Popularny post JarekK Napisano Styczeń 31, 2013 Popularny post Udostępnij Napisano Styczeń 31, 2013 Korzystając z wolnej chwili, nadszedł czas na opisanie robota Thunderstorm na łamach portalu Forbot. Konstruktorami tego robota jestem ja oraz mój kolega Adam Fleszar. Na początku marca robot ten będzie obchodził swoje pierwsze urodziny. Zapraszamy do zapoznania się z jego opisem. Mechanika Konstrukcja robota Thunderstorm opiera się na korpusie wydrukowanym w technologii 3D z tworzywa ABS. Projekt tego elementu powstał w programie Autodesk Inventor 2012, kształt tej części jest zaprojektowany zgodnie z naszą intuicją i nie był optymalizowany pod żadnym kątem. Do korpusu przykręcony jest biały przód wykonany w tej samej technologii, do którego przymocowana jest płytka z 19-nastoma czujnikami rozmieszczonymi po łuku. Płytki PCB przymocowane są do wydrukowanych na korpusie kominków. Jako napęd zastosowaliśmy modelarskie silniki DC. Koła zębate użyte w przekładni pochodzą z serw TowerPro. Mocowania przekładni w postaci płaskowników aluminiowych zostały wykonane na mojej obrabiarce CNC. Oś koła stanowi pręt o średnicy 3mm wymontowany z napędów CD/DVD, nagwintowany na jednym z końców gdzie osadzona jest zębatka napędzająca koło. Na osi znajduję się również tarcza enkodera wymontowana z myszki kulkowej. Koła zastosowane w robocie pochodzą z modeli RC. Thunderstorm wyposażony został w turbinę, która przysysa robota do trasy. Napędzana jest ona silnikiem BLDC o mocy 200W sterowanym za pomocą regulatora 3F Jeti Advance 18 Pro. Jako ślizgacze zostały użyte trzy plastikowe kulki z ASG o średnicy 6mm. [/url] [url=https://www.forbot.pl/forum/upload_img/obrazki/IMG_510abfed6e126709.jpg"> Elektronika Projektowana elektronika została podzielona na dwa współpracujące ze sobą systemy. Pierwszym z nich jest moduł mostka H sterujący silnikami napędowymi. W robocie znajdują się dwa takie układy, pracujące przy każdym kole niezależnie od siebie. Ich zadaniem jest dokładne kontrolowanie prędkości obrotowej kół na podstawie sygnałów z enkoderów zamocowanych na osi każdego koła. Drugim modułem jest układ, którego głównym celem jest odczyt linii i wygenerowanie odpowiedniego sterowania niezależnie dla lewego i prawego koła w robocie. Ponadto układ ten umożliwia komunikację z pilotem stosując gotowe moduły transmisji radiowej TLX905 oraz ma możliwość generowania sygnału o zmiennym wypełnieniu, koniecznym przy sterowaniu regulatorem prędkości obrotowej turbiny. Płytka z czujnikami znajduje się w przedniej części robota, a sygnały, które z niej wychodzą są podpięte do płytki kontrolującej linię przy pomocy dwóch tasiemek 12-żyłowych każda. Płytki PCB zostały wykonane w firmie Satland Prototype. Moduł sterownika silnika DC wyposażony jest w mikrokontroler ATmega88PA pracujący z częstotliwością 20MHz. Sam mostek H zbudowany jest z czterech tranzystorów IRF6668 w obudowach DirectFET sterowanych dwoma układami IR2104S. Częstotliwość sygnału PWM sterującego silnikiem wynosi 19,5kHz. Sterownik ten otrzymuje sygnał kroku i kierunku z kontrolera linii. Jedno zbocze narastające sygnału kroku odpowiada za obrót osi koła o jedną jednostkę enkodera w stronę wyznaczoną przez sygnał kierunku obrotu. Kontroler linii zbudowany jest w oparciu o mikrokontroler ATmega128A @ 16MHz. Sygnał z czujników linii KTIR0711S podawany jest na komparatory LM339 a następnie w postaci sygnału logicznego na wejścia mikrokontrolera. Moduł sterownika linii generuje dwa sygnały o zmiennej częstotliwości sterujące prędkością obrotową lewego i prawego koła jednocześnie. Do zasilania tego modułu jest wykorzystana przetwornica impulsowa zbudowana na układzie MAX5035, ale ze względu na zastosowanie regulatora 3F, który posiada wbudowany układ BEC nie jest ona wykorzystywana podczas jazdy, część cyfrowa jest wtedy zasilana bezpośrednio z regulatora 3F. Programy Programy na mikrokontrolery użyte w obu modułach napisane są w języku C. W mostkach sterujących silnikami DC działa algorytm PID, zaś w jednostce kontrolującej linię algorytm PD. Zasilanie Do zasilania robota stasowane są zamiennie akumulatory Turnigy nano-tech 850mAh 3S 25~40C lub 350mAh 3S 65~130C Lipo Pack. Osiągnięcia :arrow:1. miejsce – Robotic Tournament 2012 w Rybniku – Linefollower :arrow:3. miejsce – Trójmiejski Turniej Robotów 2012 w Gdańsku – Linefollower :arrow:3. miejsce – Trójmiejski Turniej Robotów 2012 w Gdańsku – Linefollower PRO :arrow:2. miejsce – Festiwal Robotyki CybAirBot 2012 w Poznaniu - Linefollower :arrow:1. miejsce – Roboxy 2012 w Gdańsku - Linefollower :arrow:1. miejsce – Robocomp 2012 w Krakowie – Linefollower :arrow:2. miejsce – Robocomp 2012 w Krakowie – Linefollower Enhanced :arrow:1. miejsce – ASTOR Robot Challenge 2012 w Sosnowcu – Linefollower :arrow:1. miejsce – ASTOR Robot Challenge 2012 w Sosnowcu – Linefollower Enhanced :arrow:1. miejsce – Sumo Challenge 2012 w Łodzi – Linefollower :arrow:3. miejsce –Robotic Arena 2012 we Wrocławiu – Linefollower Filmy z testów i zawodów Nowy film z ostatnich zawodów! 29 Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
DeadWolv Styczeń 31, 2013 Udostępnij Styczeń 31, 2013 Wow :O Naprawdę świetny robocik 😃 A jego prędkość jest fenomenalna 🙂 Naprawde wielki szacunek dla Ciebie się należy. Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Treker (Damian Szymański) Styczeń 31, 2013 Udostępnij Styczeń 31, 2013 Cieszę się, że znaleźliście wreszcie czas na opis robota. Gratuluję konstrukcji. Czas na kilka pytań: 1) Jaką teoretyczną prędkość maksymalną możecie osiągnąć? Jaki moment na kole? 2) Czy mocowanie ośki od koła jest łożyskowane? 3) Nie było problemów z odkręcającą się nakrętką na kole? Macie tam jakieś podkładki/kleje? 4) Jak sprawowały się te moduły do zdalnej komunikacji, nie było żadnych problemów? 5) Czy przesyłacie do pilota jakieś dane podczas jazdy? Testowaliście czy to możliwe, czy ograniczacie się jedynie do ustawień i czytania danych przed/po przejeździe? Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Alvedro Styczeń 31, 2013 Udostępnij Styczeń 31, 2013 Ile kosztowało drukowanie 3d? Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Polecacz 101 Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę. Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę. Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay! • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny • Usługa projektowania PCB na zlecenie • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber Zobacz również » Film z fabryki PCBWay
Bobby Styczeń 31, 2013 Udostępnij Styczeń 31, 2013 A mnie ciekawi standard komunikacji pomiędzy modułami mostków H a płytką główną - podajecie kierunek i prędkość (PWM, którego wypełnienie jest odczytywane przez mostki jako prędkość zadana dla regulatora), czy jakaś standardowa magistrala typu SPI/I2C? Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
mactro Luty 1, 2013 Udostępnij Luty 1, 2013 Bobby, Częstotliwość sygnału PWM sterującego silnikiem wynosi 19,5kHz. Sterownik ten otrzymuje sygnał kroku i kierunku z kontrolera linii. Jedno zbocze narastające sygnału kroku odpowiada za obrót osi koła o jedną jednostkę enkodera w stronę wyznaczoną przez sygnał kierunku obrotu. Mnie natomiast ciekawi, czemu nie zadajecie wprost prędkości. Zawsze wydawało mi się to bardziej intuicyjne. Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
JarekK Luty 1, 2013 Autor tematu Udostępnij Luty 1, 2013 Cieszę się, że znaleźliście wreszcie czas na opis robota. Gratuluję konstrukcji. Czas na kilka pytań:1) Jaką teoretyczną prędkość maksymalną możecie osiągnąć? Jaki moment na kole? 2) Czy mocowanie ośki od koła jest łożyskowane? 3) Nie było problemów z odkręcającą się nakrętką na kole? Macie tam jakieś podkładki/kleje? 4) Jak sprawowały się te moduły do zdalnej komunikacji, nie było żadnych problemów? 5) Czy przesyłacie do pilota jakieś dane podczas jazdy? Testowaliście czy to możliwe, czy ograniczacie się jedynie do ustawień i czytania danych przed/po przejeździe? 1. Robot po linii prostej może poruszać się z prędkością około 10 m/sek, programowo wartość ta jest ograniczona do około 5 m/sek, a docelowo po trasie porusza się z prędkością 2 - 3,3 m/sek (trasa w postaci okręgu o średnicy 1,2 m) . Dla przykładu średnia prędkość robota na pierwszym filmie po uwzględnieniu długości trasy to niewiele ponad 2,5 m/sek. 2. Tak, cała oś jest łożyskowana, silnik również jest na łożyskach, jedynie środkowa zębatka pracuje na panewce. 3. Nie było problemów, tego typu mocowanie stosowane jest w samochodach RC i tam wszystko działa dobrze o ile się dobrze dokręci nakrętkę. 4. Moduły te wykorzystywałem w innych moich projektach, w Thunderstormie nie było z nimi żadnych problemów. 5. Standardowo podczas zawodów nic nie jest przesyłane podczas jazdy, jedynie działa START/STOP i zmiana parametrów. Na potrzeby sesji kół naukowych został zrobiony przesył danych podczas jazdy a do tego aplikacja na PC. Efekty widać na poniższym rysunku. Ile kosztowało drukowanie 3d? Nas ten druk nic nie kosztował, ale orientacyjna cena to około 400zł. Bobby,JarekK napisał/a: Częstotliwość sygnału PWM sterującego silnikiem wynosi 19,5kHz. Sterownik ten otrzymuje sygnał kroku i kierunku z kontrolera linii. Jedno zbocze narastające sygnału kroku odpowiada za obrót osi koła o jedną jednostkę enkodera w stronę wyznaczoną przez sygnał kierunku obrotu. Mnie natomiast ciekawi, czemu nie zadajecie wprost prędkości. Zawsze wydawało mi się to bardziej intuicyjne. Tak też można zrobić, ale chcieliśmy uprosić do maksimum komunikacje miedzy modułami, do tego same mostki można by zastosować w innych aplikacjach. Ich sterowanie jest wtedy bardzo proste. Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Wieniu Luty 1, 2013 Udostępnij Luty 1, 2013 Witam. Gratuluję świetnej konstrukcji Jeśli można wiedzieć jaka jest masa robota? Jakie parametry mają użyte silniki? Pozdrawiam Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Treker (Damian Szymański) Luty 1, 2013 Udostępnij Luty 1, 2013 Dzięki za odpowiedź. Pytanie co do tych modułów komunikacji jeszcze - jaka prędkość transmisji, rozumiem, że normalnie UART używacie? Gdy przesyłacie coś podczas jazdy do tego programu na PC, jak często to robocie, jak długa jest ramka? Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
flesiu Luty 1, 2013 Udostępnij Luty 1, 2013 Jeśli można wiedzieć jaka jest masa robota? Jakie parametry mają użyte silniki? Masa robota to 480 g (z akumulatorem). Producent nie podaje parametrów silników, oprócz masy 40g. 1 Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
MatManiak Luty 2, 2013 Udostępnij Luty 2, 2013 Piękny robot! W końcu coś nowego w LFach;) Miałem okazję już go zobaczyć na zawodach w Rybniku - nie dało się go niezauważyć, bo po odpaleniu robi taki hałas, że z końca sali było slychać, że jest przejazd thunderstorma:D Przez cały rok się zastanawiałem kiedy w końcu zostanie opisany na forbocie, no i doczekałem się! Swietna konstrukcja, gratuluję. Jak rozumiem, wymiary robota to idealna kartka A4? Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
JarekK Luty 2, 2013 Autor tematu Udostępnij Luty 2, 2013 Dzięki za odpowiedź. Pytanie co do tych modułów komunikacji jeszcze - jaka prędkość transmisji, rozumiem, że normalnie UART używacie? Gdy przesyłacie coś podczas jazdy do tego programu na PC, jak często to robocie, jak długa jest ramka? W przypadku tych modułów nie jest wykorzystywany UART, korzysta się tam z magistrali SPI, dokładne dane tego modułu można znaleźć tutaj. W pilocie jest taki sam moduł i to on odbierał dane podczas przesyłu do PC, a procek z pilota wysyłał to dopiero do PC po UART poprzez układ FT232. Z tego co pamiętam dane na temat uchybu i sterowania były przesyłane z częstotliwością 250Hz. Ramka przesyłana do PC miała 20 znaków ASCII. Jak rozumiem, wymiary robota to idealna kartka A4? Nie do końca, ma kilka mm zapasu 🙂 Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Treker (Damian Szymański) Luty 2, 2013 Udostępnij Luty 2, 2013 Faktycznie, SPI, z przyzwyczajenia już pomyślałem o UART, zastanawiam się właśnie co wybrać dla siebie. Widzę, że te moduły same liczą CRC i kontrolują przesyłanie, tego mi brakowało w modułach BTM. Z drugiej strony możliwe, że błąd leżał u mnie jeszcze po stronie PC. Spróbuję chyba jeszcze raz z modułami Bluetooth, jak się nie uda to poszukam czegoś w rodzaju Waszych modułów. Ostatnie pytanko, co do softu na PC. W jakim języku pisane? W Delphi mimo bajecznie prostego tworzenia oprogramowania brakowało mi dobrych komponentów do wizualizowania różnych rzeczy - tak jak Wasz wykres trasy. Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
bulibulibu Luty 2, 2013 Udostępnij Luty 2, 2013 Ogromne gratulacje! W czasie, gdy kategoria LF stała się IMO nudna, a większość robotów to kopie Shocka/Impacta, stworzyliście tak szybkiego robocika z inną turbiną niż popularna EDF27, z innymi silnikami, z innym kształtem i naprawdę bardzo fajnymi rozwiązaniami w elektronice/programie (czytam, czytam i składam pokłony). Wasz robot jest jak dobry ścigacz - jeszcze go nie widać, a już go słychać. 🙂 I w Łodzi przez całą trasę nieźle palił gumę - wciąż nie wiem z czego wynikał ten fenomen. 🙂 I nie wiem czy to kwestia niedopracowanego programu czy trudnościami z okiełznaniem takich silników, ale Wasz robot strasznie się "gibie" w trakcie trasy, podczas gdy roboty Botlandu jadą po niej jak po sznurku. Będziecie próbowali coś zmienić w tej kwestii (choć mam wrażenie, że wasz robot szyciej pokonuje trudne elementy trasy typu kąty proste)? Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Treker (Damian Szymański) Luty 2, 2013 Udostępnij Luty 2, 2013 W czasie, gdy kategoria LF stała się IMO nudna, a większość robotów to kopie Shocka/Impacta, stworzyliście tak szybkiego robocika z inną turbiną niż popularna EDF27, z innymi silnikami, z innym kształtem i naprawdę bardzo fajnymi rozwiązaniami w elektronice/programie (czytam, czytam i składam pokłony). Na szczęście to już pora na zmiany, dużo z silników Pololu już się nie wyciągnie, trzeba pracować nad czymś nowszym i szybszym 🙂 Chociaż sam byłem bardzo zdziwiony jak niewielka była między nami różnica na finale RA 🙂 Cytuj Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Pomocna odpowiedź
Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!
Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!