Line follower Pika

[Mariann]

Witam! Na wstępie chciałbym podziękować użytkownikowi Hudyvolt, który zaraził mnie zamiłowaniem do robotyki oraz "za rękę" przeprowadził przez budowę pierwszej konstrukcji - Dziękuję!

Chciałbym Wam przedstawić Pikę - mojego trzeciego i zarazem najmłodszego robota kategorii LF standard. Jest to udoskonalona wersja mojego poprzedniego flagowca - Dzidy, z którą udało mi się odnieść pierwsze zwycięstwo na zawodach.

Konstrukcja mechaniczna

Na budowę robota składają się standardowo 2 płytki PCB (homemade) - płyta główna stanowiąca jednocześnie podwozie robota oraz listewka z czujnikami. Spójność robota zapewnia pojedyncza listewka z włókna węglowego. Aluminiowe felgi zostały wykonane przeze mnie w technologii WEDM, opony natomiast zostały odlane z poliuretanu 30'. Jako ślizgacz zapobiegający unoszeniu się przodu robota podczas nagłych przyspieszeń zastosowałem kondensator ceramiczny - znakomita odporność na ścieranie! Z kolei przód opiera się na 2 spiłowanych koralikach, które znalazłem gdzieś w domu.

Napęd

2x Silnik Pololu HP 10:1 - spisują się rewelacyjnie.

Elektronika

Za realizację programu odpowiada uC ATmega128, do której za pośrednictwem komparatorów analogowych podłączonych jest 14 czujników KTIR. Stan każdego z czujników wyświetlany jest na dedykowanej do tego diodzie LED. Pozwala mi to na błyskawiczną diagnozę poprawności odczytów - kilka razy uratowało mnie to przed żmudnym poszukiwaniem przyczyny dziwnego zachowania robota. Zdarzało się, że czujniki ulegały delikatnemu uszkodzeniu, mianowicie podawały fałszywy stan jedynie w przypadku delikatnego uderzenia co powodowało zamruganie diody wskazującej na wadliwy czujnik.

Sterowanie silnikami odbywa się przy pomocy pojedynczego, dwukanałowego mostka H - Toshiba TB6612FNG.

Na pokładzie znajduje się również moduł Bluetooh HC-05, który komunikuje się z uC poprzez interfejs UART. Do wysyłania i odbierania danych używam prostego a zarazem sprytnego terminala na androida - "Bluetooth spp pro".

Zasilanie

Energię, zależnie od charakteru trasy, dostarczają pakiety Li-Pol 7.4V firmy Dualsky o pojemnościach: 220mAh, 300mAh oraz 550mAh. Najczęściej stosuję akumulator o pojemności 300mAh - mam wrażenie, że robot jeździ na nim nieco szybciej, taki złoty środek pomiędzy masą a wydajnością. Stan naładowania pakietu jest ciągle wyświetlany na 3 diodach LED.

Lekkiej modyfikacji poddałem również gniazdo zasilania w robocie - wiszące na oryginalnych przewodach często powodowało mi zwarcia przy samej PCB - przewody od ciągłych zmian pakietów ulegały przełamaniu. Wykorzystałem fabryczne gniazdo, które po delikatnym przycięciu wkleiłem na 2 delikatnie odchudzone goldpiny. Z tym rozwiązaniem nie miałem jeszcze żadnych problemów.

Do zasilania części cyfrowej Piki zastosowałem tradycyjny stabilizator 5V, który przy tej ilości diod wyraźnie się grzeje, lecz jeszcze w granicach rozsądku

Program

Algorytm napisany został w języku C. Opiera się na regulatorze PD z kilkoma pomniejszymi modyfikacjami. Nowa regulacja obliczana jest z interwałami ok. 8ms.

Do wprowadzania nastaw, jak już wcześniej wspominałem służy moduł Bluetooth - szalenie wygodne rozwiązanie.

Osiągnięcia

-I miejsce na zawodach CYBERBOT 2015 w kategorii LineFollower Standard

-I miejsce na zawodach ROBO~motion 2015 w kategorii LineFollower Standard (Vmax= 2.70m/s, Vśr = 1.90 m/s)

-I miejsce na zawodach Copernicus Robots Tournament 2015 w kategorii Linefollower

-I miejsce na zawodach "Opolski Festiwal Robotów" w kategorii Balluf LineFollower

-I miejsce na zawodach "Trójmiejski Turniej Robotów 2015" w kategorii Linefollower Standard

-IV miejsce w turnieju ROBOXY 2015 w kategorii LineFollower

[aixI]

Witamy na Forum

Fajny nawet Ci wyszedł ten LF'ik. Płytka PCB też schludna - robiłeś ją metodą termotransferu? W czym trawiłeś, wytrawiarka, czy "kuweta"?

za pośrednictwem komparatorów analogowych

Mógłbyś napisać jakie to scalaki? (czyżby LM339?)

Program pisałeś sam? Korzystałeś z jakiś poradników?

Do wprowadzania nastaw, jak już wcześniej wspominałem służy moduł Bluetooth - szalenie wygodne rozwiązanie.

Mógłbyś coś więcej napisać o tym? Takie rozwiązanie jest o tyle dobre, bo nie trzeba ciągle podłączać bota do PC i wgrywać program ze zmianami przy regulatorze PD.

[Mariann]

Cześć

Dokładnie, termotransfer - użyłem nieco podrasowanego laminatora i trawienie w kuwetce z dość częstym mieszaniem.

Komparatory to LM339.

Z programem na początku zabawy dużo pomógł mi, jak już pisałem - Hudyvolt. Później przez bity rok go wałkowałem i ciężko mi powiedzieć na ile różni się od pierwowzoru. W międzyczasie przeczytałem chyba pół internetu na ten temat

Wprowadzanie nastaw odbywa się po każdym uruchomieniu robota - po resecie wczytywane są wartości domyślne, a po odebraniu bitu o kreślonej wartości zmienia odpowiednie wzmocnienie lub prędkość o zadany skok i od razu odsyła aktualnie nastawione wartości. Dodatkowo przydaje się to do zatrzymywania uciekającego robota

[Treker (Damian Szymański)]

Mariann, jeszcze raz gratuluję udanej konstrukcji. Cieszę się, że w końcu zdecydowałeś się na opisanie robota. Powodzenia przy budowie kolejnych LineFollowerów

[klimek4765]

Gratuluje super konstrukcji. Mam jednak pytanie, nie do konca rozumiem w jaki sposob jednostka dowiaduje sie ktory czujnik wykryl linie? czy pojedynczy komparator porownoje odczyty z 2 czujnikow, czy jeden odczyt czujnika porownoje z jakims napieciem odniesienia ? Nie do konca rozumiem to rozwiazanie a wydaje sie byc szalenie dokladne i chcialbym wiedziec jak ono dziala, wiec w miare mozliwosci prosilbym o opis

[Treker (Damian Szymański)]

klimek4765, jeśli dobrze rozumiem, to jest to zwyczajne wykorzystanie komparatora, aby móc korzystać z procesora, który nie ma tylu wejść analogowych. Raczej nie ma w tym rozwiązaniu niczego super dokładnego Spotkasz je w wielu robotach, szczególnie z czasu, gdy STMy nie były jeszcze popularne. Jednak niech dla pewności wypowie się jeszcze autor.

[Chumanista]

klimek4765, Treker, Po prześledzeniu ścieżek jestem na 99% pewien że próg napięcia dla komparatorów jest ustalany potencjomertrem widocznym po ich prawej stronie.

[Mariann]

Dokładnie tak, jak napisał Chumanista. Próg dla komparatorów ustalany jest przy pomocy potencjometru - pozwala to na bardzo szybkie dostrojenie odczytów z czujników do warunków oświetleniowych panujących na trasie bez podłączania robota do komputera.

[khatus]

Mariann, [Line follower] Pika have any schematic??