Podwozie Mini Flippy

[dondu]

Ten temat jest pochodną: Jakie roboty na zajęcia z dziećmi?

Szukając tanich elementów z których mógłbym zrobić kilkanaście robotów, znalazłem na polskim serwisie aukcyjnym, bardzo tanią zabawkę, którą postanowiłem wykorzystać do moich celów.

Opisują tutaj z dwóch powodów:

1. mam parę pytań (o tym później)

2. może komuś się przyda bo cena na dzień pisania postu to zaledwie 19zł.

Ale dla mnie ważniejsze są pytania które zadaję poniżej (na niebiesko), a są związane z tym podwoziem.

W skład wchodzi:

1. podwozie

1.1 4x4 w wersji czołgowej (2 silniki)

1.2 koła pełne gumowe, o bardzo dobrej przyczepności.

1.3 akumulator Ni-MH 100mA 1,2V

1.4 płytka sterująca z 2 mostaki H oraz odbiornikiem 27MHz

2. Nadajnik 27MHz

3. Ładowarka bateryjna - szybkie ładowanie w 80 sek.

4. reszta (komplet baterii, klipsy na pasek do ładowarki, smycz, instrukcja)

Produkt chiński, więc stosunek cena do jakość - wszyscy znamy 🤣

PODWOZIE

Kupiłem przede wszystkim dla podwozia. Ponieważ jest niewielkie (wymiary na zdjęciach), Jego wytrzymałość budzi moje obawy w kontakcie z dziećmi i młodzieżą. Ale dla nieco doświadczonego robotyka jest wystarczające.

Sumo z tego nie zrobię (słabe silniczki), ale szybkość, zwinność i wystarczająca moc by przy dojechaniu do ściany dynamicznie wywrócić się "do góry nogami", jest naprawdę imponująca.

Po ściągnięciu obudowy górnej i dolnej:

PŁYTKA STERUJĄCA

Sterowanie silnikami:

Ponieważ chcę wykorzystać jako podwozie do budowy robota do szkolenia dzieciaków, stąd musiałem zobaczyć co da się z tej elektroniki w podwoziu wykorzystać.

Na pokładzie są dwa tranzystorowe (bipolarne) pełne mostki H. Schemat jest zbliżony do tego:

Tranzystory posiadają jedynie oznaczenia na obudowach Y1 i Y2.

Rezystory nieco inne ale jest za to kondensator filtrujący silnik (zamontowany na płytce).

Najważniejszą różnicą jest brak rezystorów podciągających bazę górnych tranzystorów PNP do VCC (rezystory RSP1, RSP2, RDP1, RDP2).

Drugą istotną sprawą jest brak diod zabezpieczających tranzystory (trzeba będzie zamontować).

Łatwo można przeciąć ścieżki i podłączyć mostek pod własny uC.

Odbiornik 27MHz:

Na płytce jest także odbiornik 24MHz, co najmniej dwukanałowy (osobno prawe i lewe koła w obu kierunkach). Pozwala to na na pełną swobodę sterowania włącznie z kręceniem się wokół własnej osi w prawo lub lewo.

Nadajnik i odbiornik pracują w trybie bez PWM czyli stop, albo maksymalne obroty silników.

Odcinając ścieżki układu sterującego od mostka H, mam zamiar podłączyć wyjścia układu do mojego uC i wykorzystać odbiornik do własnych celów. Nie sprawdzałem jeszcze takiego rozwiązania, ale na pewno mogę liczyć na dwa osobne kanały w wersji ON/OFF.

Ale może da się przerobić łatwo na PWM zarówno nadajnik jak i dobiornik - zobaczę w późniejszym czasie gdy rozpracuję tę część schematu odbiornika i wykonam jakieś próby. Nie jest to na razie moim priorytetem.

Zasięg zestawu nadajnik odbiornik to zaledwie kilka metrów (mniej niż 5, powyżej przerywa - może baterie "już nie teges").

PROBLEM

Schemat vs hamowanie dynamiczne

Patrząc na schemat powyżej, czy dobrze rozumie, że przy takim układzie nie ma możliwości stosowania hamowania dynamicznego?

Sądzę, że nie więc bez przeróbki się nie obejdzie.

CO PLANUJĘ?

Na pokładzie dodatkowo będzie na pewno:

1. Zasilanie dodatkowe 3,6V lub 4,8V

2. Atmega8 , 48 lub 88, a może 32 - zależy od wielu czynników w tym ceny

3. serwo Turingy TG9e zamontowane z przodu a na nim czujniki - pasuje wielkością i ciężarem - mała przeróbka podwozia będzie niezbędna.

Muszę zaplanować co z tego robota dzieciaki "wyciągną". Z jednej strony muszę patrzeć na koszty (wolontariat finansowany z własnej kieszeni), z drugiej dzieciaki muszą mieć frajdę a robot musi być w miarę uniwersalny. Trudne do pogodzenia 🙂

Pierwsze zadania i tak będą związane z poruszaniem się bez czujników, więc parę godzin na to pójdzie, może nawet kilkanaście.

Drugie - Line follower

Sprawa oczywista i w miarę tania, a wiele możliwości i nauki daje.

Pytanie: Jakie najtańsze czujniki odbiciowe radzicie zamontować do tak niewielkiego robota?

Trzecie - Czujniki krańcowe (wąsy przednie i tylne)

Proste i oczywiste.

Czwarte - bawimy się światłem

Motto - tanie czujniki (fotorezystory lub inne), ale w większej ilości, by były większe możliwości wymyślania konkurencji zawodów wewnątrz klubowych.

Fotoczujniki :

- zamontowane z każdej strony robota po jednym (łącznie 4 sztuki)

- na serwie 2 sztuki przedzielone przegrodą, by móc stwierdzić z której strony pada światło.

- czujniki podłączone pod ADC

co daje mi światłoluba 6 generacji 🙂

Ale dodatkowo przeszkody:

Podstawą będą lekkie przeszkody w kształcie walca stojące na planszy ograniczonej jak dla robotów sumo. Ponieważ będzie miał czujniki odbiciowe linii, stąd poruszać się będzie w zakresie planszy.

Walce będą świecić oraz będą gasnąć gdy oświetli się je z bliskiej odległości LED-em.

Pomysły na konkurencje

Konkurencje dla pojedynczego robota:

A. usuwanie świecących walców z planszy.

B. usuwanie walców według kolejności (walec mruga podając swój numer). Robot podjeżdża odczytuje numer i decyduje.

C. wyłączanie świecenia walców poprzez odnalezienie świecącego walca i oświetlenie go z bliska diodą.

D. łączenie tych konkurencji w jedną, czyli sprzątnięcie walców z planszy według kolejności, z łącznym zgaszeniem sprzątniętych walców.

I tu się kończą moje pomysły, ale może macie jakieś inne na konkurencje ze światłem?

[KD93]

Jakie najtańsze czujniki odbiciowe radzicie zamontować do tak niewielkiego robota?

http://electropark.pl/czujniki-optyczne/773-hsdl-9100.html

Bodajże do 60mm.

[Robomaniak]

może lekki off top ale miałbym do Ciebie prośbę czy mógłbyś dać jakieś dokładniejsze zdjęcia przekładni i wymiary silniczków

[dondu]

może lekki off top ale miałbym do Ciebie prośbę czy mógłbyś dać jakieś dokładniejsze zdjęcia przekładni i wymiary silniczków

Żaden problem, ale nieco później teraz zmykam.

@ KD93 Czujniki także do odczytu linii. Jakie? Cena najistotniejsza.

[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

[Bobby]

To chyba KTIRy są najtańsze.

[KD93]

@ KD93 Czujniki także do odczytu linii. Jakie? Cena najistotniejsza.

Sorry, nie doczytałem. Ale notabene do odczytu linii tak jak Bobby pisze KTIR'y są tanie i bardzo małe, więc nie wiem po co pytanie jakie, bo przypuszczam że znasz te czujniki.

[Naelektryzowany]

Jeżeli najtaniej to można wykorzystać diody ir + fototranzystory z filtrem. Przetestowane 3mm diody (40gr/szt) i fototranzystory (60gr/szt) od lispolu.

[dondu]

może lekki off top ale miałbym do Ciebie prośbę czy mógłbyś dać jakieś dokładniejsze zdjęcia przekładni i wymiary silniczków

Proszę bardzo:

Silniczki:

dł. korpusu: 12mm

długość całkowita z zębatką: 16mm

średnica: 6mm

zębatka: 6 zębów

mierzone linijką bo suwmiarkę gdzieś mi wcięło 🙁

Najpierw kupiłem jeden, by zobaczyć jego jakość i bebechy, a później dokupiłem jeszcze 9 szt.

[dondu]

MODUŁ STEROWANIA PODWOZIEM

Ponieważ projekt dotyczy zajęć z dzieciakami, zdecydowałem się na zaprojektowanie osobnego Modułu Sterowania Podwoziem (MSP), które będzie komunikować się z Modułem Głównym (MG) sterującym robotem poprzez SPI.

MSP na stałe zamontowany na podwoziu.

MG montowany od góry na goldpinach.

MSP oparty będzie najprawdopodobniej o Atmega48 w obudowie TQFP.

MSP nie będzie mogło być programowane przez dzieciaki.

Mostek H oparty o tranzystory z oryginalnego modułu sterowania.

Dla orientacji podaję wymiary (maksymalne) płytek modułów:

MSP: 35mm x 30mm

MG: 25mm x 60mm

To dla mnie dobre rozwiązanie, dające:

1. uproszczenie obsługi podwozia dla początkujących dzieciaków (bardzo istotne!),
2. poprawne sterowanie tranzystorowego mostka H z programową eliminacją stanów zabronionych,
3. sterowanie silnikami za pomocą PWM,
4. wykorzystanie pełnych możliwości mostka H (hamowanie),
5. możliwość zaimplementowania w podwoziu pełnego PID,
6. dwa dwukierunkowe enkodery na prawe i lewe koła.

7. pomiar obciążenia (prądu) obu silników.

Innymi słowy, dzieciaki dostaną gotowe funkcje komunikacji z podwoziem, a podwozie będzie eliminowało głupoty sterowania 🙂 dając dodatkowo gotowe informacje dot. podwozia. To bardzo istotna zaleta by szybko i łatwo mogły osiągnąć pierwsze rezultaty zabawy z robotami.

I moje pytanie: Czy coś jeszcze powinienem zaimplementować w części MSP + podwozie?

[ProeXtreme]

Jeśli zabawa dzieci polegać będzie tylko na programowaniu to nic więcej nie przychodzi mi do głowy. Natomiast jeśli dzieci będą miały coś same podłączać to lepiej zabezpieczyć obwody przed zwarciem.

[dondu]

Jeśli zabawa dzieci polegać będzie tylko na programowaniu to nic więcej nie przychodzi mi do głowy. Natomiast jeśli dzieci będą miały coś same podłączać to lepiej zabezpieczyć obwody przed zwarciem.

Dziękuję za przypomnienie o możliwości zwarcia - nie opisałem tego więc nadrabiam:

Do MSP będą wpinać tylko moduł MG.

Czujniki, serwo, itp. będą podłączć tylko do MG.

MG będzie zasilane z MSP przez goldpiny (brak możliwości nieprawidłowego połączenia).

MSP będzie zasilane z aku i tutaj zabezpieczenie będzie (albo odpowiednie gniazdo z wtyczką, albo dioda).

Same silniki zasilane są niższym napięciem (1,2V) stąd do ich zasilania będzie osobny LDO umieszczony na module MSP .