmy wysyłkę która miała trwać nawet do 20 dni roboczych, czyli przyszłaby na 2 tygodnie przed zawodami 😬. Jednak całe szczęście przesyłka przyszła znacznie szybciej.

 

[matsobdev]

Było taniej, jak wszystkie płytki oddzielnie? Mam nadzieję, że nie przyczepili się do wielu wąsów, tylko do doczepów innych płytek.

[morteusz]

Zasadniczo nie jestem pewien czy oddzielnie wyszłoby taniej. Zamówienia na tamtym etapie już nie można było anulować więc nawet nie liczyłem tego ale szacunkowo chyba podobnie o ile nie identycznie. Gdybyśmy wiedzieli wcześniej z pewnością nie dawalibyśmy na przykład dwóch płytek na enkodery bo są identyczne a i tak robią po 5 odbitek.

Do wąsów się nie czepiali, policzyli nam za 8 płytek. Znalazłem później że w regulaminie mają że płytka jest oddzielna jak da się łatwo odciąć i nie jest połączona żadną ścieżką. Pewnie dałoby się zakombinować i obejść ale nawet nie próbowaliśmy szczególnie że zależy nam na czasie 😉.

[morteusz]

💢 Mini aktualizacja żeby kto nie pomyślał że nic nie wrzucamy bo nic się nie dzieje. Jest dokładnie na odwrót, taki zapiernicz że nie ma kiedy załadować 😉.

• A tak serio to niedługo zapodamy efekty prac jednak ciągle zostało nam parę problematycznych elementów do zalutowania mimo że próbując godzić naukę szkolną z pracami nad projektem robimy co możemy i nawet trochę więcej. Do Bramki pomiarowej ciągle brakuje softłeru ale pracuję nad nim. Słyszymy się niedługo!