Witam wszystkich.
Przedstawiam moją pierwszą w życiu autonomiczną maszynę-robota typu "linefollower", którego nazwałem "ERROR 1". Mimo kilku ewidentnych słabości jestem z niego naprawdę zadowolony.
Elektronika składa się z dwóch płytek:
- Płytka z sensorami, zasilaniem diod i rezystorami podciągającymi. Po podaniu zasilania (stabilizowane 5V) zwraca analogowe sygnały. Sensory to 5szt. popularnych CNY70.
- Płytka z mikrokontrolerem, zasilaniem i mostkami H do sterowania dwóch silników. "Mózgiem" jest atmega8 w ceglastej obudowie dip, mostek to l293d. Całość jest zaprojektowana tak, aby ten moduł był najbardziej uniwersalny-po podłączeniu płytki z innymi sensorami i tylnej części z innymi silnikami bez żadnego problemu można zrobić na niej np. robota minisumo, prostą machinę kroczącą itd. Poza miejscem pod taśmę są jeszcze dodatkowo wyprowadzone piny I/O(7szt) pozwalające m.in. na dołączenie zewnętrznego kwarcu, użycie wyjścia timera 2, podłączenie kilku serw, użycie piątego kanału ADC, itd... Dodatkowo na płytce są gotowe ścieżki i pola lutownicze pozwalające na zmontowanie dzielnika napięcia do pomiaru napięcia zasilania(piąty kanał ADC). Można znaleźć tam jeszcze dwie diody led, dwa switche i wyprowadzenia do zasilania zewnętrznych peryferiów: 5V, GND i Vcc(bezpośrednio z baterii zasilającej). Do Aref można zamontować kondensator lub potencjometr zależnie od wybranego źródła napięcia odniesienia.
Połączenie między płytkami zbudowane jest z taśmy (po której idzie zasilanie przedniej płytki i sygnały z sensorów) i dwóch prętów węglowych fi 2mm zamontowanych w tulejach wyjętych z kostek elektrycznych. Takie połączenie pozwala na regulację pozycji płytki z sensorami w praktycznie każdej osi i każdym kierunku. Jest też dość solidne i niesamowicie lekkie- obie płytki razem z połączeniem ważą 25g. Jeśli za mało jeszcze nasłodziłem, to dodam, że bez najmniejszych przeróbek da radę zrobić z tego przegubowca(czego nie omieszkam spróbować)
Jakość wykonania płytek poniżej dna-bez soldermaski i lekko podtrawione(tylko powierzchniowo). Przesadziłem trochę z temperaturą roztworu wytrawiacza.
Zasilanie stanowi bateryjka Li-Pol 2S 0,8Ah, docelowo 3S.
Napęd stanowią dwa przerobione silniki z przekładniami firmy micromotors(hl149). W silnikach zastosowałem takie modyfikacje:
- wzmocnienie przekładni-wymieniłem plastikowe koła zębate na metalowe
- skrócenie i minimalne odelżenie silników-pozbyłem się plastikowych osłon tylnych części i skróciłem wystające z tyłu wały
- przystosowanie do kół pololu - wały "D" 4mm spiłowałem na wał "D" 3mm
- wymiana konektorów - na zwykłe goldpiny, bo standardowe raczej nie nadają się do niczego
- przewoltowanie - silniki zbudowane do zasilania z 6V, ja zasilam je z baterii 3S
Silniki te oceniam bardzo dobrze, może nie wygram nimi zawodów, ale nie da się znaleźć lepszych w tej cenie(a nawet 2x drożej). Dodatkowo są bardzo solidne-nie muszę się bać, że komutatory albo zęby przekładni znikną po kilku biegach. Silniki mają przekładnie 1:10, które planuję użyć w przyszłości razem z innymi silnikami(180 lub 265). Jedna metalowa przekładnia waży 19g. Silniki umieściłem w prostej ramce wykonanej z blaszki aluminiowej 0,75mm
Software: W obecnej wersji regulator P, ale w przyszłości prawdopodobnie będzie PD albo PID.
Pierwsze uruchomienie:
Po wgraniu programu testowego i podłączeniu zasilania "prawie" sukces. PWM, kontrolki, switche, łączność z mostkiem H, konfiguracja wyprowadzeń - OK. Jednak okazało się, że mostek jest uszkodzony(uwalony jeden z górnych tranzystorów prawego silnika)-prawy silnik nie kręci do przodu. Po wymianie ruszył. Zrezygnowałem z ADC-sensory bardzo dobrze sobie radzą jako cyfrowe.
Po testach przyszedł czas na pierwsze jazdy:
Film z najprostszym programem(bez regulacji prędkości-tylko zmiana kierunku obrotów), zasilanie bateria 2S 0,8Ah(docelowo 3S-chociaż to trochę ryzykowne przy tym mostku).
Trasa "0":
Jedno kółko to 2m, czas okrążenia ~3,5s, prędkość wychodzi niecałe 0,6m/s. W następnej wersji softu (regulator P-następny film) zszedłem poniżej 2,8s . Chyba nie jest źle jak na pierwszą konstrukcję. Możliwe, że jeszcze poprawię ten wynik-jedyne co mnie teraz ogranicza to ilość sensorów, ale biorę pod uwagę dodanie jeszcze kilku.
Filmy jak narazie finalnej wersji(regulator P):
Trasa "0" - o długości 2m.
Tor testowy, długość 10m:
Średnia prędkość ponad 0,7m/s-kilkoma linijkami programu zyskałem prawie 15cm/s.
Koszty:
Silniki+przekładnie: 20zł
Koła pololu 60mm: 25zł
Sensory, atmega, mostek: ~30zł
Drobnica <10zł
Reszta drobiazgi za grosze.
W załączniku plik hex, PCB, schemat montażowy, ideowy, wykaz elementów i uwagi.
Cool? Ranking DIY
Silniki są dość zrywne, już przy 7,4V i PWM 155 przód podskakuje przy stracie. Przy 11,1V lfr wywraca się na plecy, a dociążony z przodu osiąga ok. 1,5m/s.
