Line follower Robot Photon Interceptor - to pursue waves and particles

[NegativeONE]

Witam! Photon Interceptor to mój pierwszy robot z którym pojawiłem się ostatnio na Robotic Arena 2014. Nie jest to demon prędkości a konstrukcja została stworzona z myślą o poszerzeniu wiedzy i umiejętności z zakresu programowania mikro klocków oraz zabawy z różnymi peryferiami.

ELEKTRONIKA

Projekt składa się z 3 płytek PCB zaprojektowanych w CadSoft EAGLE:

Płyta główna - konstrukcja oparta jest na 8 bitowym mikroprocesorze Microchip PIC16F887 taktowanym zegarem o częstotliwości 20MHz. Za starowanie silnikami odpowiadają 2 mostki Texas Instruments L293DNE z połączonymi kanałami - 1 układ na jeden silnik, zasilane ze stabilistora ST L7806CV-DG - 1.5A. Wejścia EN są podłączone do pinów CCP mikroprocesora i sterowane poprzez PWM. Napięcie 5V dla logiki zapewnia stabilizator Texas Instruments LM2940 CT5.0. Z przodu płytki jest złącze dla ultradźwiękowego czujnika odległości HC-SR04, pod spodem zostało wyprowadzonych 8 wejść ADC mikroprocesora. W tylnej części znajduje się ekran LCD Raystar Optronics RC0802A-TIY-CSV 2x8 znaków podłączony do PICa poprzez 4 bitowy interface oraz złącze ICSP do podłączenia PICkita. Na płytce znalazły się również 2 przyciski - jeden został użyty do wykonywania kalibracji czujników przed przejazdem, drugi służy jako przycisk start. Po bokach procesora występują 2 złącza (podłączenie płytki komunikacyjno-wizualnej): na jednym zostało wyprowadzone SPI, EUSART oraz pozostałe 2 wolne piny, na drugim wyprowadzone jest GND i 5V.

PCB - grubość 1.6mm, pokrycie HASL bezołowiowy (plated gold), grubość miedzi 35um.

Płytka komunikacyjno-wizualna - część wizualna składa się z 8 diod LED RGB podłączonych do 3 rejestrów przesuwnych NXP 74HC595D które komunikują się z procesorem poprzez SPI. W części wizualnej znajdziemy moduł bluetooth Microchip RN4020 podłączony do EUSARTa poprzez konwerter poziomów oparty na tranzystorach BSS138 i zasilany ze stabilizatora 3.3V Microchip MCP1825S-3302E/DB. Dodatkowo w projekcie jest możliwość odbioru sygnałów z pilotów podczerwieni 36kHz poprzez odbiornik Vishay TSOP34836.

PCB - grubość 1.2mm, pokrycie ENIG, grubość miedzi 35um.

Płytka czujników - mamy tu możliwość podłączenia 13 czujników na 7 liniach - Knightbright KTIS0711S, niestety popełniłem mały błąd tworząc bibliotekę do KTIRa i mam źle umiejscowione pady :/ więc była zabawa z lutowaniem i nie testowałem innego rozmieszczenia czujników niż linia prosta.

PCB - grubość 0.8mm, pokrycie HASL, grubość miedzi 35um.

MECHANIKA

Napęd robota składa się z silników Pololu 50:1 MP podłączonych do kół Solarbotics. W przedniej części znajduje się ballcaster Pololu 1/2". Rama robota została zaprojektowana w AutoCAD 2014 i wydrukowana na drukarce 3d w czarnym PLA. Użyta bateria LiPol to Redox 500mA.

OPROGRAMOWANIE

Program do mikroprocesora został napisany w języku C w środowisku MPLABX z wykorzystaniem kompilatora XC8.

Filmik prezentujący przejazd robota w strefie serwisowej Robotic Arena 2014 - KLIKNIJ

Pliki źródłowe, schematy itp udostępnię dopiero po świętach - mam jeszcze trochę kodu do napisania (bluetooth, podczerwień) i muszę poprawić algorytm jazdy LFa gdyż był klepany w nocy przed RA i w trakcie zawodów.

[QUBAX]

Fajny robocik , wrzóć tylko jakiś filmik z jazdy . Jak odblokuje oceny to dam 5. Wykonanie extra, design extra, osiągi (mam nadzieję) extra. Nic dodać nic ująć. 😉

[BlackSkill]

Bardzo fajnie się prezentuje widziałem na RA.

[marek1707]

Sylwetka bardzo ładna, przywodzi na myśl samochody F1, choć gdyby porównywać do dzisiejszych standardów LFów - robi wrażenie ciężkawej. Przesunięcie środka ciężkości do przodu odciążyło niepotrzebnie koła napędowe i zwiększyło moment bezwładności na zakrętach. Rozumiem, że chciałeś dotknąć wielu różnych technologii za jednym podejściem (LCD, PWM, IR, BT, detekcja linii, druk 3D itd), co spowodowało lekki przerost formy nad treścią, ale jako platforma doświadczalna - super.

Duży plus za odejście od AVR. Nie dlatego, że ich nie lubię tylko za niepowielanie standardów. Czy ten nonkonformizm jest planowy (na pohybel AVRom), czy miałeś z PICami wcześniejszy bliski związek z obowiązku (szkoła?) czy po prostu masz to środowisko, piszesz w nim, lubisz je i jest to naturalna kontynuacja Twoich wcześniejszych prac?

Kolejny plus za sporą inwestycję: projekty amatorskie zwykle kończą się na jednej płytce bo tak taniej - i to jest zrozumiałe. Tu mamy aż trzy różne (plus rama) co dało ładną bryłę 3D zamiast płaskiego naleśnika i otworzyło możliwości modyfikacji fragmentów pojazdu w przyszłości.

W sumie bardzo fajny, niewyglądający na podpierany sztachetami i sznurkiem kompletny projekt 🙂 Oby takich więcej.

[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

[Harnas]

Chyba pierwszy robot na forbocie z pozłacanym PCB. Dlaczego zdecydowałeś się dopłacać do złota? 🙂

[Sabre]

NegativeONE, w jakiej firmie były wykonywane te płytki? Pytam bo bardzo podoba mi się ta czarna soldermaska, a nie wszędzie czarna jest czarna. Czasami są dość prześwitujące i wyglądają jak blady brązowy.

[Treker (Damian Szymański)]

Bardzo ciekawa konstrukcja - gratulacje. Skąd pomysł na takie nietypowe rozstawienie czujników?

[bladatwarz6]

Bardzo ładny robot, wielkie Plus za wykonanie jak na pierwszego robota

[NegativeONE]

Cieszę się że robot się podoba 🙂

Filmik niedługo się pojawi.

Robot nie był projektowany z myślą o nawiązaniu walki z czołowymi LFami, a przy prędkościach które rozwija, środek ciężkości ma marginalne znaczenie. Dokładnie miała to być platforma doświadczalna która nie miała zdefiniowanego finalnego wyglądu i ewoluowała w trakcie projektowania - taki pierwszy robocik którego celem było przejechać trasę na RA i sprawdzić różne rozwiązania do przyszłych projektów.

Co do wyboru procesora - zrealizowałem już kilka projektów na AVRach (ATtiny, mega168 , mega32), pobawiłem się różnymi ARMami (ST Discovery, Freescale Freedom), XMOSem Starter kit; w końcu przyszła kolej na PICki i akurat pierwszy trafił do robota. Wychodzę z założenia że trzeba eksperymentować, poznać różne architektury i pomału samemu dochodzić do różnych rozwiązań. Następca pojedzie z PIC32 na pokładzie - prace projektowe już ruszyły a konstrukcja poza fajnym wyglądem nawiąże walkę w kategoriach LF light i LF enchanced 👹

Odnośnie PCB: płytki do robota były wykonane w Chinach - testowałem firmę Elecrow stąd różne wykończenie i grubości. Jakość płytek w stosunku do ceny wypada rewelacyjnie, i poza warstwą opisową w opcji standard niczym nie ustępuje krajowym producentom (wcześniej zamawiałem w TechnoSerwis PCB) - niedługo opiszę na swojej stronie całą procedure zamawiania u nich. @Harnas - lutowanie na takim wykończeniu (ENIG) jest przyjemniejsze, pady wyglądają lepiej a koszt niewielki do całości PCB.

Układ czujników - chciałem sprawdzić kilka ustawień - linia prosta, łuk w jedną i drugą stronę, większe zagęszczenie.

[Chumanista]

Ile wyniosło łącznie wykonania płytek? Jak długo trwało?

[NegativeONE]

Koszt ok 250 zł, na który składa się:

- 5 x płytka główna - tu jeszcze była dopłata 10$ do plated gold jak zamawiałem, obecnie jej nie ma.

- 6 x płytka z czujnikami

- 10 x płytka górna - zamawiamy 5 dostajemy co najmniej 5 🙂

- 2 x razy przesyłka - zamawiałem najpierw główną potem pozostałe.

Czas oczekiwania ok 3 tygodni od momentu zamówienia pocztą standardową:

- 1 tydzień produkcja - kiedy płytka jest gotowa przysyłają zdjęcie i nr listu

- 3-7 dni droga od nich przez Hong Kong Post do samolotu: śledzimy paczkę na stronie HK

- ląduje w PL dzień poźniej: śledzimy tym samym numerem na stronie poczty polskiej

- listonosz 2 dni: raz mi się zdażyło że przez 5 dni nie pojawiło się info na stronie poczty - paczka leżała na celnym - bez dodatkowych opłat.

[Chumanista]

Nie da się zamawiać mniej niż 5x z tego co widzę?

[NegativeONE]

Możesz zamówić jedną sztukę po kontakcie z nimi ale odpiszą ci że jest to nieopłacalne bo w tej samej cenie dostaniesz 5.

//---------------

Uzupełniłem opis o link do filmiku.

@Treker co sądzisz o możliwości wyświetlania filmów z innych serwerów przez tagi

IMHO przydała by się taka możliwość 🙂

[BartekFalenta]

Dzień dobry, proszę wybaczyć, jeśli to necroposting czy coś w ten deseń, bo przed chwilą założyłem konto, ale...

Ja właśnie kilka dni temu znalazłem płytkę główną i parę innych elementów pozostałych po robocie we wrocławskim HackerSpace, gdzie był pozostawiony w kącie "do wzięcia".

Wpadłem na pomysł, by wykorzystać płytkę oraz parę innych części do przerobienia hulajnogi trzykołowej (sportowej, nie zabawkowej), którą mam od dawna, na elektryczną - nie chce mi się bulić za Volty i inne Lime'y, a tak użyłbym starej hulajnogi, starej deski elektrycznej z jakiegoś OLXa w granicach 100 zł i pozostałości twojego robota, by dać im nowe życie i ułatwić sobie dojazd w różne miejsca.

Nie mam wątpliwości, że byłoby to wykonalne nawet dla względnego nowicjusza jak ja, ale chciałbym poprosić z twojej strony o informacje, które by mi pomogły, czyli pełną dokumentację projektu (oprogramowanie, elektronika, mechanika itd.), a także konsultacje merytoryczną na jej temat.

Jeśli byłaby taka możliwość, to moglibyśmy się nawet spotkać osobiście, bo jak już mogłeś się domyślić, też jestem z Wrocławia.