Mai 2012, WM-Team: Dritter Prototyp und erste Spielzüge

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Im April haben wir den ersten vollständigen Prototypen gebaut. Er kann fahren, den Ball erkennen, kontrollieren und schiessen. Ein Einblick, wie schnell er einem Ball folgen kann:

Tüfteln an Dribbler und Gewichtsreduktionen
Aus Mechanischer Sicht stellte der Dribbler die grösste Herausforderung dar. Nach Evaluationen mit verschiedensten Prototypen entschieden wir uns für eine erneute Überarbeitung. Im Video ist eine Variante zu sehen, die noch keine optimale Ballkontrolle bietet. Es stellte sich zudem heraus, dass die ursprünglich für den Dribbler vorgesehenen Motoren nicht über ausreichend Kraft verfügen, um den Dribbler anzutreiben. Stattdessen verwenden wir nun “zweckentfremdete” Antriebsmotoren dafür.
Beim Fertigen des Prototyps stand auch die Gewichtslimite von 1.1 Kilogramm im Vordergrund. Dafür werden die bisher aus Acrylglas bestehenden Bauteile des Roboters Schritt für Schritt durch Teile aus einem Carbon-Rohacell Sandwich ersetzt. Dieses stabile und leichte Material bringt Gewichtseinsparungen von bis zu ⅔. Falls dies nicht reichen würde, könnten wir auch noch einen leichteren Akku einsetzen.

Elektronische Detailarbeit und Ansteuerung des Kickers
Die Elektronik funktioniert sehr gut. Die meisten Platinen sind weitgehend fertig. Wir mussten nur noch kleinere Anpassungen vornehmen, zusätzliche Platinen für den zweiten Roboter bestücken und einige Wackelkontakte entfernen.
Den Kicker haben wir über ein Power-MOSFET angeschlossen. Dies funktioniert hervorragend.

Spielstrategien entwickeln und umsetzen
Im April haben wir noch letzte Fehler in den Software-Bibliotheken behoben. Parallel dazu begannen wir mit der Entwicklung von Strategien. Nebst einer Grundstrategie, dem erzielen von Toren, erfordern viele Situationen spezifische Reaktionen des Roboter. Dafür geschriebene kleine Testprogramme funktionieren teilweise bereits hervorragend, so unter anderem die Ballfolge und das Agieren als Torhüter. Die Navigationsoftware, die Daten aus Ultraschall-, Kompass- und Ballsensoren ausliest, funktioniert ebenfalls.
Die Grundstrategie wird im ganzen Team besprochen, anschliessend umgesetzt und getestet. Es folgen die Kommunikation der Roboter untereinander und das Zusammensetzen aller Strategien zu einem Programm.

Sponsorensuche und Wettbewerbsvorbereitung
Auch organisatorisch hatten wir zu tun. Wir konnten noch einige Sponsoren akquirieren, das Wettbewerbsbudget ist nun weitgehend gedeckt. Herzlichen Dank allen Sponsoren und Gönnern, die unsere Teilnahme an der Weltmeisterschaft 2012 unterstützen!
Hotel, Flug und Materialtransport müssen ebenfalls organisiert werden. Wir fanden ein preiswertes Hotel, von dem aus der Wettbewerb zu Fuss gut zu erreichen ist.

Insgesamt blicken wir dem Wettbewerb zuversichtlich entgegen. Damit wir unsere hohen Ziele erreichen, arbeiten wir motiviert und mit Freude an unseren Robotern.

Wettbewerbsbericht RobotChallenge 2012: Dritter Rang für Helveticrobot

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Die RobotChallenge fand am 10. und 11. März in Wien statt. In der Disziplin PuckCollect, in der wir teilnahmen, starteten 14 Teams aus ganz Europa, wobei wir die einzigen Schweizer Vertreter waren. Unser Ziel Podestplatzierung wurde erreicht: wir erkämpften uns den dritten Rang!

Das Podest der Kategorie Puck Collect an der RobotChallenge in Wien. Rechts: Philipp Taeschler, Florian Schäfer, Gian Jörimann und Albert Planta (v.l.n.r)

Kurz vor RobotChallenge – neue Navigation

Lange Zeit sahen wir im ausschliesslichen Verwenden von Ultraschallsensoren die beste, weil verlässlichste Navigationsstrategie. Da aber der Grossteil der Pucks sich in der Spielfeldmitte konzentrierte, war die Ausbeute mit dem bisherigen Randabfahren eher klein. Viel besser funktionierte unsere neue Taktik, das Schlaufenfahren. Dafür benötigten wir einen Kompass, der es erlaubt, recht genaue Schlaufen zu programmieren. Das Ergebnis entsprach nach kurzer Zeit unseren Anforderungen, die Anzahl eingesammelter Pucks stieg markant. Lediglich die Einflüsse einzelner Magnetfelder verhinderten ein noch präziseres Fahren. Für den Ernstfall – d.h. für die RobotChallenge – genügte dies jedoch vollauf, denn die weiterhin eingesetzten Ultraschallsensoren und das zusätzlich verwendete Randabfahren ermöglichen zuverlässige Kurskorrekturen.

Erster Tag – Testphase
Weil der Wettbewerb in PuckCollect erst am zweiten Tag der RobotChallenge stattfand, konnten wir den ersten Tag zum Überprüfen und Anpassen aller Funktionen unseres Roboters nutzen. Dabei kam zum Vorschein, dass die Magnetfelder in der „Aula der Wissenschaften“ je nach Standort höchst unterschiedlich ausgeprägt waren und somit die Orientierung via Kompass merklich beeinflussten. Wir versuchten das Fahren mit Kompass an die hiesigen Verhältnisse anzupassen, das gelang uns allerdings nur ansatzweise. Aber wie im oberen Abschnitt beschrieben konnten wir den Kursabweichungen mit einfachen Massnahmen entgegenwirken. Ansonsten funktionierte der Roboter wie gewünscht: die Pucksortierung arbeitete problemlos, ebenso die Baseerkennung und die Kombination aller Funktionen.
Als Krönung des ersten Tages besiegten wir einen Gegner in einem Probelauf. Unser Roboter spulte sein Programm fehlerfrei ab, dem Gegner blieb da nur noch das Nachsehen.

Zweiter Tag – Hochspannung bis zum letzten Spiel
Die Wettkämpfe in PuckCollect gliederten sich in je eine Vorrunde pro Gruppe und in die Finalrunde, in dem der Europameister erkoren wurde. Die Vorrunde bereitete uns keine Probleme, allen Unkenrufen der Programmierfraktion zum Trotz, die in den vorherrschenden Magnetfeldern grosse Probleme sahen. Mit vier Siegen und zwei Unentschieden qualifizierten wir uns mühelos für das Finale, die Vorrunde konnten wir sogar für uns entscheiden.

In der Finalrunde (die jeweils besten vier der Gruppenphase qualifizierten sich dafür) war das Glück nicht mehr vollständig auf unserer Seite. Durch eine Mischung aus Pech und selbstverschuldeten Fehlern (die zwei Mal zum Verhaken und folglich zum Stillstand beider Roboter auf dem Spielfeld führte) kam unser Ziel, ein Platz auf dem Treppchen, gehörig ins Wanken. Letzten Endes gelang es uns dennoch, den dritten Rang zu verteidigen.

Dominiert wurde der Wettbewerb von einem polnischen Team, das einen geradezu gespenstisch perfekt funktionierenden Roboter entwickelt hatte. Dieser war allen Kontrahenten um Lichtjahre voraus, keiner konnte ihm auch nur im Geringsten das Wasser reichen.

Beim zweiten Mal hat es geklappt
Die diesjährige Teilnahme an der RobotChallenge war bereits unsere zweite binnen Jahresfrist. Letztes Jahr war die RobotChallenge unser erster Robotik-Grossanlass gewesen, unser Abschneiden war von Pech und nicht zuletzt auch von Unerfahrenheit geprägt. Seither wurde unser Roboter gründlich überarbeitet, insbesondere Elektronik und Programmierung bedurften tiefgehender Modifikationen. Das Ergebnis – der dritte Rang – ist mehr als befriedigend.

März 2012, WM-Team: Neue Motoren, neue Platinen, neue Funktionen

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Prototyp zum Zweiten
Mitte Februar sind die Faulhaber-Motoren von unserem Platinsponsor Minimotor SA eingetroffen. Wir haben sie natürlich sofort montiert und getestet. Das anfängliche Staunen über die geringe Grösse der Motoren wich dabei bald grösserem Staunen über deren enorme Leistungsfähigkeit. Kein Vergleich zu den bleischweren und trägen Modellbaumotoren unseres ersten Prototyps. Die Einheit aus neuen Motoren und selbst entwickeltem Motorcontroller harmoniert nach einigen Anpassungen bereits bestens und lässt in Kombination mit den ebenfalls selbst entwickelten Omniwheels auf beste Fahreigenschaften hoffen. Der Prototyp rast bereits kraftvoll über das Test-Fussballfeld in der Bündner Kantonsschule.

Einer der Faulhaber-Motoren in der Detailaufnahme

Dribbler und Kicker – wir bleiben am Ball
Als nächstes muss der Dribbler fertig gebaut und optimiert werden. Nach verschiedenen Tests haben wir uns für ein Kombi-System aus breiter Angriffsfläche und im Zentrum guter Ballkontrolle entschieden. Unser Ziel ist es, den Ball gezielt auf dem Spielfeld führen zu können.
Zudem warten wir noch auf einen Solenoid (Elektromagnet), welchen wir auf Grund der im Januarblog beschriebenen Regeländerungen extra aus den USA bestellen mussten. Damit hoffen wir, den Ball trotz stark verminderter Spannung kraftvoll schiessen zu können.

Der Prototyp hat den Ball fest im Blick

Weitere Platinen bestückt und getestet
Die Elektroniker unseres Teams konnten im Februar weitere Platinen bestücken und in Betrieb nehmen. Zudem mussten sie am Motorenboard einen Fehler im Schaltplan korrigieren. Mit zusätzlichen Pull-Down Widerständen konnten sie das Problem relativ einfach lösen.
Aufgrund einiger Probleme haben wir uns ausserdem entschieden, eine neue Revision des Mainboards fertigen zu lassen. Diese ermöglicht unter anderem die Kommunikation über Bluetooth zwischen den beiden Robotern.
Als nächstes werden wir die ausstehenden Platinen für die Ballerkennung und unser neues Settingsboard bestellen. Letzteres wird es uns ermöglichen, am Wettbewerb schnell und einfach die wichtigen Einstellungen des Roboters zu verändern.

Der selbst entwickelte Motorencontroller harmoniert gut mit den Faulhaber-Motoren

Ansteuerung der Sensoren und verbinden der Platinen
Dank der einwandfrei funktionierenden Elektronik konnten wir die Software wieder um einige Schritte nach vorne bringen: Der Motorencontroller kann die drei neuen Motoren nahezu perfekt geregelt ansteuern und lässt bezüglich Genauigkeit keine Wünsche offen. Die Steuerbefehle werden schon vom Hauptcontroller generiert und dann an den Motorencontroller gesendet. Dieser setzt sie danach noch um. Bei der Implementierung dieser Kommunikation hat sich unsere sorgfältige Planung im Softwarekonzept bewährt.
Mit dem Mainboard können wir nun auch wichtige Sensoren wie Kompass und Ultraschall auslesen. Als nächstes rechnen wir nun die Inputs dieser Sensoren zusammen, damit mit diesen Daten über weitere Spielzüge entschieden werden kann.

Prototyp Nummer zwei rast bereits kraftvoll über den Fussballteppich

Auch die Ballerkennung funktioniert inzwischen. Eine Platine kann den Ball erkennen und den Winkel mehrere hundert Mal pro Sekunde am Computer ausgeben. Als nächste Schritte schalten wir nun alle Ballsensorplatinen zusammen und verbinden sie mit dem Mainboard.

Alles in allem sollten Ende März die ersten Testfahrten mit einem weitgehend vollständigen und funktionstüchtigen Roboter möglich sein.

März 2012, Challengeteam: Letzte Vorbereitungen für die EM

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Bis zur RobotChallenge verbleibt noch gut eine Woche. Die Zeit drängt, denn es gilt die letzten Feinschliffe am Roboter vorzunehmen, bevor wir die Koffer packen und nach Wien reisen. Doch unterm Strich blicken wir der Europameisterschaft für selbstgebaute, autonome und mobile Roboter zuversichtlich entgegen, angesichts der erbaulichen Leistungen unseres Fabrikates.

Bau des Wettkampfroboters
Nach dem erfolgreichen CNC-Fräsen der wichtigsten Bestandteile unseres Roboters konnten wir uns mit der Herstellung der Kleinteile (Sensorhalterungen, Vorhang etc.) und dem finalen Zusammenfügen aller Komponenten beschäftigen. Dies verlief zur Freude aller erstaunlich reibungslos, da oft Schwierigkeiten (Planungsfehler, Materialprobleme und dergleichen) in der Umsetzung von der Theorie in die Praxis den Fertigungsprozess erlahmen lassen. Vor allem die Programmierer nahmen den zügig fertig gebauten Roboter erfreut zur Kenntnis, weil sie sogleich beginnen konnten, ihm Leben einzuhauchen.

Die Pucks, die es einzusammeln gilt, werden lackiert

Programmierung und Platine – die Elektronik gibt Vollgas
Wie im Februarbericht des Challengeteams nachzulesen ist, wurde das erste Board fertig gelötet. In der Zwischenzeit löteten wir bereits ein zweites Board, welches wir als Referenz und Ersatz gebrauchen können.
Das erste Board funktioniert soweit sehr gut. Nur die Motorsteuerung agierte nicht wunschgemäss, doch dieses Problem konnte inzwischen behoben werden, sodass unsere Platine absolut wettkampftauglich ist.
Auch in der Programmierung scheint uns das Glück hold zu sein: die Homebase-Erkennung funktioniert auf Anhieb einwandfrei, genauso Freude bereitet das Sortieren der Pucks, das deutlich besser funktioniert als noch vor Jahresfrist; Falschsortierungen sind die Ausnahme, und das unabhängig von den äusseren Lichteinflüssen, die uns letztes Jahr zum Verhängnis wurden. Da versteht es sich von selbst, dass das Fahren keinen Grund zum Wehklagen bietet.

Programmierer Marco Ruggia arbeitet an der neuen Platine

Kurz vor dem Wettkampf: Detailverbesserungen
In der letzten Woche vor dem Wettkampf wird unser Schwerpunkt auf Detailverbesserungen liegen: die Fehlerquote beim Sortieren muss noch weiter gesenkt werden, denn jeder falsch sortierte Puck kostet wertvolle Punkte; die Gegnererkennung muss so ausgereift sein, dass der Roboter bei einem Ausweichmanöver sofort wieder die richtige Route findet; falls das
Pflichtenheft vorzeitig erfüllt ist, können wir versuchen, die Geschwindigkeit zu steigern oder weitere routentechnische Strategien testen.
Die RobotChallenge 2012 findet am 10. und 11. März in Wien statt. In der darauffolgenden Woche werden Sie, liebe LeserInnen, auf dieser Seite einen ausführlichen Bericht zum Wettkampfgeschehen erhalten. Während des Wettkampfes werden wir laufend via Twitter die wichtigsten Ereignisse publizieren.

Februar 2012, WM-Team: Auftritt an der Automation Schweiz und Fertigung der Omniwheels

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Unser Stand an der Automation Schweiz in Winterthur

Im Januar konnten wir Helveticrobot wie bereits im letzten Jahr an der Automation-Messe in Winterthur vorstellen. Unser Sponsor easyFairs Switzerland stellte uns die Ausstellungsfläche gratis zur Verfügung. Wir versuchten die Leute von unseren Projekten zu überzeugen und ihnen unsere Zukunftspläne darzulegen. Gezeigt haben wir die WM-Roboter von 2010 und 2011 und unseren aktuellen Prototypen.

Oliver Kirsch arbeitet an der Drehbank in der Bündner Kantonsschule

Omniwheels gefräst und gedreht

An ebendiesem Prototypen haben wir im Januar viel gearbeitet. Mechanisch hat sich vor allem antriebstechnisch einiges getan. Wir konnten die Rahmen der Omniwheels bei der Formtec AG in Chur CNC-Fräsen lassen. Die passenden Subwheels drehten wir anschliessend in der Physik-Werkstatt der Bündner Kantonsschule. Die Firma Saurer Kugellager unterstützte uns mit Miniatur-Kugellagern zur Lagerung der Omniwheels auf der Achse.

Alle Bauteile für ein fertiges Omniwheel: Rahmen, Subwheel, O-Ring, Kugellager und Achse (v. l. n. r)

Mit den neuen Omniwheels haben wir nun genügend Bodenhaftung, um mit hohen Geschwindigkeiten zu navigieren. Sobald wir die Antriebsmotoren von unserem Sponsor Minimotor SA erhalten, können wir den definitiven Prototyp bauen.

Das fertige Omniwheel wartet auf seinen ersten Einsatz

Bereits erhalten haben wir die Motoren für den sogenannten „Dribbler“, mit dem wir dereinst den Ball kontrollieren werden. Auch bei diesem Bauteil entwickelten wir den Prototyp weiter.

Ballsensor- und Motorenplatinen bestückt

Wir haben die Ballsensorplatine nun mit allen Ballsensoren und weiteren Bauteilen bestückt. Elektronisch scheint alles zu funktionieren. Die Software der Ballsensorplatine wurde so umgeschrieben, dass sie jetzt nicht mehr nur auf unserem Testaufbau funktionieren soll, sondern auf der richtigen Platine. Aufgrund von Problemen, die wir zurzeit noch nicht richtig einordnen können, ist dieses Programm im Moment aber noch nicht lauffähig. Wir forschen weiter!

Auch die Motorenplatine ist fertig. Auf Basis der funktionierenden Elektronik der Motorenplatine konnte die Implementierung von PWM-Funktionen und das Testen dieser in Angriff genommen werden. Zurzeit testen wir noch mit unseren provisorischen Motoren. Doch auch diese rudimentären Tests funktionieren wunderbar. Die Testergebnisse sehen schon vielversprechend aus und lassen auf einen starken Antrieb unserer Fussballroboter hoffen.

Die fertig bestückte Ballsensorplatine, mit der die Position des Balles ermittelt wird

Softwarekonzept umsetzen

Wir haben im Laufe des Monats unser Softwarekonzept weiter in die Praxis umgesetzt und erweitert. Nun richten wir unsere Aufmerksamkeit bereits auf die effiziente Programmierung von verschiedenen Strategien und Spielsituationen. Dabei wird auch beachtet, ob und wie ein teildefekter Roboter noch weitermachen kann. Die Strategie unserer Roboter zu planen, stellt eine grosse Herausforderung dar. Dafür haben wir in den letzten beiden Jahren jeweils an der Weltmeisterschaft Fussballroboter anderer Teams beobachtet und versuchen nun, möglichst viele Stärken in unserer Strategie zu vereinen.

Februar 2012, Challengeteam: CNC-Fräsen und Farbsensor

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Nachdem die Vorbereitung und die Durchführung des 24h-Wettbewerbs die Mithilfe aller Vereinsmitglieder benötigt hatte, konnten wir unser Hauptaugenmerk wieder gänzlich auf das Objekt unserer Begierde lenken, dem PuckCollect-Roboter. In einem Monat muss „Puckman“ seine Aufgabe zuverlässig und effizient bewältigen können. Alle Vorzeichen deuten darauf hin, dass wir den straffen Zeitplan einhalten können.

Bau des Wettkampfroboters – CNC ist die Lösung!
Wie im Januarbericht des Challengeteams nachzulesen ist, stehen für den Bau des Wettkampfroboters alle Lampen auf grün. Es bedurfte noch eines Zwischenschrittes, nämlich der Fertigstellung des CAD-Modells. Dieses ist umso wichtiger, da wir uns entschlossen haben, die Acrylglasteile von Puckman mithilfe einer CNC-Fräse zu formen. Das CNC-Fräsen hat gegenüber der konventionellen Handarbeit den Vorteil, dass die Teile millimetergenau gefräst werden. Natürlich spielte die Entlastung unserer Mechanikfraktion auch eine gewisse Rolle.
Die CNC-Fräse wird uns von der HTW Chur (Hochschule für Technik und Wirtschaft) zur Verfügung gestellt. Herzlichen Dank!
Der nächste Schritt ist das Zusammenbauen des Roboters. Die Elektronik- und Programmierungsspezialisten drängen darauf, ihre Erzeugnisse am Wettkampfroboter auszuprobieren.

Platine und Phototransistor – die Elektronik ist auf dem Vormarsch
Nachdem wir mit etlichen Fehlbestellungen zu kämpfen hatten, ist das Licht am Ende des Tunnels nun doch in Reichweite. Die Platine ist fertig gelötet und somit bereit für erste Funktionstests.

Da wir uns zum ersten Mal mit der Entwicklung einer Platine beschäftigten, hatten wir einige Probleme, die dank tatkräftiger Unterstützung des WM-Teams behoben werden konnten. Nichtsdestotrotz erscheint es uns sinnvoll, eine Liste mit Verbesserungen aufzustellen. Unter anderem gehört darin: die frühzeitige Teilesuche und -bestellung, damit die Platinenentwicklung reibungsloser ablaufen kann; die mehrfache Überprüfung aller Bestandteile, damit Fehlbestellungen in Zukunft vermieden werden können.
Des Weiteren scheint die Achillesferse des letztjährigen Wettkampfroboters beseitigt zu sein: dank dem Austausch des unzuverlässig arbeitenden Farbsensors durch einen Phototransistor konnte die Fehlerquote beim Sortieren der Pucks massiv gesenkt werden. Dies lässt auf ein deutlich besseres Abschneiden bei der RobotChallenge hoffen.

Januar 2012, WM-Team: 24h-Wettbewerb planen und Komponenten entwickeln

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Im Dezember investierten wir viel Zeit in die Vorbereitung des 24 Stunden-Wettbewerbes an der Bündner Kantonsschule. Helveticrobot organisiert einen nationalen Lego-Robotikwettbewerb für Anfänger und Fortgeschrittene, um weitere Schüler für das Thema der Robotik zu begeistern. Für die 68 Teilnehmer aus der ganzen Schweiz bedarf es einiger Vorbereitung. Planung und Bau der Spielfelder, Catering und Übernachtungsmöglichkeit organisieren, digitale Ranglisten vorbereiten und so weiter. Wir freuen uns auf einen gelungenen Wettbewerb am 14. Und 15. Januar 2012.

Mechanik

Bei der Arbeit am WM-Roboter erzielten wir in den letzten Wochen grosse Fortschritte. Wir konnten unsere Komponenten stark weiterentwickeln. Bald schon können wir mit dem Bau des ersten vollständigen Prototyps beginnen. Dank eines grosszügigen Sponsorings stellt uns dafür die Firma Minimotor SA leistungsfähige Getriebemotoren von Faulhaber für den Antrieb unseres Roboters zur Verfügung. Die Mechaniker unseres Teams können sich nun auf weitere Elementare Dinge des Antriebes für den Fussballroboter kümmern. So auch um die selbst gefertigten Omniwheels (spezielle Räder). Hier können wir neue Wege gehen, da wir die Omniwheels durch freundlicherweise von der Firma Saurer Kugellager zur Verfügung gestellte Miniaturlager richtig lagern können. Gemeinsam mit den von der Formtec AG CNC-gefrästen Rad-Chassen können wir so einen extrem leistungsfähigen Antrieb realisieren. Die benötigten Subwheels (kleine Rädchen am grossen Rad) können wir in der Physikwerkstatt der Bündner Kantonsschule drehen.

Sobald wir die Motoren erhalten und damit unser Antrieb steht, können wir mit dem Bau eines ersten kompletten Prototyps beginnen. Diesen werden wir anschliessend mit den benötigten Sensoren und Mainboards zusammengefügt und dann als Ganzes testen. Es stehen unter anderem Materialtests an, um die optimalen Materialien für den Bau des Chassis zu finden. Dies ist bei unseren Ansprüchen nicht allzu einfach, da wir bei höchster Festigkeit und möglichst geringem Gewicht auch noch auf ein gut zu verarbeitendes Material angewiesen sind.

Das Mainboard für den Fussballroboter in unfertiger Ausführung

Elektronik

Wir arbeiten derzeit mit Hochdruck an der Elektronik unseres Fussballroboters. Die bereits zuvor bestellten Leiterplatten für die Spannungsversorgung und den Hauptprozessor wurden bestückt Erstere funktioniert in unseren Tests jeweils tadellos. Das Mainboard hat uns zu Beginn etwas mehr Kopfzerbrechen bereitet, hatten wir doch einen kleinen Fehler beim Layout der Platine gemacht und zudem Probleme mit der Programmierung. Beide Fehler konnten wir jedoch ausfindig machen und erfolgreich bewältigen. Damit können wir uns jetzt auf die weitere Elektronik des Roboters konzentrieren.

Die drei Testversionen des Ballsensorboards

Wir haben zwei weitere Platinen für die Ansteuerung der Motoren und für die Ballerkennung entwickelt und bestellt. Derzeit warten wir noch auf das Eintreffen aller Bauteile, um die Boards fertig bestücken zu können. Sofern diese Platinen ebenfalls funktionieren, bleibt uns anschliessend nur noch ein Projekt: Die Kicker-Elektronik, bei der uns eine kurzfristige Regeländerung einen Strich durch die Rechnung gemacht hat. Diese verbietet Spannungen über 12 Volt auf dem ganzen Roboter. Somit können wir nicht wie ursprünglich geplant einen Kondensator aufladen und damit einen Elektromagneten mit über 300 Volt betreiben. Gezwungenermassen müssen wir uns als Alternativen nun mit Linearmotoren, Zündspulen oder gar Druckluft befassen.

Software

Auch die Software macht fleissig Fortschritte. Die im gerade fertiggestellten Softwarekonzept spezifizierten Bibliotheken werden jetzt Schritt für Schritt in die Praxis umgesetzt. Insbesondere werden im Moment Bibliotheken für die Kommunikation der verschiedenen Bauteile des Roboters geschrieben, so dass diese miteinander kommunizieren können. Das Interessante daran ist, dass wir verschiedene Prozessoren verwenden, die Bibliotheken jedoch auf allen gleich funktionieren müssen.

Auch die Ballerkennungssoftware haben wir stark weiterentwickelt: Es ist jetzt möglich, den Winkel festzustellen, in dem der Ball zum Roboter steht. Dies geschieht allerdings – bedingt durch nur vier Ballsensoren auf unserem Testaufbau – noch recht ungenau. Mit der Fertigstellung der Ballsensorplatinen können wir diesen Teil der Software in den nächsten Wochen noch einmal weiterentwickeln. Für alle Mainboards werden derzeit Testprogramme geschrieben, um eventuelle Fehler in der Elektronik so früh wie möglich festzustellen.

Januar 2012, Challengeteam: Letzte Tests vor Baubeginn

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Die RobotChallenge, welche am 10. und 11. März 2012 in Wien stattfinden wird, rückt näher und näher. Noch zwei Monate stehen uns zur Verfügung. Somit hat die heisse Phase in der Entwicklung des PuckCollect-Roboters begonnen.

Wettkampfroboter – kurz vor dem Bau
Die neuen Features (einseitig flexibler Vorhang und optimierter Sortiermechanismus; für eine detaillierte Beschreibung siehe Blogeintrag „Oktober 2011, Challenge Team“) absolvierten erfolgreich verschiedene Funktionstests. Wir stellten markante Verbesserungen in der Aufnahme der Pucks fest; Puckverluste gehören seit der Installierung des Vorhangs der Vergangenheit an.
Folglich steht dem Bau des Wettkamproboters nichts mehr im Wege. Das neue schwarze und lichtundurchlässige Acrylglas ist bestellt, mit dem Bau wird demnächst begonnen.

Phillipp geht beim Zuschneiden eines Bauteils ziemlich rabiat zur Sache ...

Platine – fertig gestaltet, Hersteller beauftragt
Das Layout der Platine ist nun nach mehrmaliger Überarbeitung fertig. Der letzte Schritt bestand aus der Erstellung einer Stückliste aller auf dem Board benötigten Teile. Durch die Stückliste wird die Verfügbarkeit der einzelnen Teile ersichtlich.
Nun wird unser Board vom Platinenspezialisten „Fischer Leiterplatten“ produziert. Allerdings bedeutet dies nicht, dass die Platine fertig bestückt zugesendet wird. Kurzum gesagt: die finale Bestückung des Boards und somit auch die Lötarbeiten werden unter unsere Ägide fallen.
Dann können wir die Platine zum ersten Mal in Betrieb nehmen. Nach Erfahrungen des WM-Teams ist damit das Ende der Fahnenstange aber noch lange nicht erreicht, sprich: zahlreiche Nachjustierungen sind für ein tadelloses Funktionieren unumgänglich.

... während Albert langsam die Energiereserven für die weitere Planung des Robotes auszugehen scheinen.

November 2011, Challengeteam: Prototyp gebaut

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Nachdem wir das Konzept in ein CAD-Modell übertragen hatten, konnte mit dem Bau des Prototypen begonnen werden. Da die Modifikationen sich in Grenzen hielten, konnten wir den Prototyp auf Basis des letztjährigen Roboters bauen. Dennoch nahm die Umrüstung auf die neuen Spezifikationen beträchtliche Zeit in Anspruch. Doch mit dem Resultat sind wir bisher sehr zufrieden. Ob der Prototyp sich wirklich bewährt, werden erste Tests zeigen. Dies erfolgt, sobald die Elektronik auf den neusten Stand nachgerüstet ist.

Neue Platine nimmt Gestalt an
Im September begannen wir, eine eigene Platine zu erstellen. Nun kommen wir dem Ende immer näher. Das wird aber auch Zeit, damit die restlichen Arbeiten in angemessenem Tempo weiter gehen können. Bei unserem Board sind wir mittlerweile beim Layout der Platine angekommen. D. h. wir bestimmen jetzt, welche Anordnung der Kompenenten am effizientesten ist, und wie wir sie am besten miteinander verknüpfen können. Dabei können wir auf das Knowhow des WM-Teams zurückgreifen. Das Ziel ist, die Platine nun so schnell wie möglich fertig zu stellen, damit sie bestellt und danach von uns bestückt werden kann. Dies wird in der Entwicklung des neuen Roboters einen grossen Schritt nach vorne bedeuten.

November 2011, WM-Team: Fortschritte auf dem Weg zum Prototyp

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Im Oktober verrichteten wir viel Grundlagenforschung: Sensoren auswählen, Versuche aufbauen, Sensoren testen, Versuchsaufbau ändern, Sensoren erneut testen, Ergebnisse auswerten, neue Sensoren bestellen, von vorne beginnen.

CAD-Modell bald fertig
Wir entwickeln zurzeit grundlegende Komponenten für die Bewegung des Roboters (holonomer Antrieb), Orientierung (Encoder, Kompass und Ultraschall), Ballerkennung (Sensoren und Platine), Ballkontrolle (Dribbler) und Schuss (Kicker). In verschiedenen Kleingruppen erarbeiten wir die Bauteile. In wöchentlichen Telefonkonferenzen besprechen wir gemeinsam die Fortschritte und das weitere Vorgehen.

Aus mechanischer Sicht haben wir einen Meilenstein erreicht: Das vollständige CAD-Modell des Prototyps ist fast fertig. Wir warten nur noch auf die endgültigen Spezifikationen der Motoren, bevor wir das CAD abschliessen und mit dem Bau des Prototyps beginnen können.

Ballerkennung & Kicker
Bei der Ballerkennung war die Evaluation der richtigen Sensoren besonders aufwändig. Die Erarbeitung der entsprechenden Platine ist in vollem Gange. Auch bei der Kicker-Elektronik haben wir entscheidende Fortschritte erzielt. Erste Tests lassen auf ausreichende Schusskraft hoffen.

Auch in der Software geht es vorwärts. In der Ballerkennung, der Navigation und der Kommunikation zwischen den Robotern wurden bereits grosse Fortschritte erzielt.

Wir haben auch bereits erste Zusagen von Sponsoren: Easy Fairs, die Fanger Kies & Beton AG, die Stadt Chur und die Swiss Helicopter Group unterstützen uns finanziell, die Compona AG mit Material.
Herzlichen Dank!