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.

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!

Bestärkt durch unseren Weltmeistertitel entschlossen wir uns noch während unseres Aufenthalts in Istanbul, die ultimative Herausforderung anzunehmen: Soccer.

In der Disziplin Soccer treten zwei Teams mit  jeweils zwei Robotern gegeneinander an. Allein die Tatsache, zwei statt einem Roboter zu bauen, bedeutet einen wesentlich grösseren Finanz- und Arbeitsaufwand als bisher. Hinzu kommt eine grosse Dynamik: Die Roboter müssen sich in jeder Situation zurechtfinden und orientieren können. Sie kommunizieren untereinander, um die richtige Aufstellung und Strategie zu koordinieren. Die Roboter sollen zudem auf jeden erdenklichen Gegner eingestellt sein.

Hauptsächlich geht es in der Disziplin Soccer darum, einen Roboter zu bauen, der sich selbstständig auf dem Spielfeld orientieren, den Ball erkennen und kontrollieren und natürlich Tore schiessen kann. Das Spielfeld ist durch Wände begrenzt, je nach Kategorie gibt es auch eine Out-Linie. Der Ball sendet pulsierendes Infrarot-Licht aus, so dass er mit den Infrarot-Sensoren des Roboters erkannt werden kann.

Gemeinsam mit dem neu ins Team aufgenommenen Programmierer Michael Baumann aus Bonaduz streben wir nun nach neuen Erfolgen. Seit Wochen leisteten wir Konzeptarbeit, bauten einen Prototyp und testeten verschiedenste Sensoren. Der Prototyp kann bereits in beliebige Richtungen fahren und sich dabei in beliebige Richtungen drehen.

Ausserdem sind wir auf der Suche nach Sponsoren. Das Projektbudget ist aufgrund der vielen Neuentwicklungen und der weiten Reise an die Weltmeisterschaft sehr hoch. Deshalb erhoffen wir uns Real- und Geldsponsorings von verschiedenster Seite.

In den nächsten Wochen entwickeln wir einen zweiten Prototyp, der bereits Fussball spielen soll.

Helveticrobot und Sepanta posieren für das Siegerfoto

Wir sind Weltmeister! Unglaublich! Wir haben heute den WM-Titel in den Rescue B Superteam-Finals gewonnen! Nachdem wir während den Einzelwettbewerben von grossem Pech verfolgt waren und mehrere Rückschläge erlitten, klappte es nun doch noch. Dank einer hervorragenden Zusammenarbeit mit dem iranischen Team überflügelten wir im Finale alle anderen Teams.

Die vielen Nachtschichten haben sich gelohnt: Obwohl zwischenzeitlich die Finalqualifikation bereits in weite Ferne gerückt war, gaben wir nicht auf und tüftelten weiter. Erst am letzten Tag konnte unser Roboter sein Potential richtig ausschöpfen.
Trotzdem gab es nochmals einige heisse Momente: Bei einem Test, die Rampe wieder herunterzufahren, nahmen beide Getriebe grossen Schaden. Wenige Minuten vor unserem zweiten Superteam-Durchgang mussten wir Motoren samt Getriebe auswechseln. Die Iraner waren etwas irritiert. Es klappe jedoch gut und wir erzielten fast die volle Punktezahl.

Wir können unseren Erfolg nach wie vor kaum fassen und sind einfach froh, morgen endlich einmal ausschlafen zu können …

Unser Roboter navigiert durch das Labyrinth

Das Beste zu Beginn: Wir haben uns für die Finals von morgen qualifiziert. Für diese sogenannten Superteam-Finals haben sich die Besten zwölf Teams qualifiziert. Genau den zwölften Rang haben wir auch erreicht. Somit können wir uns eigentlich nicht über fehlende Effizienz beklagen.

In den Finals tritt man gemeinsam mit einem zweiten Tam an. Wir haben uns mit dem iranischen Team zusammengeschlossen. Es besteht aus zwei äusserst kompetenten und sehr kommunikativen Roboterbauern, die perfekt Englisch sprechen. Wir sind überzeugt, gemeinsam einen guten Schlussrang erreichen zu können.
Der Austausch mit ihnen ist auch sehr interessant, wenn es über das technische hinausgeht. Wir hatten zuvor nie die Möglichkeit, mit einem Iraner in unserem Alter über die Politik und Religion in seinem Land zu sprechen.

Obwohl wir mit der Finalqualifikation unser Minimalziel erreicht haben, lief heute nicht alles wie gewünscht. Den ersten Wertungsdurchlauf mussten wir nach kurzer Zeit abbrechen, weil plötzlich ein Infrarotsensor den Geist aufgab und sich der Roboter im Kreis drehte. Null Punkte.

Wir nahmen wieder einige Umrüstungen vor. Unter anderem demontierten wir die Helligkeitssensoren zur Erkennung der schwarzen Flächen, um eine Fehlerquelle zu beseitigen. Mit diesem Anpassungen erreichten wir im zweiten Lauf des gestrigen Tages immerhin 110 Punkte. Wir wussten: Wenn wir im nächsten Lauf auch nur die Hälfte dieser Punktzahl erreichten würden, hätten wir die Finalqualifikation auf sicher. Trotzdem mussten wir aufgrund des umgestellten Spielfeldes einige Änderungen vornehmen. Schlussendlich erreichten wir die benötigte Punktzahl für Rang 12 locker.