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Ohne Vorkenntnisse Roboter für Wettbewerb konstruieren
Hallo,
Ich will einen Roboter für ein konkretes Projekt entwerfen. Und zwar ein Roboter für den Robocup Junior Rescue. Ich und mein Team haben dort in den vergangenen drei Jahren mit einem Legoroboter teilgenommen. Nun wollen wir uns daran wagen einen selber zu bauen. Leider hat keiner von uns Ahnung wie man sowas anstellt. Ich habe ein bischen nach Boards gegoogelt. Dabei sind mir die Boards von http://www.shop.robotikhardware.de/ aufgefallen. Ich denke auf der Basis so eines Boards kann man so einen Roboter gut Konstruieren. Was muss er können? Er muss einer Schwarzen Linie auf weißem Grund folgen können, Silberne und Grüne Männchen (aus klebeband) finden, Hindernisse umfahren, eine Rampe mit 25° Steigung überwinden und in einer Speziellen Zone (Rote Zone) ohne Linie eine Suchroutiene fahren, wobei er von (Schutt) Zahnstochern gestört wird. Alternativ nochmal die Orginalregeln von 2007 auf Englisch: http://rcj.sci.brooklyn.cuny.edu/rcj...rules-2007.pdf . Im Anhang noch ein Bild von einem Pacour. Dass heist man braucht zum Durchfahren:
1. Lichtsensoren zum Folgen der Linie und finden der
Männchen
2.Taster und Abstandssensoren zum Erkennen von Hindernissen und Wänden
3. Ein Neigungssensor zum Erkennen der Rampe
4. Einen Kompasssensor zum Durchfahren der 'roten Zone'
5. Sensoren zum Messen der Drehzahl der Motoren
Wir brauchen also ein Board an das wir alle diese Sensoren in großer zahl anschließen können. Leider fängt das Problem schon damit an, das ich nicht weiß wo man geeignete Sensoren kostengünstig her bekommt und welche Anschlüsse ein Board haben muss, um diese anzusteuern. Ich habe bei http://www.shop.robotikhardware.de verschiedene Senosoren gesehen, weiß aber nicht ob diese geeignet sind und welche Anschlüsse sie haben.
Schlussendlich lauten die Fragen dann also so: Welches Board ist für so ein Vorhaben passend? Gibt es Sensoren, die vernünftige Werte zurückgeben und sich in größerer Zahl an das Board klemmen lassen? Was für ausgänge brauchen diese Sensoren? Bietet das Board auch andere wichtige Funktionen wie zb. genügend Rechenleistung, Timer, kleine Lautsprecher, genügen Speicher und Unterstützung von Hochsprachen wie c?
Ich währe sehr dankbar wenn ihr mir wenigstens ein Paar Boards nennen köntet die für sowas taugen. Danke im Voraus,
Pascal.
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@oberallgeier: Danke für die ausführliche Antwort.
Ser letzte Teil ist wohl ein wenig verwirrend, deswegen volgt nochmal eine ausführliche Erklärung:
Mein Ziel war es mit 12-14 Digitalen Ports möglichst viele Sensoren zu betreiben, die ein analoges Signal geben. Eigentlich ist das für das Thema auch garnicht entscheidend, ist halt so ein wenig der Versuch die Infos, die ich hier kriege praktisch zu verarbeiten.
Versuch der Erklärung: Also Je nach dem, welche der vier Ports eine 1 senden
wird auf der anderen Seite ein Sensor geschaltet der sein analoges Signal dann an den ADC gibt. Der sendet dieses dann in digitaler Form zurück. Besser sieht man das Ganze warscheinlich an der Zeichnung die ich angehängt habe. Hier ist auch noch eine Tabelle mit möglichen Kombinationen der vier Steuerports:
1. 0000
2. 0001
3. 0010
4. 0100
5. 1000
6. 1001
7. 1010
8. 1100
9. 0101
10. 0011
11. 0110
12. 0111
13. 1011
14. 1101
15. 1110
16. 1111
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So, um noch mal auf den Controller zurück zu kommen. Ich hatte überlegt das RN-controllerboard zu nehmen. Allerdings gibt es da das Problem, dass wir nur 7 analoge Ports nutzen können (Da wir warscheinlich die Taster brauchen). Wir wollen aber mindestens 10 Lichtsensoren und 5 Entfernungssensoren anschließen. Dass heißt, wir müssen mehrere Sensoren an einem Port anbringen. dazu habe ich mir überlegt könnte man die Sensoren so ansteuern, das man sie mit einem I/O Port verbindet und sie nur dann AN sind, wenn der I/O Port eine 1 liefert. Die Alternative währe das
RN-Mega2560 Board. Aber auch das bietet warscheinlich zu wenig analoge Ports.
Ich habe mal einen Schaltplan entworfen, da ich aber nur über die elementarsten Elektrotechnikkentnisse verfüge kann es aber sein, das die Schaltung so garnicht existieren kann, ich Transistoren und Dioden faltsch herum verwendet habe und die Stromversorgung so nicht klappt. Ich bin also über jede Anregung und Verbesserung froh. Niel Spass also beim Zerflücken meiner Schaltung :D
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So, wir haben mit dem Layout der Platine begonnen. Wie ich bereits erwähnt habe, bin ich/sind wir momentan nicht so die Leuchte/n auf dem Gebiet. Deswegen entschuldige ich mich am besten schon mal für das was kommt. Ich werde wohl nach dem Try and Error Verfahren arbeiten (müssen). Das ist an sich ein recht effektives Verfahren, jedoch nur für mich. Ich werde also meinen Entwurf online stellen und darauf hoffen das sich jemand die Zeit nimmt die - wahrscheinlich große - Anzahl der Fehler anzumakern. :)
Das erste was wir gemacht haben, ist uns an dem Motortreiber zu versuchen. Als Motortreiber dient dabei der L293D. Vorbild war dabei die Schaltung des c't Bot.
Dabei sollen Motorspannung und die Spannung für das Board voneinander getrennt werden.
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Danke für den Hinweis, ich habe mal versucht das umzusetzen. Stimmt das so?
Ich habe im Artikel über Motortreiber im RN-Wissen Wiki gelesen, dass, wenn man die Ports 2 und 7 bzw. 10 und 15 beide auf Eins legt, der Motor dann bremst und das dass gewisse Vorteile bietet. Wir wollen einen Getriebemotor mit 10 bis 15 rpm verwenden. Lohnt es sich da, wenn man bremsen kann oder nicht?
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Meintest du, dass alle Pins an den Bus sollten? Dann habe ich dich falsch verstanden :)
Hier also mein neuer Versuch.
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Danke für den Tipp mit 'Name' hab mich schon gefragt wieso der so viele Fehler anzeigt. Ich habe das jetzt korrigiert. Alle Leitungen die ich verwende stehen im Busnamen.
Ich habe jetzt mit der Beschaltung der Sensoren begonnen, leider bin ich gleich am einfach scheinenden Lichtsensor CNY70 hängen geblieben.
Nach einer Runde googeln und nachdem ich bei Wikipedia noch einmal das ohmsche Gesetz nachgeschaut hatte ](*,) habe ich dann die Schaltung im Anhang zusammengebastelt. Die Leitung VADC führt zu einem ADC Port des Controllers. Ich habe aber den Eindruck da fehlt noch was O.o
Wenn die dann irgendwann korrigiert ist, kann ich die auch in den Wiki Artikel zu cny70 laden, mir ist nämlich aufgefallen, dass eben diese nicht existiert.......(sehr zu meinem Leidwesen :roll: )
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So, hier habe ich einen neuen Versuch, ich habe das mal so gemacht, wie es im Wiki unter Sensorarten steht, das sieht einleuchtend aus, wobei ich immer noch nicht verstehe, warum Die Spannung am Kollektor und nicht am Emitter gemessen wird. Auch der 47K Widerstand an Vcc leuchtet mir nicht ein, aber nun gut, scheint ja zu funktionieren?
Ist der Motortreiber richtig geschaltet?
Edit: Ich habe nun rausgefunden was die Beschaltung am Sensor soll: Das ist ein Pull-Up Wiederstand und der Fototransistor wird als Schalter Benutzt ](*,) . Leider ist diese Art der Schaltung damit für mich unbrauchbar.
Vieleicht ist die erste Schaltung ja doch richtig?
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So, es gibt neues:
Wir haben ein erstes Chassis gesägt (siehe Anhang). Das wird jedoch nicht das endgültige Chassis werden, das machen wir aus Metallblech (Wahrscheinlich Stahl). Auch wird es wohl nicht der letzte Entwurf werden :) Das Chassis hat einen Durchmesser von 20 cm, die Aussparungen für die Räder sind 5,6 x 2,3 cm groß.
An Motoren haben wir uns erstmal so Standardteile von Conrad mit 9rpm besorgt.
Siehe hier
(GETRIEBEMOTOR RB 35 1:600)
Auch am Schaltplan hat sich etwas getan. Wir haben den Motortreiber l293d gegen den l298 eingetauscht, um noch ein Paar Rücklagen zu haben und eventuell den Motorstrom berechnen zu können. Außerdem haben wir noch 4 Schalter zur Navigation im LCD Menu hinzugefügt. Diese werden wir wahrscheinlich softwaremäßig entprellen, es sei denn wir haben auf dem Board später noch Platz übrig :/
Gibt es Freilaufdioden in einem IC? Würde nämlich Platz sparen......
Des weiteren haben wir mit unserem Informatiklehrer wegen der CNY70 gesprochen.
Raus gekommen ist der Schaltplan im Anhang. Wir werden die Schaltung nächste Woche noch einmal in der Schule an einem STK500 Entwicklungsboard testen, jedoch sollte das so funktionieren.
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Ich führe Selbstgespräche 8-[
Jedoch brauche ich jetzt wirklich Hilfe. Ich habe den Schaltplan für die Hauptplatine soweit fertig, ich weiß jedoch nicht, ob ich alles richtig geschaltet habe. (z.B. Abblockkondensatoren irgendwo vergessen etc. )
Der Stecker der auf den klingenden Namen "Sensoren" hört führt zur Sensorplatine die unter dem Roboter angeschraubt werden soll. Die Leitungen L_1 bis l_15 sind Leitungen zu cny70 (Licht-)Sensoren. Die Enable-Leitungen darüber gehören zu den 6 Farbsensoren (TCS230) Ich hatte vor alle an einem Bus zu betreiben und immer für einen Enable zu schalten während die anderen schweigen. (FS = Farbsensor) Die Leitungen FS_S_0 und 1 skalieren das Signal und FS_CS_0 und 1 wählen den Filter.
Die Leitungen PCINT_0 bis 9 sind für Taster bestimmt, wir müssen mal sehen wie wir die entprellen.........Kennt jemand einen IC mit rs-Flip-Flops?
Der Rest ist eigentlich selbsterklärend, ich hoffe auf Antworten, wenn alles richtig ist würde ich dann nämlich das Board routen und das Ding ätzen......