SBot
Autori: Rišo Tesár, Rasťo Ďurina, Dušan Ďurina
Contents
Cieľ projektu
Cieľom projektu je vytvorenie jednoduchého mobilného podvozku (relatívne lacného, ľahko postaviteľného), ktorý aj dokáže realizovať jednoduché presuny.
Popis projektu
Z hľadiska konštrukcie sa jedná dvojkolesový vozík s obidvoma kolesami pohananými a dvoma podperami, aby sa vozík neprevrátil. Hnacie ústrojenstvo je tvorene modelárskymi servami Hitec HS322HD, ktoré su modifikované a upravené (odstránená spätná väzba, odstránená mechanická záražka). Priamo na výstupy zo serv sú primontované kolieska. Riadiacou jednotkou tohto robota je jednočipový 8bitový mikroprocesor ATmega8, ktorý ovláda servá, komunikuje s okolím pomocou BlueTooth modulu a spracováva aj ďalšie signály, ktoré môžeme priviest na niektoré jeho voľné porty. Samozrejmosťou je snímanie stavu napätia batérie. Zdrojom energie robota sú 4 NiMH akumulátory veľkosti AA o kapacite 2000mAh.
Popis komunikácie:
Príkazy pre robota sa dajú poslať priamo pripojením na seriový port PC, alebo pomocou BlueTooth modulu firmy Infineon. Pomocou daných modulov sa vytvorí virtuálna seriová linka a pripojením na túto virtuálnu sériovu linku môžeme ovládať robota v jeho pohybe.
Technická špecifikácia
- dvojkolesový podvozok, dve hnacie kolieska a dve podpery
- priemer kolies: 70 mm
- rozvor kolies: 82 mm
- výška vozíka: 52 mm,70 mm(kolesá)
- priemer vozíka: 120 mm
- pohony: upravené modelárske servá Hitec HS322HD
- napájanie: 4x1,2V 2000mAh NiMH akumulátor
- komunikácia: BlueTooth, RS232
- riadiaci počítač: 8-bitový mikropočítač ATmega8
Obrázky
Kliknite na jednotlivé obrázky pre väčšiu verziu.
Video
Video je vo veľkosti 720x576: http://www.robotika.sk/projects/sbot/videos/sbot.wmv [1.5MB, 0:11min]
Poznámky
V súčasnosti existujú dva prototypy. Jeden aj fungoval, viď. video vyššie. Druhý bola snaha dokončiť a skompletizovať. Podľa obrázkov v galérii existuje aj tretí prototyp, asi najkrajší a dokonca aj s BT modulom, ale ten je na neznámom mieste.
Pohony
Ako pohon je použité 2 x upravené modelárske servo. To je dobré, výhoda je cena aj opakovateľnosť, relatívne veľký moment.
Jeden model má Alu kolieska s gumičkou akože ako pneumatika, ale nie je tam žliabok a zvlieka sa teda (prvý obrazok). Druhý model má plastové, ale sú o kúsok menšie ako by mali byť, takže robot sedí na podvozku a nie na kolieskach (stredny obrázok). Možno s gumičkou by to bolo OK, ale lepšie je trocha zvačšiť kolieska. Prvý model má výšku kolieska nad zemou doštelovanú tak, že servo je podvihnuté dištančným stĺpikom, čo je somarina. Musí to byť navrhnuté tak akurát, aby sa priskrutkoval priamo na podstavu bez stĺpikov, inak je montáž komplikovaná a neopakovateľná. Ten s kovovým kolieskom a dištančnými stĺpikmi ale aspoň jazdí (tretí obrázok).
Robot nemá žiadne oporné koliesko, jeden model má vrchlík z Lega, druhý ani to nie.
TODO: Kolieska urobiť o máličko vačšie, plastové, hrubšie aj s žliabkom na príp. gumičku Premyslieť upevnenie, tak, aby koliesko zapadlo do obrysu (pohľad zhora) - kolieska nemajú vyčnievať von, ale pekne zapadnúť do drážky.
Napájanie
Predpokladá sa napájanie 4x AA akumulátormi, jeden model má aj štandardný držiak na 4 ks AA, ale na neprístupnom mieste. Treba buď vyviesť konektor na nabíjanie, alebo ho premiestniť tak, aby sa batérie dali vymieňať. Druhý Sbot nemá zatiaľ nič. Treba aj premyslieť napájanie, pretože 4xNiMH dá len 4,8V ale napr. 4xprimárne články dajú 6,0V. Bude tam potrebný buď step-up/down menič na 5V, alebo pri nácrhu použiť obvody, ktorým to nevadí. Procesor vyhovuje, ale preskúmať treba BT modul. Napájanie treba riadne filtrovať a oddeliť od motorového.
Indikácia zapnutia nie je žiadna, treba doplniť. Aspoň 1x LED, alebo cvrlikanie ako na Robotnačke.
Vypínač: Umiestnenie vzadu je síce pohodlné, ale kvôli tomu ťahať drotiky po celom robotovi je nezmysel. Umiestniť priamo na dosku - jednoduchšia montáž a zvýšená spoľahlivosť, viac miesta na prídavné komponenty.
Senzory
Jeden model má pokus o nárazník, ale je to amatérske, príliš pružné a neopakovateľné. Principiálne ale OK, len zaintegrovať do podvozku. Materiál z plastu.
Druhý model nemá nárazník, ale sadu analógových snímačov vzdialenosti Sharp. Krajšie riešenie, ale mnohonásobne drahšie.
TODO: Domyslieť spôsob pripájania ďalších senzorov. Aj mechanicky.
Riadiaca jednotka
Riadiaca doska je na jednom modeli OK, ale len ATmega8 bez BT modulu, aj keď by sa tam zrejme dal doplniť. TODO: prerobiť dosku na nový BT modul Parani. Druhá riadiaca doska obsahuje z neznámych príčin čip naletovaný na drôtikoch, čo dlho nevydží.
Záver: jedna jediná funčná riadiaca doska.
TODO: skontrolovať elektroniku, schému a pozrieť čo ešte prípadne doplniť, aby z toho vznikla rozumná riadiaca jednotka.
Návrhy
Na základe diskusie s Davidom Gustafíkom a Palom Krasňanským sme vymysleli 27.6.2007 toto:
- Konštrukcia: ak sa podarí, skúsi Palo navrhnúť nosnú konštrukciu z ohýbaného plechu.
Zmyslom je mať jediný konštrukčný diel, vyrobený jednoduchou technológiou bez ručnej práce a bez neštandartných komponentov.
Na ten jeden základný plech sa prišróbujú motory, držiak na baterky (aby boli prístupné), a doska s elektronikou.
Zároveň skúsi vymyslieť nárazník - okrúhly a dookola celého robota
- Kolieska: treba premyslieť, či nie je lepšie použiť profi výrobok. Síce stojí
jedno koliesko cca 120,- Sk, ale nie je problém s pripevnením, s centrovaním, výrobou a napokon i vzhľadom.
Link: http://www.hobbyrobot.cz/mechanical_component.htm (kat. č: 301-002) Lepšie: http://www.parallax.com/detail.asp?product_id=721-00001-721-00002 Rozmery: http://www.parallax.com/dl/docs/prod/robo/BoeBotWheelDimensions.pdf
- David prepracuje dosku elektroniky:
- Komunikačný modul MicroStep nahradí Parani-ESD200
viď. http://www.sena.com/products/industrial_bluetooth/oem_bluetooth_serial/parani_esd/
- Zvážime možnosť zabudovania nabíjačky do hlavného procesora -
keď sa robot nabíja, aj tak nemá čo iné na prácu viď. http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1659.pdf
- Premyslí pripojenie senzorov:
optické na čiaru, prípadne bočné aby sa dal robot použiť na Istrobot analógové infra Shrap na boky aby vedel pekne chodiť napr. v bludisku kontaktné na nárazníky
Senzory: http://www.hobbyengineering.com/H1060.html Datasheet: http://info.hobbyengineering.com/specs/gp2d120.pdf
SBot V2.0
Palo Krasňanský nakreslil novú konštrukciu, snažil sa zapracovať skoro všetky návrhy a pripomienky. Základom je jeden kus plechu Al hr. 1 mm, ktorý sa v rozvinutom stave vyreže napr. vodným lúčom, potom sa ohne a priskrutkujú sa na neho oba motorčeky, držiak na batérie a doska s riadiacou elektronikou.
Doplnky môžu byť: nárazník z plastovej rúry priemeru 150 mm, prípadne len dva polnárazíky vpredu a vzadu, senzory na čiaru pripevnené zospodu na dištančné stĺpiky a senzory vzdialenosti namontovené vpredu, vzadu a na bokoch.
Okrem plechovej základovej dosky, nárazníka a elektroniky sa žiaden ďalší diel nemusí vyrábať, všetky sa dajú bežne kúpiť.
Kliknite na jednotlivé obrázky pre väčšiu verziu.
Možné problémy:
Nie je isté, či nárazník neprekáža senzoru vzdialenosti. Okrem toho je senzor vzdialenosti so svojou mŕtvou zónou 4cm vlastne nepoužiteľný do bludiska.
Nemáme zatiaľ oporné koliesko, Palo to rieši stĺpikom, ktorý sa bude šúchať, ale to môže spôsobovať problémy napr. na spojoch dosiek, kde sa bude zasekávať. Lepšie riešenie je použiť nit s poľguľovou hlavou, ktorý sa priskrutkuje namiesto dišt. stĺpika.
Nárazník je možno príliš vysoko, dá sa riešiť rozšírením pásika.
Pokroky
Niekoľko záberov na hotového robota
