Mechanik: Der Prototyp mit neuem Konzept

Leider haben sich zwei unserer Mitlglieder aufgrund von Zeitmangel entschieden, nicht mehr mitzuarbeiten, wollen sich aber eventuell im nächsten Semester wieder beteiligen. Zudem konnten wir keine omnidirektionalen Räder finden, welche unsere Ansprüche erfüllen. Wir haben uns deshalb zu Beginn dieses Monats entschieden, ein neues, einfacheres und zuverlässigeres Konzept zu erstellen.
Zum einen verwenden wir nun gewöhnliche Räder, welche die Vorteile bieten, dass unser Bot nun viel schwieriger seitlich wegzuschieben ist, etwas bessere Bodenhaftung hat und wir Geld sparen. Der Nachteil ist, dass wir nun umständlich (bzw. auf konventionelle Weise) wenden müssen, allerdings wirken wir dem entgegen indem das Gehäuse von der Radachse an gerundet ist. Zum anderen werden wir die Pucks nur noch auf einer Seite einsammeln, wodurch wir einen zuverlässigeren Sortiermechanismus einbauen können.
Wir haben mittlerweile einen komplett funktionstüchtigen Prototypen gebaut und konnten aufgrund unserer Erfahrungen mit diesem einige Verbesserungen vornehmen.

Software: weitere Arbeit am Farbsensor und Antrieb

In der Software haben wir uns mit den Motoren, deren Encodern sowie dem Farbsensor befasst. Weil uns durch einen vom verwendeten Prozessor her führenden Konflikt zwischen der Nutzung bestimmter Pins für I2C bzw. dem Auslesen von Encodern für letzteres weniger Pins als gewönlich zur Verfügung stehen, können wir die Richtung, in welche sich die Räder drehen, nicht lesen. Man weiss natürlich, in welche Richtung man selbst den Motor drehen lässt, doch bei externer Krafteinwirkung ist dies nicht bekannt.
Der Farbsensor funktioniert, es muss aber noch die optimale, möglichst gleichbleibende Belichtung ermittelt sowie die Werte für die Verhältnisse zwischen Lichteinfall der jeweiligen Frequenzen und der daraus resultierenden Spannung kalibriert werden.

Allgemein sind wir gut vorangekommen und liegen trotz der Rückschläge recht gut im Zeitplan. Wir werden uns nun darauf konzentrieren, möglichst schnell eine genügende Funktionalität zu erereichen, sodass wir noch gründliche Testläufe und allfällige Korrekturen durchführen können.

funktionierende Fahrplattform und Ausarbeitung des Endmodells
Diesen Monat haben wir erfolgreich an unserer Fahrplattform weitergearbeitet. Die ersten Fahrversuche hat die Testplattform mit Bravour bestanden. Weiter haben wir eine neue Platte ausgesägt um Sensoren zu befestigen. Im Moment sind wir daran den Sortier-Mechanismus mit dem Trichter und dem Drehkreuz zu bauen. Dort nehmen wir einen Servomotor, da dieser sich aber nicht vollständig drehen lässt haben wir eine Zahnradübersetzung genommen welche nun sich etwa 4 mal komplett drehen lässt.
Als weiteren Punkt haben wir mit Hilfe eines älteren Mitgliedes die ersten Ansätze eines CAD-Modells des Endroboters ausgearbeitet, welches vor allem für das Platzmanagement von Trichter, Laderaum und Antrieb sehr hilfreich ist. Wir werden das Modell fertigstellen und verbessern.
Nach den ersten Fahrversuchen haben wir uns umentschieden: Anstatt Omniwheels nehmen wir nun Mecanum Räder. Diese haben den Vorteil das wir sie wie Räder eines Autos anordnen können und somit behindern sie den Auffangtrichter für die Pucks nicht. Im Moment fahren wir aber noch mit normalen Rädern, bis die ersten Schritte auch bei einfacherer Fahrtechnik klappen. Danach stellen wir uns auf Mecanum um, damit der von der Software erstellte holonomische Antrieb verwendet werden kann. Mit den jetzigen Rädern haben wir jedoch einige Schwierigkeiten, da unsere zur Zeit zur Verfügung gestellten Räder nicht ansatzweise genug Haftung haben, um den Bot auf normalem Boden vorwärtszubringen. Wir kümmern uns zur Zeit um die Beschaffung neuer, normaler Räder, welche uns helfen, besser zu fahren.
Wir schauen auf einen Monat zurück, in welchem wir viel gelernt haben, und starten schon in den nächsten, um unsere Probleme zu bewältigen.

Volles Programm: Antrieb, Sensoren auslesen und neues Board
In diesem Monat haben wir in der Software weiter an dem holonomischen Antrieb gearbeitet. Auch wenn wir bei der Auswahl der Räder auf noch nicht ganz gelöste Probleme gestossen sind, sind wir zuversichtlich die Probleme in den nächsten Wochen lösen zu können.
Die für den holonomischen Antrieb modifizierte PWM Funktion scheint noch fehlerhaft, weil die PID-Regelung nicht zu funktionieren scheint. Im schlimmsten Falle ist es aber auch möglich mit einer normalen PWM zu fahren.
Beim Programmieren der Sensoren haben wir am meisten Fortschritte gemacht: Wir konnten einen Infrarotsensor auslesen, welchen wir brauchen um vor der Wand abzubremsen, um diese, dank der leistungsstarken Faulhaber-Motoren, nicht gleich umzufahren. Mit dem Helligkeitssensor konnten wir schon erste Werte ausmessen. Diese waren etwas ungenau, daher nehmen wir für die Sortierung der Pucks einen Farbsensor. Für das Sammeln von Erfahrungen war es jedoch recht nützlich.
Wir haben auch noch viel in der Elektronik dazugelernt und haben diese Fortschritte auch schon oft gebraucht, um alle Sensoren und Motoren zu verlöten. Diese Komponenten werden wir bald brauchen um alles mit unserem kürzlich erhaltenem neuen Board zusammen zu schliessen. Das Board wurde von einem unserer älteren Mitglieder nach unseren Bedürfnissen designet. Ab jetzt werden wir mit dem neuen Board arbeiten, welches bis zu 4 Motoren unterstützt und dank dem besseren ATMega-Prozessor eine Vielzahl von Sensoren verwalten kann. Diesen Monat werden wir an dem zur Orientierung benötigten Farbsensor arbeiten und versuchen mit den Touch-Sensoren vor der Wand zu halten.
Alles in allem haben wir in der Elektronik viel gelernt und herausgefunden wie verschiedene Sensoren funktionieren und ausgelesen werden.

Unser diesjähriges Challenge-A-Team steckt mitten in den Vorbereitungen für die RobotChallenge 2014 in Österreich in der Kategorie Puck Collect.

Strategien entwickeln und Fortschritte in der Software

In diesem Monat haben wir fortlaufend jeweils diejenigen Tätigkeiten erledigt, welche nur durch gute Koordination bereits möglich waren.

Wir haben ein Konzept des physischen Aufbaus ausgearbeitet, mehrere flexible und robuste Strategien zum Lösen der Aufgabe entwickelt. In der Programmierung haben wir auch Algorithmen zur Steuerung eines holonomischen Antriebes entworfen und implementiert. Um gut auf die weiteren Aufgaben vorbereitet zu sein haben wir unsere plattformspezifischen Kenntnisse in C sowie allgemein unsere Kenntnisse der zahlreichen technischen Bereiche, mit denen man bei Robotik konfrontiert wird, vertieft.

Testplattform und erstes CAD-Modell in der Mechanik

Im Moment arbeiten wir an einer kleinen Testplattform mit zwei Motoren und einigen Sensoren. Diese Plattform soll vor allem für das Entwickeln und Testen der Puck-Aussortierung dienen. Weiter arbeitet die Mechanik auch an einem CAD-Modell des Wettkampfroboters. Wir stehen somit gut im Zeitplan.

Allgemein sind wir froh darüber, diesem interessanten Hobby nachgehen zu können, was ohne die grosszügige Unterstüztung durch Sponsoren gar nicht möglich wäre.