Armadilo-linefolower inny niż wszystkie

Armadilo-linefolower inny niż wszystkie

Pomysł na budowę tego robota pojawił się ok roku temu. Podczas rozbierania starego skanera natrafiłem na ciekawy element, matryce CCD (ILX524K) . Matryca składała się z 2700 pikseli w trzech kolorach ustawionych w jednej linii. Wraz z małym obiektywem świetnie nadawała się na czujnik do linefolowera.
Przez rok powstały kilka pomysłów na odczytywanie matrycy i kilka podstaw jezdnych. robot który dzisiaj przedstawiam na pewno nie jest ostatni ale stwierdziłem że warto go zaprezentować. Nie będzie to dokładny opis każdego szczegółów i na pewno nie podzielę się wsadem do mikrokontrolera ponieważ spędziłem naprawdę dużo czasu pracując nad tym i zamierzam startować tym robotem w zawodach. Chciałem się podzielić tym pomysłem z wami tylko po to żeby pokazać że każdy można wymyślić coś fajnego i warto eksperymentować.



Matryca i co dalej...
Jak się szybko okazało obsługa matrycy to nie taka prosta sprawa. trzeba wygenerować trzy sygnały zegarowe , wzmocnić i zdekodować sygnał analogowy i wszystko to w jak najkrótszym czasie ponieważ przy prędkościach ok 1m/s liczy się każdy milimetr. Do obsługi matrycy wykorzystałem Atmege32 ponieważ na razie nie umiem żadnej innej rodziny programować a 32-ka ma wystarczającą ilość portów i pamięci SRAM. Wraz z atmegą współpracuje przetwornik A/D ADC1175CIJM , wzmacniacz LM6172IN i drabinka R-2R jako offset do sygnału z matrycy. Dzięki nauce asemblera w wakacje i optymalizacji programu osiągnąłem ok 600 fps ale mam już plan jak dobić do 1000 fps .Matryca może osiągnąć nawet 1800 fps ale czas naświetlania nie może być zbyt krótki bo nie da się rozróżnić lini. Przy tak dużej szybkości trzeba doświetlać podłoże bo jak się okazuje co sprawiło mi duży problem w moim pokoju oświetlonym świetlówką 100 razy na sekundę jest ciemno.



CCD to nie wszystko.
Położenie linii przesyłane jest usartem z prędkością 0,5 Mbps do Atmegi48 gdzie już standardowy kontroler PID. Silnik napędowy sterowany przez mosfet N plus zwieranie terminali silnika przez mosfet P w celu hamowania. Silnik kierujący jest sterowany przez popularny L298 i sprzężenie zwrotne przez potencjometr i przetwornik ADC wbudowany w Atmege48.

Trochę o zasilaniu.
Wszystko zasila pakiet li-ion 7,4 V. Napięcia baterii przetwarzane jest na: 5V przez stabilizator LDO, 12V dla matrycy przez MC34063.

Konstrukcja
Robot zaprojektowany w CAD. Zbudowany jest z czarnej 3mm plexy wyciętej na mojej CNC . Sposób napędy na tylne skrętne koło wydawał mi się bardzo dobry jak na linefolowera. Jednak rozczarowałem się, przy większych prędkościach (>0,7m/s) robot jest niestabilny. Cała elektronika zbudowana jest na płytkach uniwersalnych bo są wygodne i można zmieniać niektóre fragmenty obwodów co było bardzo pomocne. Robot napędzany jest przez silnik modelarski speed 280 który świetnie spisuje się w tej roli (satysfakcjonujące przyśpieszenie i prędkość maksymalna >1,5m/s). Do skręcania po zmianach użyty jest ten sam model silnika. Początkowo zamontowany był tam silnik krokowy który się nie spisał z powodu zbyt małej prędkości. Podłoże podświetlane przez szereg diod Led na przodzie odbija się w lusterku i trafia przez soczewkę na matrycę znajdującą się z tyłu robota. Wszystko widać na zdjęciach. Całość waży ok 600g.





Przyszłość
Kolejny linefolower będzie na pewno mniejszy i lżejszy. Będę chciał osiągnąć 1000 fps. Zastosuje inną topologie napędu.


http://www.youtube.com/watch?v=BCz86GI-aw0

Proszę o wyrozumiałość gdyż to mój pierwszy artykuł.