Minisumo FlyingMamut

[mcwo82]

FlyingMamut to nasz pierwszy robot.

Założenia były takie żeby na nim się nauczyć.

Robot był rozwijany od września 2012 do maja 2013. Dzięki udziałowi w międzyczasie w zawodach udało się w miarę możliwośći projekt na tyle poprawić że na ostatnich zawodach - Robocomp 2013 zajęliśmy 3 miejsce.

Projektowanie

Robot nie był jakoś szczególnie projektowany. Wykonaliśmy kilka szkiców i obraliśmy ogólną koncepcję. Robot miał być kostką, a z przodu miała wysuwać się tzw "Łapa" czyli blaszka pełniąca rolę klina. Jeśli chodzi o elektronikę to założyłem płytkę 1 stronną o wymiarach zbliżonych do 10x10, w technologii przewlekanej (2,54mm).

Schemat i płytki

Schemat i płytki zostały wykonane w Eaglu. Płyta głowna ma dosyć duży rozmiar, który na pewno mógłbły być mniejszy gdyby płytka była dwustronna. Dodatkowo zaprojektowałem osobne płytki dla elementów potrzebnych dla czujników CNY70 oraz Sharp 10 i 5 cm. Od tych czujników do głównej płytki biegną 3 żyłowe przewody.

Elektronika

Postawowe elementy wykorzystane w układzie to:

1. Procesor Atmega 16 - sterowanie całym robotem

2. 5 czujników 40 cm Sharp GP2Y0D340K - czujniki przeciwnika ustawione pod kątem 45 st. tak że pokrywają kąt widzenia 180 st.

3. 4 czujniki linii - CNY70 - do wykrywania linii oczywiście.

4. 2 czujniki 10 cm Sharp GP2Y0D810Z0F oraz 2 czujniki 5 cm Sharp GP2Y0D805Z0F. Czujniki te początkowo miały służyć dla wykrywania celów pod "łapą". Obecne informują że robot jest w zwarciu i pomagają reagować odpowiednio.

5. L298N - dwukanałowy mostek H dla silników głównych, sterowany sygnałami PWM z procesora

6. Jednokanałowy mostek H L293D, początkowo używany dla sterowania silnikiem łapy a następnie silnika otwierania skrzydeł. Sterowany zero-jedynkowo z procesora.

7. Stabilizator napięcia LM7805 dla zapewnienia 5V zasilania dla układów.

Płytka została zrobiona medotą domową (termotransfer), podobnie jak lutowanie. Nadspodziewany rozmiar diod 1N5822 sprawił, że musiały one zostać powyginane w artystyczny sposób

Generalnie elektronika spełnia dobrze swoje zadania, chodź korzystając z technologii powierzchniowej i płytki dwustronnej można by dużo miejsca zaoszczędzić. Nie została ona w żaden sposób zmodyfikowana od początku istnienia robota.

Zasilanie

Zdecydowaliśmy się na zasilanie 11,1 V z 3 celowego pakietu Dualsky. Początkowo był to pakiet 800 mAh, a następnie daliśmy wersję 400 mAh która w zupełności wystarcza a jest dużo mniejsza.

Odpowiednie napięcie dla układów elektronicznych (5V) zapewnia stabilizator liniowy. Jeśli chodzi o silniki to PWM tak dobiera napięcie średnie aby ich nie spalić (max 9V).

Mechanika

Podstawa robota wykonana jest z stalowej blachy wycinanej poprzez cięcie wodą i odpowiednio powyginanej. Górna obudowa wykonana jest z cieńskiego aluminium. Materiały zostały wzięte z przedmiotów codziennego użytku typu tace itd.

Silniki główne to kultowe Pololu 50:1. Są one bardzo dobre dla potrzeb Minisumo. Niestety było z nimi najwięcej awarii - dwa już się spaliły :/ Silniki początkowo zajdowały się w przedniej części robota, a obecnie znajdują się z tyłu, co bardzo poprawiło przyczepność podczas zwarcia, dzięki czemu robot nie daje się tak łatwo przepchnąć.

Silniki i akumulator umieszczone są na spodzie robota a nad nimi płytka z elektroniką. Z przodu w rogach obudowy znajdują czujniki linii, jeden znajduje się z tyłu.

W ostatecznej wersji przód robota uformowany jest w tzw. klin. Klin ma dość stromy kąt ze względu na duże rozmiary płytki z elektroniką.

Początkowo wykorzystywaliśmy koła Pololu ale zupełnie nie spełniały one swojej funkcji. Robot pływał nawet przy niewielkich zakrętach. Obecnie sami odlewamy koła z silikonu co bardzo poprawiło przyczepność robota.

Łapa

Łapa w zamyśle miała służyć to podcięcia i wyrzucenia innych robotów z ringu. Niestety jej zamysł niezbyt się sprawdził.

Przed walką znajdowała się pod robotem i następnie przy starcie walki była wysuwana poprzez silnik Pololu 1000:1 na którego był osadzony nagwintowany pręt. Położenie łapy było kontrolowane przez dwa styczniki informujące o skrajnych położeniach.

W momencie wykrycia wjazdu przeciwnika na łapę (czujniki 5cm) miała ona możliwość podniesienia się pod kątem 45stopni. Niestety niezbyt to działało przy obciążeniu, a dodatkowym problemem był fakt że roboty z dobryk klinem wbiłały się pod łapę.

Skrzydła

Skrzydła są elementem podpatrzonym na filmikach z zawodów w Japoni. Mają one w zamyśle zmylać czujniki przeciwnika, podobnie jak płahta działa na byka Skrzydła przed walką są w pozycji pionowej tak aby zmieścić się w obrysie 10x10 cm a następnie są rozkładane poprzez wyciągniecie zawleczki przez silnik umieszczony na obudowie robota.

Były one rozwijane w kilku fazach. Poszczególne elementy takie jak system otwierania, ich ułożenie, amortyzatory były kilkakrotnie ulepszane.

Skrzydła na pewno w niektórych walkach pomogły, a pozatym są charakterystycznym elementem robota zapewniającym jego rozpoznawalność.

Początkowy wygląd robota

Robot w wersji końcowej

Program

Program stworzony jest w oparciu o konkretne reguły odpowiadające staną czujników oraz stanowi logiki. Na podstawie stanu czujników i stanu obecnego ustalany jest stan następny.

Program został napisany w języku C.Używałem WinAVR. Programuję przez USBAsp. Do debugowania programu używam złącza RS-232, którego moduł z układem MAX232 podpisany jest dodatkowo do robota. W przyszłości planujemy skorzystać z modułów radiowych lub bluetooth.

Podsumowanie

Mimo wiadomych wad, jesteśmy zadowoleni z tego robota. Na pewno pozwolił on się nam dużo nauczyć i rozwinąć jako konstruktorzy robotów. Dzięki modyfikacją z zawodów na zawody stawał się coraz lepszy i udało się w końcu stanąć na podium. Zdajemy sobie oczywiście sprawę, że nie jest w stanie rywalizować z robotami z najwyższej półki. Mimo to robot będzie startował w kolejnych zawodach, przynajmniej do momentu aż powstanie nasz następny minisumo.

[Gamer9981]

Widzę że potrafisz cofać czas

Robot był rozwijany od września 2013 do maja 2013.

A robot bardzo fajny

[mcwo82]

Widzę że potrafisz cofać czas

Heh niestety nie ma tak dobrze, a przydało by się

Zaraz poprawię...

Pozdr. M.

[fazi787]

Witam. Według mnie bardzo ciekawy i fajny robot. Gratuluje! Będzie jakiś filmik?

Mam takie małe pytanko. Czy poleciłbyś atmegę 16? Ponieważ sam się nad nią zastanawiam, chciałbym ją użyć do następnego robota. Jesteś z niej zadowolony?

[mcwo82]

>> Według mnie bardzo ciekawy i fajny robot.

Cześć, dzięki

>>Będzie jakiś filmik?

Będę za tydzień we Wrocławiu to jakieś walki ponagrywam i wrzucę

>> Czy poleciłbyś atmegę 16

Nie mam praktycznie porównania z innymi prockami bo zawsze do moich projektów używam ATMegi16, ale jestem z niej bardzo zadowolony. Ma wszystko czego potrzebuje do robota, w tej konfiguracji.

Teraz buduję mikrosumo i też użyłem ATMegi16.

W przyszłości myśle żeby przesiąść się na ATXMega ale to wymaga inwestycji w nowy programator.

[OldSkull]

mcwo82, lepiej pomyśl a ARMie. ATxmega to tylko lepiej taktowana ATmega i włąściwie tyle. fakt, że ma często fajne peryferia, ale rdzeń jest ten sam stary co kiedyś. AVR32 odradzam, aczkolwiek środowisko jest darmowe. Znacznie lepiej jakieś LPC - darmowe środowisko, bardzo tanie zestawy z JTAGiem, tani, popularny, dobre dokumentacje (w przeciwieństwie do STM32 i Freescale'a).

[MirekCz]

hmm, nie wiem o co chodzi z dokumentacją do STM32, bo używam od dawna i nigdy nie miałem problemów z dokumentacją? Przykładów też od groma, bo stm32 były chyba pierwszymi powszechnie dostępnymi mikrokontrolerami z rdzeniem cortex-m3...

[jacuś123]

Bardzo ładny robot