Micromouse Vampire2

[amuzyka]

Vampire2 to moja druga konstrukcja micromouse. W porównaniu z pierwszą konstrukcją (Vampire) wprowadzono pewne zmiany mechaniczne jak dodanie żyroskopu, zmiana enkoderów oraz zmniejszenie wymiarów płyty PCB.

Konstrukcja mechaniczna i zasilanie

Podwoziem robota jest płyta PCB wykonana w firmie Satland Prototype. Napędem są silniki Pololu 30:1 sterowane za pośrednictwem mostka TB6612. Koła standardowe Pololu. Ostatecznie udało się uzyskać myszkę o wymiarach maksymalnych 95x75mm, co pozwala poruszanie się po skosie. Prześwit robota został ustawiony dla bezpieczeństwa na 4mm. Maksymalna prędkość jaką udało mi się uzyskać na tych silnikach to 1.6m/s.

Robot zasilany jest z akumulatora litowo-polimerowego. W tej chwili jest to Pakiet LiPol Dualsky 150mAh 7.4V. Pakiet spokojnie wystarcza na wykonanie przejazdów podczas zawodów.

Elektronika

Mózgiem robota jest mikrokontroler STM32F407VGT6. Głównymi cechami są: taktowanie 168 MHz, 192kB RAM, 1MB flash, duża liczba peryferii z czego wiele ze wsparciem DMA, sprzętowa obsługa wejść kwadraturowych, wiele dostępnych interfejsów komunikacyjnych. Model ten stosowany jest w płytce ewaluacyjnej Discovery, dzięki czemu po testach z płytką ewaluacyjną kod nie wymagał żadnych zmian aby przenieść go na robota.

W konstrukcji użyto enkodery magnetyczne AS5306 oraz magnesy zamocowane na obręcze kół z 72 polami magnetycznymi. W rezultacie z enkoderów otrzymujemy 5700 imp/obrót co daje dokładność 0,017 mm/imp.

Jako dalmierzy użyto diod podczerwieni SFH4511 w parze z fototranzystorami TEFT4300. Diody sterowane są poprzez układ ULN2003, każda osobno. Dalmierze zapewniają dość dobrą charakterystykę w zakresie 0-20 cm.

Robot wyposażony jest w żyroskop cyfrowy L3GD20. Posiada on bardzo mały dryf, zakres do +-2000st/s oraz interfejs SPI.

Interfejs użytkownika

Do wybierania trybów pracy wykorzystano 4 przyciski. Na płycie są również 4 diody. Płyta posiada wyprowadzenie dla wyświetlacza z telefonu Nokia 3310, który obecnie nie jest zamontowany. Wyprowadzony został również interfejs UART do komunikacji z PC.

Oprogramowanie

Oprogramowanie w dalszym ciągu jest rozwijane. W aktualnej wersji uzyskano stabilną jazdę w labiryncie. Algorytm pozwala na przeszukiwanie labiryntu pole po polu z zatrzymywaniem się na każdym polu. Wyszukiwanie trasy przy użyciu algorytmu floodfill z dodanymi różnymi wagami dla prostych i zakrętów, odpowiednio 1 i 3. Sterowanie dynamiką bazuje na pomyśle opisanym w [Programowanie] Sterowanie robotem mobilnym klasy (2,0) .

Podsumowanie

Robot spełnił moje oczekiwania. Pierwszy cel, czyli stabilne i przewidywalne zachowanie w labiryncie, został osiągnięty. Trwają prace nad rozwojem algorytmu przeszukiwania aby możliwe było przeszukiwanie bez zatrzymywania się, a w przyszłości również wymiana i przystosowanie robota do silników z przekładnią 10:1.

Galeria

Osiągnięcia

I miejsce w kategorii MicroMouse na zawodach Robomaticon 2013 w Warszawie

Pozdrawiam

[MacGyver]

Gratulacje zbudowania tak zacnej konstrukcji. Nie myślałeś o dodaniu modułu bluetooth i debugowania myszki z poziomu komputera? Właściwie to z micromousami zaczyna sie robić tak jak w kategori LF, każdy staje się jak brat bliźniak, ale podobną sytuacje obserwuje sie w formule pierwszej, gdzie każdy bolid wygląda identycznie a liczy sie kierowca. W przypadku robotów osobą, która ma wpływ na ostateczny rezultat jest programista.

Powodzenia w kolejnych konstrukcjach.

[Mechano]

Super myszka, ale czy żyroskop nie powinien być bliżej osi obrotu? Myszka strasznie długo czeka po zatrzymaniu na zakręt, jazdę. Podasz link do enkoderów?

[Bobby]

Mechano, a co to za różnica, w którym miejscu będzie żyroskop? Geometrycznie patrząc, to zawsze będzie ten sam kąt, niezależnie, czy będzie w osi obrotu, czy oddalony od niego

amuzyka, gratuluję udanej myszy Nie myślałeś nad zmianą ogumienia na coś lepszego (np. mini-z)? Pozwoliłoby to na większe przyspieszenia.

[amuzyka]

Enkodery można zasamplować z ams:

As5306

Później na pewno koła/opony będą zmieniane szczególnie gdy przyspieszenia i prędkości będą rosły, teraz liczyła się przede wszystkim stabilna jazda. Jeśli chodzi o komunikację BT to w ramach projektu inżynierskiego napisałem aplikację diagnostyczną dla mm z komunikacją BT, dzięki czemu mogę konfigurować lub analizować to co się dzieje w mm w czasie rzeczywistym podczas jazdy

[Mechano]

Czy w takim razie możesz podzielić się aplikacją czy nie bardzo?

[Macio]

Moim zdaniem kombinowanie z ogumieniem i czterema kołami wydłuża czas budowy robota a niewiele wnosi w działanie konstrukcji. Na kołach z Pololu można wykręcić przyspieszenia 9-10m/s2 w zależności od powierzchni labiryntu. Granicę w polskich robotach wyznacza algorytm sterujący robotem a nie samo ogumienie. Gwarancją sukcesu w konkurencji micromouse jest obecnie robot stabilnie wykonujący swoje zadanie a nie najszybszy, najlepiej dopracowany mechanicznie.

[grabo]

Na cztery koła rzeczywiście jest jeszcze za wcześnie jeśli chodzi o micromouse w Polsce, ale powoli nadchodzi kres możliwości kół i opon Pololu. Niestety przy pewnych prędkościach, szczególnie w zakręcie, dosyć łatwo jest zerwać przyczepność, nawet lekkim robotem poniżej 100g. Co do algorytmów to działa to w dwie strony - szybki robot nie ukończy przejazdu przez niedopracowany algorytm, a "dobrze oprogramowany" nie nadrobi samym softem braków w dynamice, wszystko musi iść w parze. Chociaż póki co polskie labirynty chyba nie są gotowe na szybkie myszy, w większości przez uskoki na łączeniach płyt, a organizatorzy niczym drogowcy - zamiast łatać nierówności wstawiają znaki ostrzegawcze

[Mechano]

Czy mysz będzie rozwijana w kierunku jazdy po skosie?

[ProeXtreme]

Czy mysz będzie rozwijana w kierunku jazdy po skosie?

Myślę, że na pewno będzie. Skoro są do tego predyspozycje to czemu z tego w pełni nie skorzystać?

[Alvedro]

Co to za magnesy i gdzie je kupowałeś?

[GreenYe]

Hi,
I am very interested about using AS5304/5306 as encoder to make a mouse. Since I saw you use AS5306 on your mouse other than AS5304, how close do you have to place your magnets to the encoder IC in order to get proper reading? The distance that suggested from Datasheet is 0.4mm for AS5306 and AS5304, do you think that is the reason the mouse Rapid use AS5304 instead? I am looking forward your answer, thank you very much.