Micromouse Devil

[grabo]

Tematyką micromouse interesowałem się od dawna, jednak dopiero w czerwcu tego roku postanowiłem spróbować swoich sił w tej właśnie kategorii. Devil jest moim pierwszym robotem tego typu, konstruując go, chciałem wypróbować parę pomysłów oraz nauczyć się o co tak naprawdę chodzi w micromouse...

Konstrukcja i napęd

Tutaj liczyła się przede wszystkim masa i wymiary, dlatego zrezygnowałem z obudowy. Rolę konstrukcji nośnej pełni główny obwód PCB na laminacie 1,5mm wykonany w firmie Satland Prototype. Jako napęd wybrałem mikrosilniki Pololu HP z przekładnią 50:1 i podwójną osią. Na osiach silników zamontowano tarczki z trackballa, które wraz z czujnikami optycznymi z myszy kulkowej pełnią rolę enkoderów. Napędy pracują w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego z rozdzielczością 4800 impulsów/obrót koła. Przy zastosowanych kołach Pololu o średnicy 32mm daje to 0,0209 mm/impuls 🙂 Trzeci punkt podparcia stanowi ball caster Pololu umieszczony na przodzie.

Elektronika

Mikrokontroler - wybór padł na 16-bitowy dsPIC33FJ64MC204. Posiada dużą liczbę peryferiów wspierających tego typu aplikacje, między innymi dwa sprzętowe interfejsy do obsługi enkoderów inkrementalnych, 6-kanałowy generator PWM z regulowanym dead-time, szybki przetwornik ADC z 4 układami Sample&Hold, DMA, a dzięki pętli PLL może pracować z częstotliwością 80MHz wykorzystując wewnętrzny oscylator. Przy tym zegarze ma wydajność 40 MIPS.

Czujniki - rolę dalmierzy pełnią diody nadawcze sparowane z fototranzystorami pracujące w paśmie podczerwieni (odpowiednio L-53F3C i L-53P3BC). Światło dzienne eliminowane jest poprzez sprzętowy filtr górnoprzepustowy.

Mostek H - tutaj nie ma niespodzianki, tak jak w większości konstrukcji tak i tutaj siedzi TB6612 firmy Toshiba 🙂 Jeden układ spokojnie wystarcza do sterowania dwoma silnikami.

Zasilanie - źródłem energii dla robota jest litowo-polimerowy pakiet modelarski 2s 500mAh. Mostek H zasilany jest bezpośrednio z niego, cała reszta elektroniki poprzez przetwornicę opartą na układzie MC34063A. Przewody zasilające pełnią dodatkowo rolę "uszka" koniecznego do awaryjnego wyciągnięcia robota z labiryntu.

W załączniku zamieszczam schemat ideowy.

Interfejs użytkownika

Do komunikacji pomiędzy robotem a użytkownikiem służą 3 przyciski, buzzer oraz graficzny wyświetlacz z telefonu Nokia 3410 o rozdzielczości 96x65 pikseli. Wyświetlane na nim menu pozwala na kalibrację czujników, zmianę nastaw prędkości, wybór trybu działania, a w trakcie mapowania i jazdy po labiryncie rysowany jest rozkład ścianek z zaznaczeniem odwiedzonych komórek oraz planowanej ścieżki przejazdu.

Oprogramowanie

W związku z ciągłym rozwojem, wersji oprogramowania było kilka. Najistotniejsze zmiany zostały wprowadzone przed zawodami we Wrocławiu, mianowicie udało się "nauczyć" Devila przeszukiwania labiryntu bez postojów co komórkę. Do algorytmu floodfill, odpowiedzialnego za rozwiązywanie labiryntu, został wprowadzony system wag, dzięki czemu robot analizuje ścieżkę nie pod względem długości ale pod względem prędkości przejazdu.

Podsumowanie

Konstrukcja w pełni spełniła moje oczekiwania i udało mi się dzięki niej osiągnąć więcej niż przypuszczałem 🙂 Przede wszystkim dała mi pojęcie na co trzeba zwracać uwagę w robotach tego typu, a wyniesioną naukę postaram się przełożyć na jeszcze lepszą konstrukcję nowej myszy 😉

Galeria

Osiągnięcia

I miejsce w kategorii MicroMouse na zawodach Sumo Challenge 2011 w Łodzi

I miejsce w kategorii MicroMouse na zawodach Robotic Arena 2011 we Wrocławiu

Pozdrawiam,
Grabo 🙂

Devil_sch.pdf

[piotreks-89]

Genialna konstrukcja! Widziałem na żywo i gały wylazły mi na wierzch i ślinka pociekła 😉 Jak robot mi się podoba to widzę jeden malusienki błąd - nie usunąłeś kalafonii w pewnych miejscach 😉 Może jest to czepialstwo, ale dobrze jest dopracowywać każdy szczegół.

Piwko poleciało już przed przeczytaniem opisu 🤣

Czekam na kolejnego MM twojego autorstwa i mam nadzieję, że w Warszawie również będzie okazja troszkę pogawędzić jak to było we Wrocławiu 😉

[grabo]

nie usunąłeś kalafonii w pewnych miejscach

Nie używam kalafonii, co najwyżej topnika w żelu 🙂 rzeczywiście mogło coś pozostać, bo to dość stare fotki 😉

[KD93]

Kurde, nie wiem co napisać, bo nie ma się do czego przyczepić 😃 Po prostu najlepszy MM w Polsce. Po raz n-ty gratulacje 🙂

Jedno mam tylko pytanko, bo widziałem w kilku robotach jeszcze czujniki pod kątem 45 stopni. Uważasz że są niepotrzebne, czy może masz zamiar je kiedyś dodać?

[ Dodano: 17-12-2011, 15:01 ]

A rysowanie labiryntu mnie urzekło 😃

[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

[piotreks-89]

W takim razie zwracam honor 😉 Właśnie dziwiło mnie to "obudowanie" czujników, bo na RA miałeś tylko zaciśnięte w termokurczkach. Robot wymiata i tyle 😉

KD93 te czujniki pod kątem 45 stopni dają możliwość jeżdżenia ukosem po labiryncie 😉

[grabo]

KD93, czujniki pod kątem mają sens, jednak trzeba wiedzieć jak je efektywnie wykorzystać. W kolejnej myszy na pewno spróbuję. A skoro spodobało Ci się rysowanie labiryntu:

labirynt z zawodów we Wrocławiu 🙂 Niestety nie mam w lepszej jakości...

@ piotreks-89, niestety nie trafiłeś 🙂 Jazda po skosach i czujniki boczne pod kątem to dwa osobne zagadnienia, ale to raczej zagadnienie na osobny artykuł...

[piotreks-89]

No, nie trafiłem 🤣 Zawsze wydawało mi się, że czujniki pod kątem 45 stopni służą głównie do jazdy po skosie, ale jednak moja wiedza w tym zakresie jest zbyt mała 😉

[GAndaLF]

W jaki sposób masz rozwiązane wagi tras? Używałeś samych intów i bawiłeś się skalowaniem, czy zastosowałeś floaty i jakieś ułamkowe premie za jazdę prosto? Poza tym wartości wag dawałeś na czuja czy są wynikiem testów?

Ogólnie świetny robot. Można powiedzieć, że wyprzedziłeś swoją epokę jeżeli chodzi o zawody Micromouse co dobrze obrazują wyniki z czasami 😃

piotreks do jazdy po skosie służą czujniki patrzące na wprost. Dlatego właśnie są szeroko rozstawiane. Czujniki na skos chyba patrzą na boczne ściany następnej komórki i mogą pomagać w korekcji pozycjonowania czujników na podstawie ścian bocznych ale tego akurat nie jestem pewny. Za to jestem pewny, że najszybsze MM nie używają czujników patrzących 90 stopni w bok tylko same skośne.

[Robomaniak]

W jaki sposób zamocowałeś wyświetlacz bo na zdjęciach nie widać?

[KD93]

To teraz ja strzelam, z tymi czujnikami po skosie chodzi o szybsze wykrywanie końca ścianki? Coś podobnego jak czujniki pod kątem do wykrywania krawędzi dohyo w sumo/minisumo?

[kamil-s]

Chciałbym Pogratulować robota, aż żałuje że nie jestem wstanie obejrzeć go na żywo, może w przyszłości jak zacznę startować na zawodach 😃 Zdaje sobie sprawę z trudności konstrukcji tego robota. Dziękuje za wielki krok dla Polski w stronę micromouse 😃

[GAndaLF]

Na schemacie widzę, że diody przednie i boczne masz połączone po dwie, żeby sterować nimi na raz. Widziałem, że najlepsze MM w Japonii mają rozdzielone kanały dla dwóch diod świecących w przód, żeby uniknąć interferencji. To ma jakieś realne znaczenie dla jakości odczytu?

[Maszto]

Gratuluje !

[Naelektryzowany]

Robocik super się prezentuje.

A to taki mały prezencik, dla ciebie grabo... jakoś nie miałem okazji tego opublikować 😃

[mog123]

Powiedz grabo, jak tam ten Twój dspic się wyrabia?🙂