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

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

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.