Freestyle Robot wielozadaniowy

[Granat]

Witam, chciałbym przedstawić wam jedną z moich ostatnich konstrukcji - robota wielozadaniowego. Prace nad robotem zacząłem około rok temu gdzie zaprojektowałem i wykonałem pierwszą jego "wersję". Przez następne 6 miesięcy stopniowo ją modernizowałem.

W założeniach miała to być platforma czterokołowa wyposażona w manipulator, jednak stwierdziłem że trochę źle zaplanowałem kilka kwestii i robot zostanie już w aktualnym stanie a platformę z manipulatorem potraktuję jako osobną konstrukcję.

W obecnym stanie robot pełni następujące funkcje:

• bezkolizyjne poruszanie się, realizowane z pomocą dalmierza Sharp GP2Y0A21YKOF, na pewnym etapie używałem również ultradźwiękowego czujnika HC-SR04 ale nie wychodziło mi za bardzo łączenie dwóch pomiarów w programie i postanowiłem zostawić samego Sharpa.

• radiowa komunikacja z pilotem sterowniczym

• pomiar naświetlenia miejsca w jakim znajduje się robot i załączanie latarki

• pomiar prędkości obrotowej dwóch przednich kół, za pomocą tarczy i transoptorów CNY70 (nie jest co prawda zbyt dokładny, ale jest)

Krótki opis budowy robota :

• Mikrokontroler główny to Atmega32

• Mikrokontroler nadajnika to Atmega16

• Zasilanie : Żelowy akumulator 12V , pojemność 2200 mAh , napięcie jest stabilizowane przez stabilizatory LM7805 oraz LM338

• Mostki H to scalone mostki L298 zabezpieczone diodami , jeden na tył i jeden na przód

• LM339 jako komparator do 2 transoptorów CNY70 , pracujących jako enkodery

• Napęd kół robota to 4 przerobione analogowe serwa CYS3600

• Serwo obracające czujnikiem Sharp to Tower Pro SG-90

• Serwo obracające latarką to Redox S90

• Moduł radiowej komunikacji to HM-R868S i HM-T868S

• Wyświetlacze LCD 16x2

Mechanika

Cała konstrukcja mechaniczna wykonana została z odpadów blachy aluminiowej o grubości 3mm. Podwozie , koła, mocowania serw, wsporniki i błotniki narysowane zostały w cadzie i wypalone laserem. Robot posiada lekko amortyzowane zawieszenie Amortyzator jest bardzo prostej budowy- w uchwycie serwomechanizmu wkręcone są dwie teflonowe tulejki które umożliwiają przesuwanie uchwytów po prowadnicach które wykonałem ze śrub M8x90 a na śrubach osadzone są sprężyny o średnicy 8mm które amortyzują przesuwający się uchwyt. Tarcie między tulejami a prowadnicami postarałem się wyeliminować poprzez zastosowanie smaru teflonowego. Możliwa jest regulacja długości rozstawu kół i wysokości zawieszenia.

Pokrywa obudowy wykonana jest z przeźroczystej pleksi o grubości 4mm. Pokrywa miała służyć zamontowaniu na niej manipulatora . Aluminiowe błotniki stanowią ochronę razie upadku lub przewrócenia się robota oraz nadają konstrukcji trochę lepszy wygląd. 🙂

Koła mają średnicę 120 mm i zostały wykonane z 3 sklejonych ze sobą blach aluminiowych o grubości 2mm. Jako oponkę zastosowałem zużyte paski rozrządu przyklejone Poxipolem. Koła zamontowane są do serw za pomocą orczyków.

Elektronika

Robot posiada kilka płytek modułowych wykonanych metodą termotransferu. Na każdej płytce zastosowałem złącza goldpin co umożliwia szybką zmianę podłączeń , modernizację lub wymianę płytek. Dzięki przeźroczystej pokrywie każda płytka jest dobrze widoczna i łatwo dzięki temu przedstawić komuś budowę robota. Jednym podoba się odsłonięta "kabelkologia" , inni jednak wolą gdy wnętrze robota jest zasłonięte, każdy ma swój gust 🙂 . Wszystkie płytki rysowałem w programie Eagle.

Zasilacz

Jako osobną płytkę postanowiłem również wykonać sekcję zasilania. Użyłem dwóch stabilizatorów - do części elektronicznej LM7805 natomiast do zasilania napędów użyłem regulowanego stabilizatora LM338. Chłodzone są radiatorem i małym wentylatorkiem.

Płyta główna

Jest to płytka na której znajduję się główny mikroprocesor Atmega32 wraz z wyświetlaczem lcd. Na płytce umieszczone są również przyciski służące do zmiany parametrów jazdy, buzzer , złącze programatora oraz 3 diody sygnalizacyjne. Płytka posiada również 2 rzędy złącz goldpin zasilających.

Płytki z mostkami H

Jako że robot posiada 4 niezależnie napędzane koła użyłem dwóch podwójnych scalonych mostków L298. Zabezpieczyłem je diodami Schottky'ego 3A. W sumie standardowa konfiguracja, na wyjścia silników podłączyłem kondensatory 470uF.

Płytka obsługująca enkodery

Jako komparator analogowy zastosowałem LM339. Płytka posiada 4 gniazda do obsługi transoptorów. Ogólnie to pomiar za pomocą CNY70 i tarcz nie był zbyt dokładny, obecnie ta funkcja jest nieaktywna ale przynajmniej sporo się nauczyłem i wiem już co zmienić w nowej konstrukcji .

Pilot sterowniczy

Posiada wyświetlacz LCD 16x2 oraz mikroprocesor Atmega16. Do transmisji radiowej użyłem zestawu HM-R868S i HM-T868S . Transmisja nie jest co prawda zbyt dokładna, nie można nią przesyłać jakichś specjalnie dokładnych i ważnych danych ale do sterowania robotem, przesyłania wartości wypełnienia zestaw nadał się całkiem dobrze. Zasięg na jakim sprawdzałem działanie transmisji to około 120m (na osiedlu, ale między mną a robotem była otwarta przestrzeń). Dane wysyłam przez UART na prędkości 9600 bps. Pilot posiada również termometr , działający na czujniku LM35 podłączonym do przetwornika ADC. Konfigruacja podłączenia przycisków na pilocie jest możliwa dzięki złączom goldpin.

Program

Program w robocie jak i w pilocie sterowniczym jest napisany w Bascomie. Gdy zaczynałem pracę nad robotem potrafiłem programować tylko w tym języku, jednak zauważyłem wady i zalety tego języka i nastepna konstukcja napewno zaprogramowana będzie w języku C.

Film :

https://www.youtube.com/watch?v=aPf2Hxaa8Ck

Wnioski

Podsumowując , wiele rozwiązań wychodziło już podczas samych prac, modernizacji itp. więc nie wszystko pracuje tak jak powinno. Jest to w sumie moja pierwsza poważniejsza konstrukcja i dużo nauczyłem się przy jej budowie. Na obecnym etapie stwierdziłem że dalsze modernizację nie mają sensu i lepiej po prostu zacząć od nowa projektować nową platformę . Tym razem skupię się bardziej na projektowaniu mechaniki pod manipulator, lepszym napędzie, zastosowaniu kamery bezprzewodowej i analizie obrazu mniejszych płytkach i lepszej transmisji z robotem, chciałbym umożliwić sterowanie za pomocą aplikacji na Androidzie. Każda uwaga , krytyka i sugestia będzie mile widziana i przydatna przy projektowaniu następnej konstrukcji 🙂.

Chciałbym również bardzo podziękować wszystkim którzy pomogli mi przy budowie robota, udostępnili materiały i narzędzia oraz służyli radą i krytyką

🙂

Pozdrawiam

[Gelten]

Gratulacje 🙂 Mam tylko jedno pytanie, czy dalej platforma "łapie rozkazy z eteru" kiedy pilot nie jest włączony? 😋

[Granat]

Gelten, Troche to poprawilem, jezeli włączę robota a nie włączę pilota to robot po chwili przechodzi w tryb autonomiczny. Natomiast jesli w trakcie sterowania wylacze pilota to widac Przez chwile jak robot wariuje od odbieranych smieci ale zaraz przechodzi w tryb autonomiczny. 🙂

Pozdrawiam 🙂

[celtor]

Witam

Granat, Jak dobrze pamiętam to spotkaliśmy się na turnieju robotyki w Toruniu na Wydziale Fizyki. Rozmawialiśmy trochę na temat zdalnego sterowania. Obecnie jestem na etapie końcowym projektu zdalnego sterowania. W terenie zabudowanym i zalesionym mam ok 3km zasięgu 🙂

Do swojego projektu dopisz z 2 bajty sumy kontrolnej i pozbędziesz się dużej ilości śmieci. Nie wiem jak złożona jest Twoja ramka danych, w moim projekcie steruje 6 serwami modelarskimi i działa to na tyle dobrze, że będę za jakiś czas instalował odbiornik w modelu samolotu. Dorób u siebie jeszcze kamerkę . Pojazd masz super wykonany po dołożeniu kamery można będzie jeździć bez patrzenia się na robota.

[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

[Granat]

Aktualny, działający film przedstawiający działanie robota :

Pozdrawiam 😉