ZDALNIE STEROWANY SAMOBIEŻNY MANIPULATOR OPERACYJNY DO ZADAŃ SPECJALNYCH
Chciałbym zaprezentować mój kolejny duży projekt, będący zarazem moją pracą inżynierską. Praca jest dość złożona, wymagała dużego nakładu pracy, wykorzystania narzędzi do projektowania i obejmowała głównie trzy nurty - mechanikę, elektronikę i informatykę. Zapraszam do lektury...
WSTĘP
Jak niektórzy pewnie pamiętają w grudniu ubiegłego roku skończyłem i opublikowałem mój poprzedni projekt zaawansowanego systemu oświetlenia. Pomimo tego, że był on pracochłonny a termin obrony się zbliżał postanowiłem jednak to co zacząłem najpierw dokończyć zanim zabiorę się za prace dyplomową. Z tego wynika, że projektowanie i budowa manipulatora trwała około 4 miesiące od stycznia do kwietnia, czas gonił jednak dobre rozplanowanie pracy to gwarancja sukcesu. Długo zastanawiałem się w jakiej formie umieścić post na forum, szczerze spisałem się już dość w samej pracy i doszedłem do wniosku że nie będzie długiego opisu i wielu zdjęć jak zwykle, było by wręcz za dużo materiału. Przedstawię tylko garstkę najważniejszych informacji w tym to co może zainteresować forumowiczów, potem natomiast zachęcam do pobrania elektronicznej wersji pracy, gdzie bardzo szczegółowo na 123 stronach opisano proces projektowania, wszystkie elementy składowe oraz sam etap tworzenia manipulatora i wykonane testy. Zamieszczam też zdjęcia w większej rozdzielczości z wszystkich etapów powstawania konstrukcji a także do wglądu program sterujący w wersji v1.1, w nim znajduje się opis funkcji i sposobu sterowania, dla dociekliwych. Przygotowałem też dwa filmiki, jeden pokazujący działającą aplikacje i obraz z kamery a drugi pokazujący manipulator. Chciałbym z góry zaznaczyć, że nie udostępniam projektów elementów konstrukcji manipulatora, plików schematów i płytek obwodów elektronicznych oraz źródeł programów. W pracy zamieszczono za to dokładne rysunki manipulatora, są też rysunki schematów i płytek oraz fragmenty listingów z rozwojowych i testowych wersji programów. Nie musze dodawać chyba że praca inżynierska jak każda inna chroniona jest prawami autorskimi.
GŁÓWNE ZAŁOŻENIA
Mniej więcej rok temu gdy należało zadeklarować wybrany temat pracy, postanowiłem zbudować coś niebanalnego. Do głowy przyszło mi coś podobnego do używanych przez służby policyjne/saperskie robotów do przenoszenia niebezpiecznych przedmiotów. Przedstawiłem wówczas promotorowi wstępny temat pracy i jej założenia wraz z krótkim opisem:
“Tematem pracy dyplomowej ma być manipulator o kilku stopniach swobody oparty o konstrukcje aluminiową i serwomechanizmy modelarskie, co pozwoli na chwytanie i przenoszenie przedmiotów, zbudowany na podwoziu gąsienicowym z napędem elektrycznym dzięki czemu umożliwi to poruszanie się w różnym terenie, z własnym zasilaniem akumulatorem żelowym 6V, sterowany przy wykorzystaniu szeregowego portu komunikacyjnego komputera PC z zainstalowanym programem pozwalającym kontrolować pracę serwomechanizmów za pomocą danych wprowadzanych z klawiatury lub dołączonego sterownika(joystick/joypad). Transmisja sygnału będzie odbywać się za pomocą toru radiowego przy wykorzystaniu modułów pracujących na częstotliwości 433MHz lub innej, W opcji urządzenie może być wyposażone w kamerę i oświetlacz podczerwieni, przy czym obraz będzie przesyłany również drogą radiową do odbiornika, którym będzie mogła być stacja robocza typu laptop z wejściem AV.”
Konstrukcja taka chodziła mi po głowie od pewnego czasu przy czym warto zaznaczyć, że moim jedynym doświadczeniem z robotyką był tylko kit AVT821, który okazał się mechanicznie wysoce nieprzemyślaną przez twórcę konstrukcją, ponadto doszedł problem z jego sterowaniem w systemie XP. Pomogła zmiana sterownika na sterownik serwomechanizmów z zestawu NE041, choć jego program jest nie za bardzo funkcjonalny, kilka dni temu z nudów napisałem własny.
KONSTRUKCJA MECHANICZNA
Projekt elementów składowych, powstawał w środowisku Autocad Inventor 9. Zaczęło się od podwozia które dostosowałem do zakupionych gąsienic z modelu czołgu i kół współpracujących z gąsienicami. Później powstały pozostałe elementy, stopniowo płyta górna, obrotnica na której powoli zaczęło powstawać ramię. Na tym etapie przydała się bardzo suwmiarka elektroniczna, powstały szczegółowe rysunki serwomechanizmów, które planowałem użyć następnie jak klocki lego łączono w programie za pomocą kolejnych elementów ramienia. Program umożliwia symulacje ruchów i wykrywanie kolizji co bardzo się przydało i pozwoliło zaobserwować prace poszczególnych stopni swobody już na monitorze komputera, na przykład można nałożyć wiązania ruchowe i zaobserwować pracę chwytaka i zębatych elementów go napędzających. Do posiadanej wersji Inventora nie miałem bibliotek, wszelkie elementy nawet śrubki, podkładki czy nakrętki M3 rysowałem sam. Praca w Inventorze jest bardzo intuicyjna, wciągająca i przyjemna(o ile się go lubi oczywiście) i osoby mające z nim kontakt pewnie stwierdzą podobnie. Detale można dopracować do perfekcji jak chociażby stworzony model serwa S03T któremu brakuje jedynie przewodu, poza tym jest dopracowane w najmniejszych szczegółach, powstał nawet dedykowany mu orczyk który scala wał serwa i płytki ramion ze sobą. Potem wszystko było dopracowywane pod kątem ergonomii, tak by najlepiej współpracowało z resztą. Z wielu możliwości wykonania samego chwytaka zdecydowałem się na właśnie taką wersje jaka jest obecnie.
Jako budulca zamiast aluminium zdecydowałem się jednak na użycie laminatu, głównie ze względu na to iż przy stawianych mu w projekcie wymaganiach jego właściwości nie są gorsze od aluminium, za to łatwiejsza jest obróbka jak i łączenie. Zdobycie laminatu okazało się też łatwiejsze a i obróbka jest tańsza. Pierwotnie bowiem zaprojektowane elementy miały być wyeksportowane do formatu DXF i wycięte w jednej z firm zajmującej się produkcją obwodów elektronicznych za pomocą frezarki CNC. Jednak gdy po wycenie dowiedziałem się że kosztowało by to 150zł(materiał+wykonanie) plus koszty przygotowania dokumentacji 500zł(klikanie w klawisze), zamówiłem w innej firmie jedynie wstępnie docięty laminat i wszystkie pojedyncze elementy, zaokrąglenia czy otwory wykonałem ręcznie przy użyciu podróbki dremelka, jak widać nie takiej złej jakości, skoro w poprzednim projekcie wywierciłem nim przy użyciu jednego zresztą wiertła widiowego 0,7mm ponad 1500 otworków pod rząd, a teraz za pomocą kilku tarczek korundowych udało się wyciąć wszystkie części składowe. Cięcie pozostawiło w moim pokoju ślady które usuwałem jeszcze długo po nim, mianowicie cały ten wszechobecny pył. Pomimo okularów ochronnych miałem go nawet na rzęsach. Potem za pomocą małego frezu pozostało wyrównać wszystkie cięte krawędzie. Jedynie większe otwory wykonane były dużą wiertarką. Następnie elementy przymierzono i po stwierdzeniu że wszystko pasuje, płytki przeszlifowałem aby usunąć zadziory i nierówności, umyłem i odtłuściłem. Po wstępnym montażu podwozia, gdzie przewidziano połączenia lutowane całość okazała się bardzo solidna i sztywna. Po tym laminat został polakierowany, czarny mat wyszedł rewelacyjnie, można było pomyśleć że to jakieś gotowe odlewy z fabryki, a miejsca lutowania nabrały wyglądu spawów wykonanych automatem. Potem po wykonaniu szablonu malarskiego powstał ostrzegawczy żółto-czarny wzór. Wszystko malowane było lakierami w sprayu. Polecam czarny mat.
Szczegółowy opis w pracy, kilka danych technicznych:
Waga – około 5kg (zależy od stanu naładowania akumulatora
)
Długość całkowita – 37,5cm
Szerokość – 23cm
Szerokość gąsienicy – 45mm
Prześwit – 23mm
Wysokość ramienia w najwyższym punkcie – około 40cm
Max. średnica chwytanych przedmiotów – 65mm
Max. waga przenoszonych przedmiotów – około 0,5kg
SERWOMECHANIZMY
Elementy nadające ruch to w sumie aż 10 serwomechanizmów różnych typów i producentów. Szczegółowy ich opis znajduje się w pracy, a na uwagę zasługuje tu przeróbka serw napędowych tak by usunąć blokadę obrotu. Do wszelkich modyfikacji najlepiej nadają się serwomechanizmy GWS S03X, zarówno usunięcie blokady obrotu oraz wykonanie osi po drugiej stronie(tak by możliwe było zamocowanie ramienia z drugiej strony wału napędowego) są bardzo proste i możliwe do wykonania, zupełnie jakby producent przewidział taką potrzebę. Problem pojawił się gdy we wszystkich sklepach w Polsce znalazłem w sumie tylko trzy wersje S03T 2BBMG czyli najlepsze z serii standard z metalowymi przekładniami i łożyskami tocznymi i momentem prawie 9kg/cm, podczas gdy potrzebowałem pięciu(w tym dwa do napędu gąsienic). Te dwa więc musiałem zastąpić innymi o jak najlepszych parametrach(szybkość i moment) i możliwości ich modyfikacji. Najlepszym z dostępnych na tamtą chwile rozwiązań okazał się model Hitec 325HB o wzmocnionych przekładniach i dwóch łożyskach a przede wszystkim można je łatwo zmodyfikować. A apropo samej modyfikacji, gdziekolwiek bym nie słyszał o czymś takim, wszędzie po usunięciu blokady usuwa się potem elektronikę i zasila silnik bezpośrednio. Owszem dobre jak ktoś chce i może sterować takim silnikiem potem za pomocą PWM czy mostka H. Ja natomiast chociażby ze względu na ograniczoną ilość pinów a także na uproszczenie sterowania zdecydowałem się pozostawić elektronikę i sterować serwem zupełnie tak jak wcześniej. Usunięta została blokada i sprzężenie wału z potencjometrem, który ustawiłem w pozycji środkowej i zablokowałem. Impulsy równy 1,5ms powoduje zatrzymanie serwa, większe od neutralnego 1,5ms powodują płynne zwiększanie obrotów w jedną stronę i vice versa. Proste prawda??
ELEKTRONIKA
Elektronika manipulatora składa się z części nadawczej dołączonej do komputera sterującego oraz odbiorczej umieszczonej w manipulatorze. Nadajnik używa portu komunikacyjnego RS-232C z którego dane po zmianie poziomów logicznych przepuszczane są przez mikrokontroler i wpuszczane na moduł nadawczy RTFQ2 firmy Telecontrolli. Modułów radiowych oczywiście nie było w bibliotekach Eagla, w którym oczywiście powstała całość, więc narysowałem je sam. Na dobrą sprawę jak może niektórzy zauważą mikrokontroler w nadajniku można by pominąć, zwłaszcza że ATmega8 trochę marnuje się w tym miejscu, ale zdecydowałem się rozszerzyć funkcjonalność i ułatwić przygotowanie transmisji, zwłaszcza zostawiając sobie możliwość wprowadzenia modyfikacji w przyszłości. Nadajnik jest w zasadzie nazywany urządzeniem nadawczo-odbiorczym, gdyż zawiera w górnej części wbudowany odbiornik kamery bezprzewodowej dołączany do portu USB. Aby stacja sterująca była uniezależniona od zasilania zewnętrznego z portu USB pobierane jest również zasilanie dla nadajnika. W przypadku użycia laptopa ze sprawnym akumulatorem nie trzeba się martwić o dostęp do gniazdka i sterować manipulatorem możemy wszędzie.
Ostatecznie również udało się rozwiązać problem transmisji danych szeregowych za pomocą dostępnych gotowych modułów radiowych. Często czytałem na elektrodzie o powodzeniach lub porażkach(częściej tym drugim) przy próbach przesłania czegoś przez RS-232C bezprzewodowo. Jak wiadomo choć wiele osób tego nie doczytuje nadajniki i odbiorniki radiowe wymagają zakodowanego sygnału do przesłania, najlepiej typu Manchester. Okazało się że para moduł radiowy plus układ MC14502X(koder/dekoder Manchester) przynajmniej w moim przypadku nie nadawała się do transmisji danych szeregowych. Owszem wszystko działało tak że można by zbudować prostego pilota ale przy próbie przesłania danych nic z tego, być może należało by spróbować z innymi wartościami elementów oscylatora w tych układach, co jednak jest kłopotliwe. Inaczej wyglądała sytuacja z wykorzystaniem gotowego polecenia Bascoma sendrc5. W takiej konfiguracji moduły działały świetnie przy bezpośrednim dołączeniu do mikrokontrolera z którego nóżki wejściowej wychodził gotowy zakodowany sygnał. Wadą był natomiast długi czas transmisji oraz sposób lub raczej “pojemność danych” w tym poleceniu, przesłanie całych bajtów nie wchodziło w grę a dzielenie bajtów na dwa i potem ich łączenie znów wydłużało by czas transmisji. Pozostawało przygotowanie własnego protokołu kodowania lub jakaś jeszcze inna opcja. Po wielu kombinacjach i próbach bo nie myślcie że temat był wałkowany tylko przez jeden wieczór, okazało się że jak zwykle najlepszym rozwiązaniem jest to najprostsze i przyszło mi do głowy równie nagle jak skuteczne się okazało, mianowicie wystarczył inverter sygnału na jednym tranzystorze(bramce logicznej), który załatwia sprawę bezpośredniego dołączenia nadajnika/odbiornika do UARTu. Za pomocą dwóch płytek testowych jednej z ATmegą8 a drugiej z Atmegą32 i rozdzielonej płytki stykowej na część z nadajnikiem i odbiornikiem radiowym przeprowadziłem próby przesyłania danych. Z portu szeregowego programem testowym wysyłałem kilka bajtów do jednej ATmegi(lub bezpośrednio do modułu nadawczego) i odbierałem je odbiornikiem radiowym dołączonym do drugiego mikrokontrolera który dane wyświetlał na LCD. Aby potwierdzić poprawność transmisji skorzystałem nawet z oscyloskopu przy czym stwierdziłem że przebieg danych po stronie nadawczej i odbiorczej nie odstają znacząco od siebie. Prędkość transmisji jaką próbowałem to 4800bps i 9600bps, nie wykluczone że poszła by jeszcze większa choć pewnie z błędami ale po co skoro nawet 4800bps jest tu wystarczające. Pozostałe ustawienia transmisji jak parzystość czy bit startu ustawione były domyślnie. Widać zatem że dobrym wyborem był zakup lepszej(i droższej) pary nadajnik odbiornik, świetna sprawa i wystarczające rozwiązanie, zwłaszcza że nadal można dorobić programowe kodowanie. Przekłamania w transmisji zdarzają się czasem, jednak zabezpieczona jest ona algorytmem sumy kontrolnej CRC. W przypadku odebrania błędnej ramki jest ona odrzucana.
Dane odbierane są przez moduł RRFQ1 i interpretowane przez mikrokontroler, który zajmuje się wysterowaniem 10 serw(w sumie 9 kanałów) oraz włączaniem oświetlenia kamery. Na płytce odbiornika umieszczono też blok przetwornicy zbudowanej na układzie MAX761 która dostarcza zasilania dla kamery bezprzewodowej, myślałem na początku o MC34063 ale układ firmy MAXIM okazał się prostszy i zatem lepszy jak na stawiane mu wymagania. Ma on wydajność 150mA przy napięciu 12V. Kamera zaś pobiera tylko 70mA. Zasilanie dla manipulatora stanowi umieszczony wewnątrz akumulator żelowy o napięciu 6V(idealne do bezpośredniego zasilania serw) i pojemności 12Ah. Taka pojemność gwarantuje bardzo długą pracę, nie precyzuje jak długą by nie skłamać a trudno określić pobór średni prądu, wystarczy jedynie fakt że akumulator do tej pory musiałem ładować tylko raz, przed obroną. Dla części cyfrowej czyli mikrokontrolera i odbiornika radiowego zasilania dostarcza stabilizator o niskim spadku napięcia. Standardowy 7805 nie spisałby się tu(6V->5V).
OPROGRAMOWANIE
Specjalnie do obsługi manipulatora powstał program napisany w Delphi Enterprise 7. Miałem bowiem wcześniej z Delphi doświadczenie na uczelni lecz tylko przez jeden semestr. W ciągu kilku długich nocy przy pomocy poradników z internetu, starych pisanych na zaliczenie programów a zwłaszcza forum 4proggramers przypomniałem sobie co i jak i ściągnąłem potrzebne komponenty. Program bazuje na trzech głównych zadaniach, odbiór obrazu z urządzenia video zainstalowanego w systemie(kontrolka dspack), obsłudze urządzenia kontrolera gier(powerdraw) oraz transmisji danych przez port COM(cport). Wczesna wersja oparta była jedynie o wysyłanie danych przez port i obsługę urządzenia video. Wersja 1.0 obrazowała już stan wysterowania poszczególnych serw, natomiast wersja obecna, udoskonalona jest między innymi o graficzną reprezentacje położenia ramion, dzięki czemu obsługujący widzi na bieżąco jak wygląda położenie kolejnych stopni swobody. W programie znajduje się również prosty panel konfiguracji(wybór portu, kamery, joypada) oraz krótka instrukcja obsługi wraz z funkcjami klawiszy.
Oprogramowanie dwóch mikrokontrolerów ATmega8 powstało w Bascomie(wiem jaki jest Bascom) ale póki co wywiązał się jeszcze ze stawianych mu wymagań. Najbardziej bałem się sterowania taką ilością serwomechanizmów, zwłaszcza przy obsłudze UARTa oraz kilku innych zadań, chociażby timera odmierzającego czas. Zastosowałem szybki kwarc co jest zalecane przy większej ilości serw. Program realizuje też funkcje samokontroli czyli na bieżąco co około 4 sekundy bada stan napięcia akumulatora oraz siłę sygnału, by nie dopuścić do nadmiernego rozładowania akumulatora(żelowe tego nie lubią) oraz nie stracić zasięgu ze sterowanym pojazdem który pomknął by w wiadomym tylko sobie kierunku
KAMERA BEZPRZEWODOWA
Jeszcze chciałbym dodać kilka słów na temat użytej kamery bezprzewodowej. Jest to miniaturowa kamera kolorowa z dźwiękiem pracująca na częstotliwości 2,4GHz. Najważniejszą jej zaletą jest to że odbiornik, nie tak jak w przypadku tańszych modeli z wyjściem AV, posiada gniazdo którym podłączany jest bezpośrednio do portu USB!! Na początku myślałem o zwykłej tańszej kamerce bezprzewodowej 1,2GHz z odbiornikiem wyposażonym w złącza AV, jednak musiałbym zastosować do laptopa z którego przewidziałem sterowanie jakąś kartę wideo/tuner na port pcimcia. W sumie wyszło by niewiele taniej a doszedł by problem z zasilaniem odbiornika z USB(znów przetwornica). Dlatego idealnym wręcz wyjściem był zakup modelu z interfejsem USB a dodatkowo 2,4GHz oraz brak strojenia wyszedł zdecydowanie na plus. Jedynym można powiedzieć małym i nieznaczącym w zasadzie minusem a zarazem plusem tej wersji kamery jest odrobinę większa obudowa w porównaniu do modeli z małą czarną kostką, za to dzięki temu że jest nieznacznie większa, umieszczono w jej obudowie diody oświetlające w ilości 6szt. Radość nie trwała zbyt długo gdyż okazało się że są to jedynie 3mm atrapy diod. Nie był to problem gdyż wystarczyło rozebrać obudowę i podmienić atrapy na prawdziwe LEDy. Zastanawiałem się jakich użyć, podczerwonych czy zwykłych białych(wchodziła też w grę wersja mieszana, podczerwone do akcji w nocy i zachowania niewidzialności) jednak jak się okazało, podczerwień nadaje się głównie do kamer czarno białych, a ta jest kolorowa(więc posiada filtr IR). Wybór zatem padł na 6szt bardzo dobrej jakości diod białych 3mm, połączonych równolegle każda z rezystorem i zasilanych z 5V(bezpośrednie zasilanie z akumulatora mogłoby powodować ich denerwujące przygasanie). Gotowa kamera zamocowana została na obrotnicy i porusza się razem z nią a dodatkowo w płaszczyźnie góra dół dzięki małemu modelowi serwa TowerPro. Jeśli ktoś jest zainteresowany mam dostęp do tych kamer w cenie dużo tańszej niż są oferowane na znanym serwisie aukcyjnym.
MOŻLIWOŚCI ZMIAN
Jak każdy potrafi sobie wyobrazić manipulator może mieć wiele ciekawych zastosowań, jest też możliwa jego rozbudowa o nowe systemy czy możliwości. Z modyfikacji elektroniki, warte uwagi było by dodanie kanału zwrotnego, tak się złożyło że urządzenie póki co go nie posiada. Jego zastosowanie pozwoliło by na przesyłanie do stacji bazowej wszystkich informacji z otoczenia manipulatora, przede wszystkim parametrów życiowych czyli stan akumulatora oraz siły zasięgu, aż po bardziej zaawansowane jak w wersji ekskluzywnej nawet licznik Geigera-Mullera
. Nie ma powodów by narzekać, jednak modyfikacji można by poddać konstrukcje mechaniczną a dokładnie tylko napęd w celu zwiększenia mocy i właściwości trakcyjnych, wystarczy wymiana dwóch serw napędzających gąsienice. W grę oczywiście wchodzi dalsze udoskonalanie oprogramowania, przede wszystkim zmiana języka w jakim zostały napisane programy do mikrokontrolerów na taki, który daje większe możliwości, zwłaszcza gdy oprogramowanie mikrokontrolera będzie miało więcej do zrobienia. Także nowe funkcje programu sterującego np. możliwość elastycznego przypisania klawiszy czy to klawiatury czy dołączonych kontrolerów do funkcji urządzenia, bądź dodanie rejestracji obrazu z kamery w postaci pliku wideo zapisywanego na dysk, co jest do wykonania bardzo prosto i przewiduje prace właśnie w tym kierunku. Może ktoś z was ma jakieś pomysły czy sugestie, są one ograniczone w zasadzie tylko wyobraźnią
Mogę dodać iż z wprowadzonych już zmian w stosunku do pierwotnie zakładanej wersji w modelu zmieniłem jedno serwo, konkretnie S11 na wersje metalową, gdyż plastikowa uległa uszkodzeniu i to co ciekawe nie przy pracy tylko przy ręcznym poruszaniu obrotnicą(przekładnie nie lubią takich sił), oraz wprowadziłem już kilka poprawek do programu mikrokontrolera części odbiorczej, generalnie szczegółów. Jak na chwile obecną manipulator jest w pełni gotów do zadań specjalnych.
KOSZTORYS
Lub może lepiej nie...
Tym razem mogę przedstawić dokładniejszy kosztorys zwłaszcza głównych elementów konstrukcji gdyż zbierałem wszystkie faktury lub inne dokumenty z ceną gdy nie dało się wystawić faktury. Ceny które podaje zawierają podatek VAT oraz koszty przesyłki, serwomechanizmy i podzespoły elektroniczne były przykładowo zamawiane w kilku partiach. Oprócz kosztów napiszę skąd pochodziły konkretne elementy czy podzespoły, pomoże to zainteresowanym w zakupie.
Serwomechanizmy (SOMMERTECH, NASTIK - polecam!!, AIRHOBBY) – 699zł
Podzespoły elektroniczne (TME) – 301zł (nie wszystkie wykorzystane)
Kamera bezprzewodowa – 293zł
Laminat (MERKAR - polecam!!) – 185zł
Moduły radiowe Telecontrolli (SOYTER - polecam!!) – 154zł
Ładowarka akumulatora (AKBA) – 79zł
Akumulator żelowy (AKBA) – 53zł
Komplet śrub nakrętek i podkładek M3 – 31zł
Powyższy spis i tak wydaje się zbyt mały, owszem nie przedstawiłem w nim cennika części na które nie mam dokumentacji, chociaż też kosztowały swoje, chociażby gąsienice z uszkodzonego modelu czołgu czy materiały potrzebne do wykończenia i inne drobnostki, jednak i bez tego suma jest piorunująca.
Każdy zsumował powyższą listę?? Ktoś uważa że przepłaciłem za inżyniera
???
PODZIĘKOWANIA
Chciałem podziękować kilku osobom z elektrody za pomoc, gdy była ona potrzebna do rozwiania moich wątpliwości lub wyjaśnienia jakiegoś zagadnienia.
Koledze mirekk36 za fachowe wytłumaczenie zasad kodowania sygnałów i próby rozwiązania transmisji bezprzewodowej za pomocą modułów radiowych. Widać że często udziela się w dyskusjach i na jedną z nich na interesujący temat transmisji bezprzewodowej niegdyś trafiłem. Po wielu różnych próbach gdy znalazłem w końcu rozwiązanie bezpośredniego dołączenia modułów radiowych do UARTu oczywiście z odwróceniem sygnału, kolega przetestował je nawet osobiście. Dzięki za pomoc i korespondencję!!
Koledze yego666 za informacje na temat jego interfejsu sterownika serwomechanizmów który kiedyś stworzył a przede wszystkim za słowa “nic wiec tam nie ma czego przeciętnie zdolna małpa by nie opanowała” co naprawdę solidnie natchnęło mnie do działania i jak widać powstał bardzo dobry program w Delphi a szczerze jeszcze rok temu myślałem, że właśnie z tym będę miał problem nie do przeskoczenia. Dziękuje za to wsparcie bo przydało się!!
Koledze radziow za pomoc w temacie https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic981853.html , miałem bowiem pomysł jak to zrobić od strony rysowania ale nie miałem pomysłu na samo wyznaczenie współrzędnych co widać nie było aż takie trudne. Czasem utknie się jednak na najprostszym etapie i trzeba jakiegoś impulsu a mi się musiało myślenie chyba zawiesić, dzięki za pomysł!!
DO POBRANIA
A teraz czas na obiecany deser – poniżej materiały jakie narazie przygotowałem. Po ściągnięciu pracy zalecam wygodnie rozsiąść się w fotelu, myślę że czytać będzie się miło. W paczce ze zdjęciami znajdują się wersje w lepszej jakości, dodatkowo są też zdjęcia nie zamieszczone w samej pracy, polecam ściągnąć choć dużo tego. Dla dociekliwych program wraz z instrukcją obsługi do wglądu a dzięki filmikom z pracy manipulatora będzie można poczuć się jak operator. Jako że zauważyłem, iż prowizja za pobranie może być dla niektórych za duża, zamieszczam linki do całości materiałów umieszczonych na jednym z serwerów. Póki co można ściągać stamtąd, jednak jak linki wygasną to pozostaną już tylko materiały umieszczone na elektrodzie.
Jeszcze raz aby nie było wątpliwości i niedoczytań, poniżej są linki do wszystkich wymienionych plików bez prowizji, wystarczy ściągnąć obydwa pliki i wypakować!!
Materiały part1 – http://www.speedyshare.com/913539449.html
Materiały part2 – http://www.speedyshare.com/507441140.html
Ponadto dzięki uprzejmości kolegi manekinen, całość materiałów można ściągnąć z jego serwera pod adresem poniżej. Dziękuję za udostępnienie miejsca!
Materiały całość - www.mm.pl/~kisiel-ket/manipulator.rar
A aby był wgląd w zdjęcia przygotowałem jednak tabele z miniaturami, którą zamieszczam tutaj, po ich powiększeniu da się dość dużo zobaczyć.
I oczywiście jeden z filmików, zamieszczam na YouTube tylko jeden gdyż drugi przedstawia działającą aplikacje i żeby było cokolwiek widać warto go ściągnąć.
SŁOWEM ZAKOŃCZENIA
Znam umiejętności czytania tekstu ze zrozumieniem co niektórych, zapraszam więc do komentowania i do zadawania pytań, tylko proszę nie takich na które odpowiedź można znaleźć w powyższym tekście bądź w samej pracy, naprawdę wszystko jest dość szczegółowo opisane. Mile widziane uwagi oraz nowe pomysły lub sugestie. Gdyby były wątpliwości model nie jest na sprzedaż, jednak jeśli czyta to ktoś z powiedzmy NASA lub służb specjalnych
to rozważę wszelkie propozycje dobrej współpracy
Dziękuję za poświęcony czas.
Pozdrawiam
Janek

Chciałbym zaprezentować mój kolejny duży projekt, będący zarazem moją pracą inżynierską. Praca jest dość złożona, wymagała dużego nakładu pracy, wykorzystania narzędzi do projektowania i obejmowała głównie trzy nurty - mechanikę, elektronikę i informatykę. Zapraszam do lektury...
WSTĘP
Jak niektórzy pewnie pamiętają w grudniu ubiegłego roku skończyłem i opublikowałem mój poprzedni projekt zaawansowanego systemu oświetlenia. Pomimo tego, że był on pracochłonny a termin obrony się zbliżał postanowiłem jednak to co zacząłem najpierw dokończyć zanim zabiorę się za prace dyplomową. Z tego wynika, że projektowanie i budowa manipulatora trwała około 4 miesiące od stycznia do kwietnia, czas gonił jednak dobre rozplanowanie pracy to gwarancja sukcesu. Długo zastanawiałem się w jakiej formie umieścić post na forum, szczerze spisałem się już dość w samej pracy i doszedłem do wniosku że nie będzie długiego opisu i wielu zdjęć jak zwykle, było by wręcz za dużo materiału. Przedstawię tylko garstkę najważniejszych informacji w tym to co może zainteresować forumowiczów, potem natomiast zachęcam do pobrania elektronicznej wersji pracy, gdzie bardzo szczegółowo na 123 stronach opisano proces projektowania, wszystkie elementy składowe oraz sam etap tworzenia manipulatora i wykonane testy. Zamieszczam też zdjęcia w większej rozdzielczości z wszystkich etapów powstawania konstrukcji a także do wglądu program sterujący w wersji v1.1, w nim znajduje się opis funkcji i sposobu sterowania, dla dociekliwych. Przygotowałem też dwa filmiki, jeden pokazujący działającą aplikacje i obraz z kamery a drugi pokazujący manipulator. Chciałbym z góry zaznaczyć, że nie udostępniam projektów elementów konstrukcji manipulatora, plików schematów i płytek obwodów elektronicznych oraz źródeł programów. W pracy zamieszczono za to dokładne rysunki manipulatora, są też rysunki schematów i płytek oraz fragmenty listingów z rozwojowych i testowych wersji programów. Nie musze dodawać chyba że praca inżynierska jak każda inna chroniona jest prawami autorskimi.
GŁÓWNE ZAŁOŻENIA
Mniej więcej rok temu gdy należało zadeklarować wybrany temat pracy, postanowiłem zbudować coś niebanalnego. Do głowy przyszło mi coś podobnego do używanych przez służby policyjne/saperskie robotów do przenoszenia niebezpiecznych przedmiotów. Przedstawiłem wówczas promotorowi wstępny temat pracy i jej założenia wraz z krótkim opisem:
“Tematem pracy dyplomowej ma być manipulator o kilku stopniach swobody oparty o konstrukcje aluminiową i serwomechanizmy modelarskie, co pozwoli na chwytanie i przenoszenie przedmiotów, zbudowany na podwoziu gąsienicowym z napędem elektrycznym dzięki czemu umożliwi to poruszanie się w różnym terenie, z własnym zasilaniem akumulatorem żelowym 6V, sterowany przy wykorzystaniu szeregowego portu komunikacyjnego komputera PC z zainstalowanym programem pozwalającym kontrolować pracę serwomechanizmów za pomocą danych wprowadzanych z klawiatury lub dołączonego sterownika(joystick/joypad). Transmisja sygnału będzie odbywać się za pomocą toru radiowego przy wykorzystaniu modułów pracujących na częstotliwości 433MHz lub innej, W opcji urządzenie może być wyposażone w kamerę i oświetlacz podczerwieni, przy czym obraz będzie przesyłany również drogą radiową do odbiornika, którym będzie mogła być stacja robocza typu laptop z wejściem AV.”
Konstrukcja taka chodziła mi po głowie od pewnego czasu przy czym warto zaznaczyć, że moim jedynym doświadczeniem z robotyką był tylko kit AVT821, który okazał się mechanicznie wysoce nieprzemyślaną przez twórcę konstrukcją, ponadto doszedł problem z jego sterowaniem w systemie XP. Pomogła zmiana sterownika na sterownik serwomechanizmów z zestawu NE041, choć jego program jest nie za bardzo funkcjonalny, kilka dni temu z nudów napisałem własny.
KONSTRUKCJA MECHANICZNA

Projekt elementów składowych, powstawał w środowisku Autocad Inventor 9. Zaczęło się od podwozia które dostosowałem do zakupionych gąsienic z modelu czołgu i kół współpracujących z gąsienicami. Później powstały pozostałe elementy, stopniowo płyta górna, obrotnica na której powoli zaczęło powstawać ramię. Na tym etapie przydała się bardzo suwmiarka elektroniczna, powstały szczegółowe rysunki serwomechanizmów, które planowałem użyć następnie jak klocki lego łączono w programie za pomocą kolejnych elementów ramienia. Program umożliwia symulacje ruchów i wykrywanie kolizji co bardzo się przydało i pozwoliło zaobserwować prace poszczególnych stopni swobody już na monitorze komputera, na przykład można nałożyć wiązania ruchowe i zaobserwować pracę chwytaka i zębatych elementów go napędzających. Do posiadanej wersji Inventora nie miałem bibliotek, wszelkie elementy nawet śrubki, podkładki czy nakrętki M3 rysowałem sam. Praca w Inventorze jest bardzo intuicyjna, wciągająca i przyjemna(o ile się go lubi oczywiście) i osoby mające z nim kontakt pewnie stwierdzą podobnie. Detale można dopracować do perfekcji jak chociażby stworzony model serwa S03T któremu brakuje jedynie przewodu, poza tym jest dopracowane w najmniejszych szczegółach, powstał nawet dedykowany mu orczyk który scala wał serwa i płytki ramion ze sobą. Potem wszystko było dopracowywane pod kątem ergonomii, tak by najlepiej współpracowało z resztą. Z wielu możliwości wykonania samego chwytaka zdecydowałem się na właśnie taką wersje jaka jest obecnie.
Jako budulca zamiast aluminium zdecydowałem się jednak na użycie laminatu, głównie ze względu na to iż przy stawianych mu w projekcie wymaganiach jego właściwości nie są gorsze od aluminium, za to łatwiejsza jest obróbka jak i łączenie. Zdobycie laminatu okazało się też łatwiejsze a i obróbka jest tańsza. Pierwotnie bowiem zaprojektowane elementy miały być wyeksportowane do formatu DXF i wycięte w jednej z firm zajmującej się produkcją obwodów elektronicznych za pomocą frezarki CNC. Jednak gdy po wycenie dowiedziałem się że kosztowało by to 150zł(materiał+wykonanie) plus koszty przygotowania dokumentacji 500zł(klikanie w klawisze), zamówiłem w innej firmie jedynie wstępnie docięty laminat i wszystkie pojedyncze elementy, zaokrąglenia czy otwory wykonałem ręcznie przy użyciu podróbki dremelka, jak widać nie takiej złej jakości, skoro w poprzednim projekcie wywierciłem nim przy użyciu jednego zresztą wiertła widiowego 0,7mm ponad 1500 otworków pod rząd, a teraz za pomocą kilku tarczek korundowych udało się wyciąć wszystkie części składowe. Cięcie pozostawiło w moim pokoju ślady które usuwałem jeszcze długo po nim, mianowicie cały ten wszechobecny pył. Pomimo okularów ochronnych miałem go nawet na rzęsach. Potem za pomocą małego frezu pozostało wyrównać wszystkie cięte krawędzie. Jedynie większe otwory wykonane były dużą wiertarką. Następnie elementy przymierzono i po stwierdzeniu że wszystko pasuje, płytki przeszlifowałem aby usunąć zadziory i nierówności, umyłem i odtłuściłem. Po wstępnym montażu podwozia, gdzie przewidziano połączenia lutowane całość okazała się bardzo solidna i sztywna. Po tym laminat został polakierowany, czarny mat wyszedł rewelacyjnie, można było pomyśleć że to jakieś gotowe odlewy z fabryki, a miejsca lutowania nabrały wyglądu spawów wykonanych automatem. Potem po wykonaniu szablonu malarskiego powstał ostrzegawczy żółto-czarny wzór. Wszystko malowane było lakierami w sprayu. Polecam czarny mat.
Szczegółowy opis w pracy, kilka danych technicznych:
Waga – około 5kg (zależy od stanu naładowania akumulatora

Długość całkowita – 37,5cm
Szerokość – 23cm
Szerokość gąsienicy – 45mm
Prześwit – 23mm
Wysokość ramienia w najwyższym punkcie – około 40cm
Max. średnica chwytanych przedmiotów – 65mm
Max. waga przenoszonych przedmiotów – około 0,5kg
SERWOMECHANIZMY
Elementy nadające ruch to w sumie aż 10 serwomechanizmów różnych typów i producentów. Szczegółowy ich opis znajduje się w pracy, a na uwagę zasługuje tu przeróbka serw napędowych tak by usunąć blokadę obrotu. Do wszelkich modyfikacji najlepiej nadają się serwomechanizmy GWS S03X, zarówno usunięcie blokady obrotu oraz wykonanie osi po drugiej stronie(tak by możliwe było zamocowanie ramienia z drugiej strony wału napędowego) są bardzo proste i możliwe do wykonania, zupełnie jakby producent przewidział taką potrzebę. Problem pojawił się gdy we wszystkich sklepach w Polsce znalazłem w sumie tylko trzy wersje S03T 2BBMG czyli najlepsze z serii standard z metalowymi przekładniami i łożyskami tocznymi i momentem prawie 9kg/cm, podczas gdy potrzebowałem pięciu(w tym dwa do napędu gąsienic). Te dwa więc musiałem zastąpić innymi o jak najlepszych parametrach(szybkość i moment) i możliwości ich modyfikacji. Najlepszym z dostępnych na tamtą chwile rozwiązań okazał się model Hitec 325HB o wzmocnionych przekładniach i dwóch łożyskach a przede wszystkim można je łatwo zmodyfikować. A apropo samej modyfikacji, gdziekolwiek bym nie słyszał o czymś takim, wszędzie po usunięciu blokady usuwa się potem elektronikę i zasila silnik bezpośrednio. Owszem dobre jak ktoś chce i może sterować takim silnikiem potem za pomocą PWM czy mostka H. Ja natomiast chociażby ze względu na ograniczoną ilość pinów a także na uproszczenie sterowania zdecydowałem się pozostawić elektronikę i sterować serwem zupełnie tak jak wcześniej. Usunięta została blokada i sprzężenie wału z potencjometrem, który ustawiłem w pozycji środkowej i zablokowałem. Impulsy równy 1,5ms powoduje zatrzymanie serwa, większe od neutralnego 1,5ms powodują płynne zwiększanie obrotów w jedną stronę i vice versa. Proste prawda??
ELEKTRONIKA


Elektronika manipulatora składa się z części nadawczej dołączonej do komputera sterującego oraz odbiorczej umieszczonej w manipulatorze. Nadajnik używa portu komunikacyjnego RS-232C z którego dane po zmianie poziomów logicznych przepuszczane są przez mikrokontroler i wpuszczane na moduł nadawczy RTFQ2 firmy Telecontrolli. Modułów radiowych oczywiście nie było w bibliotekach Eagla, w którym oczywiście powstała całość, więc narysowałem je sam. Na dobrą sprawę jak może niektórzy zauważą mikrokontroler w nadajniku można by pominąć, zwłaszcza że ATmega8 trochę marnuje się w tym miejscu, ale zdecydowałem się rozszerzyć funkcjonalność i ułatwić przygotowanie transmisji, zwłaszcza zostawiając sobie możliwość wprowadzenia modyfikacji w przyszłości. Nadajnik jest w zasadzie nazywany urządzeniem nadawczo-odbiorczym, gdyż zawiera w górnej części wbudowany odbiornik kamery bezprzewodowej dołączany do portu USB. Aby stacja sterująca była uniezależniona od zasilania zewnętrznego z portu USB pobierane jest również zasilanie dla nadajnika. W przypadku użycia laptopa ze sprawnym akumulatorem nie trzeba się martwić o dostęp do gniazdka i sterować manipulatorem możemy wszędzie.
Ostatecznie również udało się rozwiązać problem transmisji danych szeregowych za pomocą dostępnych gotowych modułów radiowych. Często czytałem na elektrodzie o powodzeniach lub porażkach(częściej tym drugim) przy próbach przesłania czegoś przez RS-232C bezprzewodowo. Jak wiadomo choć wiele osób tego nie doczytuje nadajniki i odbiorniki radiowe wymagają zakodowanego sygnału do przesłania, najlepiej typu Manchester. Okazało się że para moduł radiowy plus układ MC14502X(koder/dekoder Manchester) przynajmniej w moim przypadku nie nadawała się do transmisji danych szeregowych. Owszem wszystko działało tak że można by zbudować prostego pilota ale przy próbie przesłania danych nic z tego, być może należało by spróbować z innymi wartościami elementów oscylatora w tych układach, co jednak jest kłopotliwe. Inaczej wyglądała sytuacja z wykorzystaniem gotowego polecenia Bascoma sendrc5. W takiej konfiguracji moduły działały świetnie przy bezpośrednim dołączeniu do mikrokontrolera z którego nóżki wejściowej wychodził gotowy zakodowany sygnał. Wadą był natomiast długi czas transmisji oraz sposób lub raczej “pojemność danych” w tym poleceniu, przesłanie całych bajtów nie wchodziło w grę a dzielenie bajtów na dwa i potem ich łączenie znów wydłużało by czas transmisji. Pozostawało przygotowanie własnego protokołu kodowania lub jakaś jeszcze inna opcja. Po wielu kombinacjach i próbach bo nie myślcie że temat był wałkowany tylko przez jeden wieczór, okazało się że jak zwykle najlepszym rozwiązaniem jest to najprostsze i przyszło mi do głowy równie nagle jak skuteczne się okazało, mianowicie wystarczył inverter sygnału na jednym tranzystorze(bramce logicznej), który załatwia sprawę bezpośredniego dołączenia nadajnika/odbiornika do UARTu. Za pomocą dwóch płytek testowych jednej z ATmegą8 a drugiej z Atmegą32 i rozdzielonej płytki stykowej na część z nadajnikiem i odbiornikiem radiowym przeprowadziłem próby przesyłania danych. Z portu szeregowego programem testowym wysyłałem kilka bajtów do jednej ATmegi(lub bezpośrednio do modułu nadawczego) i odbierałem je odbiornikiem radiowym dołączonym do drugiego mikrokontrolera który dane wyświetlał na LCD. Aby potwierdzić poprawność transmisji skorzystałem nawet z oscyloskopu przy czym stwierdziłem że przebieg danych po stronie nadawczej i odbiorczej nie odstają znacząco od siebie. Prędkość transmisji jaką próbowałem to 4800bps i 9600bps, nie wykluczone że poszła by jeszcze większa choć pewnie z błędami ale po co skoro nawet 4800bps jest tu wystarczające. Pozostałe ustawienia transmisji jak parzystość czy bit startu ustawione były domyślnie. Widać zatem że dobrym wyborem był zakup lepszej(i droższej) pary nadajnik odbiornik, świetna sprawa i wystarczające rozwiązanie, zwłaszcza że nadal można dorobić programowe kodowanie. Przekłamania w transmisji zdarzają się czasem, jednak zabezpieczona jest ona algorytmem sumy kontrolnej CRC. W przypadku odebrania błędnej ramki jest ona odrzucana.
Dane odbierane są przez moduł RRFQ1 i interpretowane przez mikrokontroler, który zajmuje się wysterowaniem 10 serw(w sumie 9 kanałów) oraz włączaniem oświetlenia kamery. Na płytce odbiornika umieszczono też blok przetwornicy zbudowanej na układzie MAX761 która dostarcza zasilania dla kamery bezprzewodowej, myślałem na początku o MC34063 ale układ firmy MAXIM okazał się prostszy i zatem lepszy jak na stawiane mu wymagania. Ma on wydajność 150mA przy napięciu 12V. Kamera zaś pobiera tylko 70mA. Zasilanie dla manipulatora stanowi umieszczony wewnątrz akumulator żelowy o napięciu 6V(idealne do bezpośredniego zasilania serw) i pojemności 12Ah. Taka pojemność gwarantuje bardzo długą pracę, nie precyzuje jak długą by nie skłamać a trudno określić pobór średni prądu, wystarczy jedynie fakt że akumulator do tej pory musiałem ładować tylko raz, przed obroną. Dla części cyfrowej czyli mikrokontrolera i odbiornika radiowego zasilania dostarcza stabilizator o niskim spadku napięcia. Standardowy 7805 nie spisałby się tu(6V->5V).
OPROGRAMOWANIE

Specjalnie do obsługi manipulatora powstał program napisany w Delphi Enterprise 7. Miałem bowiem wcześniej z Delphi doświadczenie na uczelni lecz tylko przez jeden semestr. W ciągu kilku długich nocy przy pomocy poradników z internetu, starych pisanych na zaliczenie programów a zwłaszcza forum 4proggramers przypomniałem sobie co i jak i ściągnąłem potrzebne komponenty. Program bazuje na trzech głównych zadaniach, odbiór obrazu z urządzenia video zainstalowanego w systemie(kontrolka dspack), obsłudze urządzenia kontrolera gier(powerdraw) oraz transmisji danych przez port COM(cport). Wczesna wersja oparta była jedynie o wysyłanie danych przez port i obsługę urządzenia video. Wersja 1.0 obrazowała już stan wysterowania poszczególnych serw, natomiast wersja obecna, udoskonalona jest między innymi o graficzną reprezentacje położenia ramion, dzięki czemu obsługujący widzi na bieżąco jak wygląda położenie kolejnych stopni swobody. W programie znajduje się również prosty panel konfiguracji(wybór portu, kamery, joypada) oraz krótka instrukcja obsługi wraz z funkcjami klawiszy.
Oprogramowanie dwóch mikrokontrolerów ATmega8 powstało w Bascomie(wiem jaki jest Bascom) ale póki co wywiązał się jeszcze ze stawianych mu wymagań. Najbardziej bałem się sterowania taką ilością serwomechanizmów, zwłaszcza przy obsłudze UARTa oraz kilku innych zadań, chociażby timera odmierzającego czas. Zastosowałem szybki kwarc co jest zalecane przy większej ilości serw. Program realizuje też funkcje samokontroli czyli na bieżąco co około 4 sekundy bada stan napięcia akumulatora oraz siłę sygnału, by nie dopuścić do nadmiernego rozładowania akumulatora(żelowe tego nie lubią) oraz nie stracić zasięgu ze sterowanym pojazdem który pomknął by w wiadomym tylko sobie kierunku

KAMERA BEZPRZEWODOWA
Jeszcze chciałbym dodać kilka słów na temat użytej kamery bezprzewodowej. Jest to miniaturowa kamera kolorowa z dźwiękiem pracująca na częstotliwości 2,4GHz. Najważniejszą jej zaletą jest to że odbiornik, nie tak jak w przypadku tańszych modeli z wyjściem AV, posiada gniazdo którym podłączany jest bezpośrednio do portu USB!! Na początku myślałem o zwykłej tańszej kamerce bezprzewodowej 1,2GHz z odbiornikiem wyposażonym w złącza AV, jednak musiałbym zastosować do laptopa z którego przewidziałem sterowanie jakąś kartę wideo/tuner na port pcimcia. W sumie wyszło by niewiele taniej a doszedł by problem z zasilaniem odbiornika z USB(znów przetwornica). Dlatego idealnym wręcz wyjściem był zakup modelu z interfejsem USB a dodatkowo 2,4GHz oraz brak strojenia wyszedł zdecydowanie na plus. Jedynym można powiedzieć małym i nieznaczącym w zasadzie minusem a zarazem plusem tej wersji kamery jest odrobinę większa obudowa w porównaniu do modeli z małą czarną kostką, za to dzięki temu że jest nieznacznie większa, umieszczono w jej obudowie diody oświetlające w ilości 6szt. Radość nie trwała zbyt długo gdyż okazało się że są to jedynie 3mm atrapy diod. Nie był to problem gdyż wystarczyło rozebrać obudowę i podmienić atrapy na prawdziwe LEDy. Zastanawiałem się jakich użyć, podczerwonych czy zwykłych białych(wchodziła też w grę wersja mieszana, podczerwone do akcji w nocy i zachowania niewidzialności) jednak jak się okazało, podczerwień nadaje się głównie do kamer czarno białych, a ta jest kolorowa(więc posiada filtr IR). Wybór zatem padł na 6szt bardzo dobrej jakości diod białych 3mm, połączonych równolegle każda z rezystorem i zasilanych z 5V(bezpośrednie zasilanie z akumulatora mogłoby powodować ich denerwujące przygasanie). Gotowa kamera zamocowana została na obrotnicy i porusza się razem z nią a dodatkowo w płaszczyźnie góra dół dzięki małemu modelowi serwa TowerPro. Jeśli ktoś jest zainteresowany mam dostęp do tych kamer w cenie dużo tańszej niż są oferowane na znanym serwisie aukcyjnym.
MOŻLIWOŚCI ZMIAN
Jak każdy potrafi sobie wyobrazić manipulator może mieć wiele ciekawych zastosowań, jest też możliwa jego rozbudowa o nowe systemy czy możliwości. Z modyfikacji elektroniki, warte uwagi było by dodanie kanału zwrotnego, tak się złożyło że urządzenie póki co go nie posiada. Jego zastosowanie pozwoliło by na przesyłanie do stacji bazowej wszystkich informacji z otoczenia manipulatora, przede wszystkim parametrów życiowych czyli stan akumulatora oraz siły zasięgu, aż po bardziej zaawansowane jak w wersji ekskluzywnej nawet licznik Geigera-Mullera


Mogę dodać iż z wprowadzonych już zmian w stosunku do pierwotnie zakładanej wersji w modelu zmieniłem jedno serwo, konkretnie S11 na wersje metalową, gdyż plastikowa uległa uszkodzeniu i to co ciekawe nie przy pracy tylko przy ręcznym poruszaniu obrotnicą(przekładnie nie lubią takich sił), oraz wprowadziłem już kilka poprawek do programu mikrokontrolera części odbiorczej, generalnie szczegółów. Jak na chwile obecną manipulator jest w pełni gotów do zadań specjalnych.
KOSZTORYS
Lub może lepiej nie...
Tym razem mogę przedstawić dokładniejszy kosztorys zwłaszcza głównych elementów konstrukcji gdyż zbierałem wszystkie faktury lub inne dokumenty z ceną gdy nie dało się wystawić faktury. Ceny które podaje zawierają podatek VAT oraz koszty przesyłki, serwomechanizmy i podzespoły elektroniczne były przykładowo zamawiane w kilku partiach. Oprócz kosztów napiszę skąd pochodziły konkretne elementy czy podzespoły, pomoże to zainteresowanym w zakupie.
Serwomechanizmy (SOMMERTECH, NASTIK - polecam!!, AIRHOBBY) – 699zł
Podzespoły elektroniczne (TME) – 301zł (nie wszystkie wykorzystane)
Kamera bezprzewodowa – 293zł
Laminat (MERKAR - polecam!!) – 185zł
Moduły radiowe Telecontrolli (SOYTER - polecam!!) – 154zł
Ładowarka akumulatora (AKBA) – 79zł
Akumulator żelowy (AKBA) – 53zł
Komplet śrub nakrętek i podkładek M3 – 31zł
Powyższy spis i tak wydaje się zbyt mały, owszem nie przedstawiłem w nim cennika części na które nie mam dokumentacji, chociaż też kosztowały swoje, chociażby gąsienice z uszkodzonego modelu czołgu czy materiały potrzebne do wykończenia i inne drobnostki, jednak i bez tego suma jest piorunująca.
Każdy zsumował powyższą listę?? Ktoś uważa że przepłaciłem za inżyniera

PODZIĘKOWANIA
Chciałem podziękować kilku osobom z elektrody za pomoc, gdy była ona potrzebna do rozwiania moich wątpliwości lub wyjaśnienia jakiegoś zagadnienia.
Koledze mirekk36 za fachowe wytłumaczenie zasad kodowania sygnałów i próby rozwiązania transmisji bezprzewodowej za pomocą modułów radiowych. Widać że często udziela się w dyskusjach i na jedną z nich na interesujący temat transmisji bezprzewodowej niegdyś trafiłem. Po wielu różnych próbach gdy znalazłem w końcu rozwiązanie bezpośredniego dołączenia modułów radiowych do UARTu oczywiście z odwróceniem sygnału, kolega przetestował je nawet osobiście. Dzięki za pomoc i korespondencję!!
Koledze yego666 za informacje na temat jego interfejsu sterownika serwomechanizmów który kiedyś stworzył a przede wszystkim za słowa “nic wiec tam nie ma czego przeciętnie zdolna małpa by nie opanowała” co naprawdę solidnie natchnęło mnie do działania i jak widać powstał bardzo dobry program w Delphi a szczerze jeszcze rok temu myślałem, że właśnie z tym będę miał problem nie do przeskoczenia. Dziękuje za to wsparcie bo przydało się!!
Koledze radziow za pomoc w temacie https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic981853.html , miałem bowiem pomysł jak to zrobić od strony rysowania ale nie miałem pomysłu na samo wyznaczenie współrzędnych co widać nie było aż takie trudne. Czasem utknie się jednak na najprostszym etapie i trzeba jakiegoś impulsu a mi się musiało myślenie chyba zawiesić, dzięki za pomysł!!
DO POBRANIA
A teraz czas na obiecany deser – poniżej materiały jakie narazie przygotowałem. Po ściągnięciu pracy zalecam wygodnie rozsiąść się w fotelu, myślę że czytać będzie się miło. W paczce ze zdjęciami znajdują się wersje w lepszej jakości, dodatkowo są też zdjęcia nie zamieszczone w samej pracy, polecam ściągnąć choć dużo tego. Dla dociekliwych program wraz z instrukcją obsługi do wglądu a dzięki filmikom z pracy manipulatora będzie można poczuć się jak operator. Jako że zauważyłem, iż prowizja za pobranie może być dla niektórych za duża, zamieszczam linki do całości materiałów umieszczonych na jednym z serwerów. Póki co można ściągać stamtąd, jednak jak linki wygasną to pozostaną już tylko materiały umieszczone na elektrodzie.
Jeszcze raz aby nie było wątpliwości i niedoczytań, poniżej są linki do wszystkich wymienionych plików bez prowizji, wystarczy ściągnąć obydwa pliki i wypakować!!
Materiały part1 – http://www.speedyshare.com/913539449.html
Materiały part2 – http://www.speedyshare.com/507441140.html
Ponadto dzięki uprzejmości kolegi manekinen, całość materiałów można ściągnąć z jego serwera pod adresem poniżej. Dziękuję za udostępnienie miejsca!
Materiały całość - www.mm.pl/~kisiel-ket/manipulator.rar
A aby był wgląd w zdjęcia przygotowałem jednak tabele z miniaturami, którą zamieszczam tutaj, po ich powiększeniu da się dość dużo zobaczyć.

I oczywiście jeden z filmików, zamieszczam na YouTube tylko jeden gdyż drugi przedstawia działającą aplikacje i żeby było cokolwiek widać warto go ściągnąć.
SŁOWEM ZAKOŃCZENIA
Znam umiejętności czytania tekstu ze zrozumieniem co niektórych, zapraszam więc do komentowania i do zadawania pytań, tylko proszę nie takich na które odpowiedź można znaleźć w powyższym tekście bądź w samej pracy, naprawdę wszystko jest dość szczegółowo opisane. Mile widziane uwagi oraz nowe pomysły lub sugestie. Gdyby były wątpliwości model nie jest na sprzedaż, jednak jeśli czyta to ktoś z powiedzmy NASA lub służb specjalnych


Dziękuję za poświęcony czas.
Pozdrawiam
Janek
Cool? Ranking DIY