Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Computer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Mobilny robot wielozadaniowy Nana_2

slawek-matyl 27 Sty 2013 15:32 21693 16
  • Mobilny robot wielozadaniowy Nana_2

    Witam.
    Prezentuję mojego drugiego robota, jakiego zbudowałem w mojej karierze robotyki. Robot jest następcą Nany_1. Prezentowany robot to platforma wielozadaniowa o nazwie Nana_2. Powstał specjalnie na potrzeby mojej pracy dyplomowej: "Projekt i badanie podstawowych układów elektronicznych robota mobilnego".


    Szybkie streszczenie budowy robota:

    Konstrukcja:
    - "pleksa", aluminium,
    - wymiar ramy podwozia: 35x25 cm,
    - masa: 2kg.

    Napęd:
    - 4 zmodyfikowane serwomechanizmy modelarskie Tower Pro SG-5010,
    - koła: prawdopodobnie pololu 90 mm.

    Czujniki:
    - HC-SR04, ultradźwiękowy czujnik odległości 2-300cm,
    - sharp analogowy GP2Y0A21YKOF 10-80cm,
    - czujnik odbiciowy IR fala modulowana, detektor TSOP1736,
    - 2x czujnik odbiciowy IR (fototranzystor, dioda IR) fala niemodulowana,
    - sharp cyfrowy GP2Y0D810Z0F 10cm,
    - czujnik linii (3xTCRT5000),
    - czujnik temperatury, DS18B20,
    - czujnik światła, fotorezystor,
    - moduł odbiornika GPS, FGPMMOPA2-P,
    - akcelerometr, MMA 7361 (pulpit sterujący).

    Dodatkowe elementy:
    - 2x serwomechanizmy Tower Pro SG-5010 do obracania dalmierzami,
    - 2x Mostek H (zmodyfikowana wersja z Nany_1),
    - odbiornik kodu RC5 TSOP32136
    - moduły radiowe 2.4 GHz RFM70,
    - wyświetlacz graficzny, 128x64 KS0108.

    Układy logiczne:
    - główny mikrokontroler ATmega16,
    - mikrokontroler pomocniczy ATmega88 (wymiana informacji poprzez interfejs SPI),
    - mikrokontroler pulpitu sterującego ATmega16.

    Realizowane funkcje:
    - zdalne sterowanie podczerwienią,
    - zdalne sterowanie za pomocą transmisji radiowej i akcelerometru,
    - śledzenie linii,
    - poruszanie autonomiczne,
    - zbieranie informacji z czujników oraz prezentowanie ich na pulpicie sterującym.

    Mobilny robot wielozadaniowy Nana_2 Mobilny robot wielozadaniowy Nana_2 Mobilny robot wielozadaniowy Nana_2 Mobilny robot wielozadaniowy Nana_2 Mobilny robot wielozadaniowy Nana_2


    Link


    Przyszłość?? Hmmm. Zmiana napędu na wydajniejszy, wykorzystanie modułu GPS do autonomicznego odnajdywania wskazanego położenia geograficznego. Zobaczymy, co z tego będzie.
    Pozdrawiam serdecznie.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Computer Controls
  • #2
    Nathir
    Poziom 14  
    Czy można coś więcej o zasilaniu?
    Jaka bateria, jak ładowana?

    Czy 'pleksa' była obrabiana ręcznie czy zamówiona? Jaki koszt obróbki?
  • #3
    Roofi_PL
    Poziom 9  
    wolwoj napisał:
    Sharp jest to inaczej zwany dalmierz :)


    Nie tyle inaczej zwany co jeden z producentów dalmierzy :D


    Jaką dokładnością GPS możesz się pochwalić ? Czy nie jest to zbyt mało aby uczynić pojazd autonomicznym ?
  • Computer Controls
  • #4
    szymon122
    Poziom 37  
    Z tego co wiem SR-04 ma zasięg 5m. Co po ci tyle czujników? Sharp ma krótszy zasięg niż SR-04 a i tak go dałeś, nawet kilka.
  • #6
    mrtip
    Poziom 13  
    slawek-matyl:

    Witam, drodzy fani robotyki ten projekt jest naprawdę bardzo udany. Pomysł upakowania tak dużej ilości peryferiów wprawdzie powala, ale jednak spowalnia inne procesy a generalnie te autonomiczne.

    Drogi Sławku jestem pewny, że Twój projekt wzbudzi zainteresowanie wśród fanów robotyki, lecz wetknę tutaj swoją szpilkę. Ja AVRy porzuciłem około 2 lat temu, proponuję Ci przejść całkowicie na ARM Cortex M4 jako procesor główny i jeśli będą wymogi do kolejnych układów rezerwowych lub podtrzymujących to będzie zasadność stosowania podukładów. Kilka kontrolerów w jednym urządzeniu ma zastosowanie wtedy gdy główny nie domaga.

    Jak mniemam soft pisałeś w C? Assembler by za dużo nie przyspieszył.

    Twój robot z tyloma funkcjami z dużą pewnością przyspieszył by z logiką na ARMie. A on jest w Twoim robocie absolutnie potrzebny.

    Chętnie Ci pomogę bo widzę, że masz w sobie potencjał.
  • #7
    slawek-matyl
    Poziom 11  
    No więc po kolei:
    "Pleksa" została obrabiana ręcznie, przy użyciu najprostszych narzędzi. Robota zasilam z pakietów modelarskich, LiFePO4 6.6V, lub Li-Po 7.4V. Ładowane w specjalistycznej ładowarce.

    Co do GPS. Najlepszą dokładność udało mi się uzyskać na poziomie 2.5 m, najgorszą 6.5 m przy pomiarze 1k próbek. Do prostego nawigowania na otwartej przestrzeni taka dokładność będzie wystarczająca.

    SR-04 w praktyce mierzy odległość dobrze do 3.5 m, maksymalnie 4 m. Po co tyle czujników?? Do realizacji założonych funkcji. Każdy czujnik posiada swoje zalety i wady, nie ma jednego uniwersalnego. Np dalmierz ultradźwiękowy "nie widzi" przedmiotów które silnie tłumią dźwięk, natomiast Sharpy wykonują pomiar punktowo.
    Koszt orientacyjnie sięgnął około 1 tyś.
    mrtip:
    Masz rację program pisany jest w C. Mikrokontrolery taktowane są częstotliwością 8MHz, czyli połowa maksymalnej częstotliwości (ATmega88 do 20 MHz). Zostało tak, gdyż chciałem zobaczyć czy da rade z taką prędkością. Algorytmy sterujące są w miarę proste, skupiałem się na mojej pracy dyplomowej, czyli na układach elektronicznych. Dla algorytmów nie zostało do poświęcenia dużo czasu, ale teraz można nad nimi popracować. Starałem się tak pisać program, aby zawierał jak najmniej opóźnień, praktycznie większość nie blokuje realizacji programu. Tam gdzie robocik sobie czeka, wykonuje inne operacje. Bolączką jest szybkość pomiarów dalmierzy. Sharp analogowy wykonuje pomiar średnio co 39 ms, natomiast dalmierz ultradźwiękowy co ponad 60ms. Przeliczenie napięcia na odległość za pomocą funkcji potęgowej dla AVR 8-bit jest trochę czasochłonne (Sharp analogowy)
    Oczywiście nie mówię że ARM by się nie przydał, gdyż na pewno stwarzał by większe możliwości, jednak nie miałem jeszcze okazji zaznajomić się z jakąś rodziną. Myślę że pomału w tym kierunku zacznę działać. Dziękuję tobie za zauważenie wkładu mojego w tą konstrukcję
    Pozdro
  • #8
    LaserKlos
    Poziom 14  
    Witam
    Gratuluję projektu !
    Ap ropo pleksi, mówisz ręcznie - czyli miałeś kawałek i po nagrzewaniu giąłeś ? Świetnie Ci to wyszło :) A Te metalowe części na zamówienie gdzieś ?

    Pozdrawiam
  • #9
    yulow

    Poziom 11  
    Metalowe części nie prezentują się zbyt fajnie (aluminiowe) kątowniki płaskowniki zakupione w sklepie metalowym ręcznie docięte.
    Dobry patent :P
  • #10
    Tytaneks
    Poziom 8  
    Robot fajny, podoba mi się że chcesz dodać mu GPS ale ile mniej więcej wyniosły cię koszta robota (PLN) i czasu pracy .
  • #11
    szymon122
    Poziom 37  
    Czytaj dokładnie.
    slawek-matyl napisał:
    Koszt orientacyjnie sięgnął około 1 tyś.
    .
    Jak sobie radą te silniki? U mnie robot z identycznymi jeździł bardzo wolno. Jakim napięciem je zasilasz?
  • #12
    slawek-matyl
    Poziom 11  
    Witam
    Metalowe części oczywiście obrabiane ręcznie, dostępne w marketach budowlanych.
    Pleksa wyginana na gorąco, za pomocą lutownicy gazowej.
    Co do zasilania: zasilam robota pakietem LI-Pol 7.4V, lub LI-Fe 6.6V. Przy średnicy kół 90 mm serwa w czasie jazdy na wprost specjalnie jakoś się nie męczą. Najgorzej przy obrotach w miejscu. Koła są znacznie od siebie rozstawione, co zmusza je do zakreślania dużego okręgu, a tym samym wymaga to dużo mocy z napędu. Jednak jak na tymczasowy napęd, jestem z niego zadowolony.
    Pozdrawiam
  • #13
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    Jakie zadania ma "mikrokontroler pomocniczy"?
  • #14
    Grizzly31
    Poziom 1  
    Mógłbyś wstawić schematy albo chociaż zarys płytek listę części i skrót informacji jak go wykonałeś, ponieważ jestem zainteresowany jego budową a nie mam wystarczającej wiedzy by zbudować coś takiego samemu
  • #15
    Turbo.Arek
    Poziom 16  
    A ilu kanałowego użyłeś sterowania? :D
  • #16
    szymon122
    Poziom 37  
    Tutaj masz cyfrową transmisje, nie jest tak jak z serwami :D
  • #17
    slawek-matyl
    Poziom 11  
    dondu napisał:
    Jakie zadania ma "mikrokontroler pomocniczy"?

    Do zadań tego mikrokontrolera (ATmega88) należy obsługa układów: czujnik odbiciowy TSOP, cyfrowy termometr, czujnik oświetlenia, odbiornik kodu RC5, dalmierz ultradźwiękowy i odbiornik systemu GPS