Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Turbinowiec - Robot klasy FTL

Razonek 20 May 2012 10:01 13691 24
Altium Designer Computer Controls
  • Turbinowiec - Robot klasy FTL
    Witam! Chciałbym wam przedstawić mojego drugiego robota klasy linefollower.
    Teraz jest on na trochę większym poziomie niż Wolverine. Ogólnie koncepcja nowego
    robota powstała po zawodach T-Bot, na których zobaczyłem po raz pierwszy
    robota Botland Teamu. Decyzja padła szybko i była jednoznaczna. Zamawiam turbinę.
    I tak z kolegą, Harnasiem na następny dzień po powrocie do domów z zawodów zamówiliśmy
    potrzebne nam rzeczy z HK. I tutaj był największy problem. Na turbinę czekałem praktycznie
    3 miesiące... No ale... teraz już robot ma wszystko co było przewidziane.
    Tutaj również dodam że to moja ostatnia konstrukcja z wykorzystaniem AVRów.
    Na filmie nie widać aby Turbinowiec był szybki lecz PWM wynosi już 230/255,
    a winą takiej jazdy jest przysysanie trasy do wirnika turbiny przez co hamuje i to dość znacznie.
    Postaram się nagrać coś na innym podłożu lub zawodach.


    Elektronika

    Robot posiada 2 mikrokontrolery, zaraz mi ktoś powie z oburzeniem " po co?! " Już tłumaczę.
    ATMega16 odpowiedzialna jest tylko i wyłącznie za odczyt z komparatorów,
    za obliczenia dotyczące regulatora PD oraz wysterowanie silników.
    Natomiast ATMega8 obsługuje TSOP'a, obsługuje sterownik do napędu tunelowego,
    załącza diody LED znajdujące się pod robotem oraz wysyła sygnały do "głównego" procka,
    no i oczywiście obsługa przycisków jest na nim :)
    ATMega16 jest taktowana kwarcem 16 MHz, natomiast ATMega8 napędzana jest z wewnętrznego oscylatora 1 MHz.
    Nie ma potrzeby „rozpędzania go” do większych prędkości.
    Mostki H w robocie to nic innego jak już sprawdzone nie jeden raz TB6612FNG z którymi nigdy nie miałem problemów.
    Do stabilizacji napięcia logiki jest wykorzystany L7805AC2T,
    natomiast dla silników przetwornica LM2576S, również z nią nigdy nie miałem problemów,
    tylko raz poszła z dymem, ale spełniała moje oczekiwania ;P


    Program

    Cały kod napisany w C. Powstał bardzo szybko i dobrze spisywał się dla prędkości rzędu 1,5m/s, gdy nie było turbiny.
    Teraz z turbiną muszę zmieniać współczynniki, ale kiedyś dojdzie do perfekcji tak jak Wolverine 


    Czujniki

    Transoptory to już wszystkim znane i myślę że lubiane KTIRy0711s, jest ich 16, ułożone w linie prostą. Myślałem nad dołożeniem jeszcze trzech czujników na około 3cm przed robota aby robot mógł szybciej hamować, ale zrezygnowałem z tego. Przy poprzedniej konstrukcji mówiłem że nigdy nie dam mniej niż 16 czujników, a będę dawał ich więcej. Niestety ale pozostałem przy 16 czujnikach. Myślę że można z nich wyciągnąć przyzwoitą rozdzielczość i nie ma potrzeby stosowania więcej.
    Sygnał analogowy wychodzący z czujników jest podawany na komparatory LM339 a następnie trafia już do ATMegi16.
    Robot ma również wyprowadzone pady dla sharpa 340k, ale nie jest zamontowany, gdyż nie było takiej potrzeby. Wątpię w jego przydatność na tym poziomie.


    Płytka PCB


    Robot składa się z jednej płytki pcb, z czarną soldermaską. Płytka wykonana w firmie Satland Prototype, która dała mi bardzo duży rabat. Laminat ma grubość 1,5mm. Zastanawiałem się długo nad zastosowaniem laminatu 1mm ale bałem się że pęknie pod wpływem działania turbiny.


    Silniki

    Tutaj nic specjalnego, Pololu 10:1 w wersji HP. Myślę że do takiej konstrukcji nic więcej nie potrzeba. Pod silnikami znajdują się podkładki z laminatu, niestety wycinane krzywo w domu i pomalowane czarnym sprayem, kompletnie zapomniałem o nich w czasie projektowania PCB.


    Napęd tunelowy

    Tutaj też bez żadnych nowości. Zgapiony EDF 27 wraz z rekomendowanym regulatorem do niego 10A. Przed zbyt mocnym wygięciem płytki chronią diody 3mm, laminat ma 1,5mm grubości więc nie powinien pęknąć, w sumie to musi wystarczyć.


    Programowanie

    Tutaj do obu procków zastosowałem 1 złącze 10 pinowe IDC w standardzie Kanda. Za pomocą zworki ustalam który procesor ma być programowany. Zworka przerywa sygnał SCK, co w zupełności wystarcza do wygodnego działania. Wyprowadzony jest także USART, ale tylko z ATMega16. Myślałem nad „takim czymś” do zmieniania współczynników za pomocą drugiego uC. Na razie składam następnego robota i za bardzo nie mam czasu się tym zająć.


    Tutaj starszy filmik, pierwszy jedzie Wolverine, później Turbinowiec bez turbiny:


    Tutaj najnowszy filmik:



    Turbinowiec - Robot klasy FTL Turbinowiec - Robot klasy FTL Turbinowiec - Robot klasy FTL Turbinowiec - Robot klasy FTL

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    Razonek
    Level 11  
    Offline 
    Has specialization in: bezrobocie
    Razonek wrote 28 posts with rating 82, helped 0 times. Live in city wilcza city. Been with us since 2010 year.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #3
    maniek_88
    Level 14  
    Może głupie pytanie, albo ja jestem ślepy i nie widzę. Czym zasilana jest konstrukcja?
  • Altium Designer Computer Controls
  • #4
    Razonek
    Level 11  
    Akku lipo 2s 500mAh. Co do kosztów to hmmm ok. 600zł
  • #6
    mungo
    Level 19  
    "Line followery, to roboty startujące w zawodach, na których rozgrywana jest kategoria Follow The Line (FTL). Przeważnie są to małe i szybkie konstrukcje (najszybsze Polskie roboty osiągają prędkości powyżej 1m/s), których zadaniem jest przejechanie wyznaczonej trasy w jak najkrótszym czasie, roboty ścigają się na białym podłożu z wyznaczoną czarną trasą (lub odwrotnie). Do zawodów przeważnie dopuszczane są roboty nieprzekraczające swoimi rozmiarami kartki formatu A4." pierwszy link googla
  • #7
    Frog_Qmak
    Level 25  
    że line follower to wiem, ale nie znałem akronimu FTL, kojarzy się raczej z napędami w filmach sci-fi (Stargate, Battlestar Galactica)... dzięki:)
  • #8
    Sabre
    Level 18  
    mungo wrote:
    (najszybsze Polskie roboty osiągają prędkości powyżej 1m/s)


    Troszkę stara ta definicja :), w tej chwili najszybsze osiągają prędkości około 2,5m/s.
  • #9
    homman
    Level 26  
    Wiem że głupie pytanie ale po co ta turbina jest ?? Nie można było po prostu na kółku tylko taki poduszkowiec ??
  • #10
    homman
    Level 26  
    Nie interesowałem się wcześniej robotami a google mi nic ciekawego nie znalazło dlatego pytałem.
    Bo tak na logikę zamiast takiego systemu zamontował bym jakiś ciężarek na czujnikach jeśli to miało służyć lepszemu szukaniu linii. No ale jeśli tak jak piszesz to ma służyć przyczepności to łapię o co chodzi.
  • #11
    kretowicz14
    Level 14  
    W porównaniu do 1 projektu wyszło Ci na prawdę bardziej wyczynowo.
    Jaka jest przerwa po między podwoziem a podłożem ?
    Narzekałeś na 3 miesięczną przesyłkę ze strony HK czy to z powodu braków magazynowych czy wysyłki? Ja przez ostatnie 4 miesiące dostaję przesyłki w max 2 tyg :)
  • #12
    Razonek
    Level 11  
    Opóźnienie wynikało z braku silników bez szczotkowych do innego robota. Przerwa wynosi około 6-8mm, z przodu 6mm a z tyłu 8mm, uszczelka "redukuje" to o 3,5mm. Docelowo jeszcze dam po jednej podkładce pod silniki co zmniejszy prześwit o kolejne 1,5mm
  • #13
    kretowicz14
    Level 14  
    Razonek wrote:
    Docelowo jeszcze dam po jednej podkładce pod silniki co zmniejszy prześwit o kolejne 1,5mm

    Nie boisz się, że przerwa będzie zbyt mała i w efekcie zasysania laminat będzie się odkształcał co spowoduje większe opory jazdy ?
  • #14
    Flaman11
    Level 17  
    Oglądałem drugi filmik i tak pomyślałem o jednej rzeczy. Nie wiem czy dobrze pamiętam, ale przy wcześniejszej konstrukcji pisałeś, że trasy na zawodach są wcześniej znane. Można by algorytm układać pod trasę, tak by na prostych prędkość wynosiła 100%, a na zakrętami redukować do prędkości optymalnej.

    Lub druga opcja wyposażyć jeszcze w dodatkowe czujniki w miejscu czerwonych ledów i analizować trasę pomiędzy nimi, a czujnikami na froncie (szukanie prostych), dzięki czemu robot mógłby zmieniać prędkość przejazdu w czasie jazdy po torze. Na prostej przyspiesza, a na zakrętach zwalnia.

    Oczywiście to jest jedynie taka myśl czysto teoretyczna i nie wiem nawet jakie by to miało przełożenie w praktyce.
  • #16
    Razonek
    Level 11  
    Tylko tych prostych zbytnio dużo nie ma, a turbina potrzebuje też troszkę czasu na rozkręcenie. Pisałem w opisie robota o dodatkowych czujnikach. Z tego by wyszło tylko to że ramie było by tylko coraz dłuższe. Poza tym tych prostych tak dużo nie wcale nie ma...
  • #17
    kretowicz14
    Level 14  
    Razonek wrote:
    ...turbina potrzebuje też troszkę czasu na rozkręcenie.


    W tym wypadku było by trzeba pokusić się o silnik szczotkowy.
  • #18
    Sabre
    Level 18  
    kretowicz14 wrote:


    W tym wypadku było by trzeba pokusić się o silnik szczotkowy.


    Czy twoim zdaniem silnik szczotkowy rozkręci się szybciej od silnika 3f? Szczerze nie sądzę. Poza tym gdzie znajdziesz silnik szczotkowy o porównywalnych parametrach do tego 3f, waga około 4g (sam silnik), obroty ponad 40k/s i o mocy wystarczającej, żeby w ogóle rozkręcić się z turbinką do takich obrotów.
  • #19
    kretowicz14
    Level 14  
    Sabre wrote:
    do tego 3f, waga około 4g (sam silnik), obroty ponad 40k/s i o mocy wystarczającej, żeby w ogóle rozkręcić się z turbinką do takich obrotów.

    Zaprojektowanie regulatora do silników szczotkowych jest łatwiejsze niż do 3f
    40 tys obrotów to rzeczywiście dużo, ale i 20 tys jest do zniesienia (raczej ta turbina tyle nie ma nawet).
    Co do mocy też się mogę nie zgodzić bo o podobnych parametrach można znaleźć, jedynie co przeczy to sprawność którą szczotkowe mają mniejszą...
    Szczotkowe silniki mają większy moment obrotowy, lecz częsta wymiana szczotek przy takich prędkościach obrotowych i wielu testach doprowadzić może do szału.
    Waga 4g przy tej turbinie?? Phi
  • #20
    Sabre
    Level 18  
    kretowicz14 wrote:

    Zaprojektowanie regulatora do silników szczotkowych jest łatwiejsze niż do 3f


    Nie wyważa się otwartych drzwi skoro jest tyle gotowych regulatorów.

    kretowicz14 wrote:
    40 tys obrotów to rzeczywiście dużo, ale i 20 tys jest do zniesienia (raczej ta turbina tyle nie ma nawet).


    Silnik w tej turbinie ma 11000kv czyli na każdy 1V zasilania jego obroty rosną o 11000. Jest na 2s, czyli może być zasilany z 8,4V maksymalnie. Silnik ma 14mm średnicy i około 8mm wysokości (nie licząc ośki). Moc około 45W. Znajdź mi proszę silnik szczotkowy o podobnych parametrach.
  • #21
    kretowicz14
    Level 14  
    Sabre wrote:


    Nie wyważa się otwartych drzwi skoro jest tyle gotowych regulatorów.



    To samo mógłbym napisać...

    Link

    Sabre wrote:

    Silnik w tej turbinie ma 11000kv czyli na każdy 1V zasilania jego obroty rosną o 11000. Jest na 2s, czyli może być zasilany z 8,4V maksymalnie. Silnik ma 14mm średnicy i około 8mm wysokości (nie licząc ośki). Moc okoł




    Link

    Osiąga około 20 tys obrotów , służy do napędzania małych rc helikopterów (wirnika ogona)
  • #22
    Flaman11
    Level 17  
    weler wrote:
    Dla przyspieszenia można by na prostych zmniejszać obroty turbiny jak w Formule 1 co zarazem da mniejsze straty mocy i lepsze przyspieszenie )


    Nie o to mi chodziło, bo koła mimo wszystko łatwiej jest rozpędzić i wyhamować.

    Razonek wrote:
    Z tego by wyszło tylko to że ramie było by tylko coraz dłuższe. Poza tym tych prostych tak dużo nie wcale nie ma...


    To prawda, ale może i ta długość co jest byłaby wystarczająca. Zdaję sobie sprawę, że proste nie są długie, ale przy dobrym algorytmie prędkość mogłaby się również zmieniać na zakrętach. Poza tym jeżeli trasę pokonuję robot na 60% (nie znam tej wartości), to wzrost prędkości o 40% może wynieść kilka dych części sekundy, a to już jest dużo.

    Razonek wrote:
    Pisałem w opisie robota o dodatkowych czujnikach.


    Widać że roboty cały czas są rozwijane, może warto choć chwile poświęcić na takie testy czas. ;D
  • #23
    igorak
    Level 9  
    moge link'a do takiej turbinki i jakie są jej koszta??
  • #24
    Razonek
    Level 11  
    Koszt jak dobrze pamiętam to ok 27$ za taką turbinkę. Poszukaj na HK, nazwa to EDF 27
  • #25
    Jeaa
    Level 9  
    Bardzo ładny i fajnie wykonany robocik. Życzę powodzenia przy następnych konstrukcjach.