Robot enova drużyny Magnat Cyber Forge Team startuje w zawodach Robotic Arena 2012

Robot enova jest wynikiem ponad półtorarocznej pracy studentów Politechniki Gdańskiej – Piotra Krzemińskiego, Mateusza Piotrzkowskiego i Szymona Zagórnika.

„Głównym założeniem przyświecającym budowie robota było wybranie najlepszych rozwiązań technicznych i stworzenie z nich konstrukcji wolnej od kompromisów. Zadanie to okazało się niezwykle trudne. Napotkaliśmy tak wiele problemów, że momentami traciliśmy wiarę w powodzenie projektu. Nie poddaliśmy się jednak i ostatecznie udało nam się stworzyć robota aspirującego do miana najlepszego robota minisumo na świecie” – mówi Mateusz Piotrzkowski z Magnat Cyber Forge Team.

W najbliższym czasie robota enova będzie można zobaczyć na największych w Polsce zawodach – Robotic Arena, które odbędą się w sobotę 15.12.2012 r. we Wrocławiu.

Konkurencja minisumo, w której startuje robot enova, polega na wypychaniu przeciwnika z ringu o średnicy 77 cm. Konstrukcja nie może przekraczać wymiarów 10×10 cm i wagi 500 g. Obecnie roboty tego typu osiągają wysokie prędkości oraz posiadają inteligentne algorytmy, dzięki czemu zawody są bardzo widowiskowe. Konkurencja rozgrywana na dziesiątkach konkursów na świecie i staje się coraz bardziej popularna w Polsce.

__________________________________________________________________________________________

KONSTRUKCJA
Cała kostrukcja została zaprojektowana od podstaw w programie Autodesk Inventor. Robot składa się z 10 głównych elementów konstrukcyjnych wykonanych w różnych technologiach i z różnych materiałów – od detali frezowanych ze stali nierdzewnej, a następnie utwardzanych, przez aluminium lotnicze, po elementy nie przenoszące obciążeń drukowane w technologii 3D Polyjet.

Robot jest składany tylko przy pomocy wkrętów. Można go rozłożyć na elementy pierwsze w zaledwie 5 minut, co bardzo ułatwia ewentualne naprawy.

SILNIKI I OPONY
Zastosowane przez nas silniki to Faulhabery 1717 z przekładnią 14:1 oraz enkoderami dającymi 512 impulsów, na jeden obrót wału silnika. Uwzględniając przełożenie otrzymujemy 7168 impulsów na jeden obrót wału wyjściowego! Sprzedawane one są w złożeniu, jako jeden element. Silniki te są trochę mocniejsze od popularnych silniczków Pololu HP oraz zdecydowanie bardziej żywotne. Rozważaliśmy także silniki Maxona, lecz są one dłuższe przy tej samej mocy, co wyklucza zastosowanie dwóch takich silników w jednej osi. Dokładność enkoderów jest więcej niż zadowalająca, przynajmniej do implementacji algorytmu PID.

Przeprowadziliśmy test właściwości mechanicznych kilkunastu silikonów i poliuretanów pod kątem opon. Na podstawie wyników próbek podjęliśmy decyzje o zastosowaniu najlepszego z nich w naszym robocie. Materiał ten posiada niesamowitą przyczepność jednocześnie przechodząc test kartki. Opony odlewamy w jednoczęściowych formach posmarowanych płynem rozdzielającym, dzięki czemu nie ma żadnego problemu z wyciągnięciem gotowego koła.

ZASILANIE
Wybraliśmy akumulator litowo-polimerowy o pojemności znamionowej 900mAh przy napięciu nominalnym 7,4V. Osoby, które mają doświadczenie w budowie robotów minisumo, zapewne dziwią się, jak zmieściliśmy tak pojemną baterię w naszej małej obudowie. Konstrukcja została zaprojektowanie idealnie pod wymiary akumulatora, w wyniku czego po jego włożeniu nie ma tam ani milimetra wolnej przestrzeni.

SENSORY
Do wykrywania przeciwników zastosowaliśmy popularne Sharpy GP2Y0D340K. Są ułożone w konfiguracji: 2 patrzące do przodu, 2 pod skosem 45 stopni oraz 2 patrzące na boki robota. Posiadamy także mniejsze czujniki odległości firmy Avago, patrzące do tyłu robota i uzupełniające martwy obszar sharpów.

Transoptory, również firmy SHARP, rozmieszczone są dość niestandardowo. Cztery z nich znajdują się z przodu, dzięki czemu robot otrzymuje informację o kącie dojechania do linii krańcowej planszy. Dzięki temu możemy zwrócić się idealnie w stronę środka planszy. Dwa kolejne są po bokach, dwa z tyłu robota oraz dwa skierowane na powierzchni robota. Widzą one linie w przypadku, gdy robot jeździ „na plecach”.

Zadaliśmy sobie pytanie – w jaki sposób można skrócić drogę hamowania do granic możliwości? Pierwsze co przychodzi na myśl, po zastosowaniu najlepszych opon, to systemy wspomagania hamowania znane z samochodów. Posiadając sprzężenie zwrotne z kół robota wystarczy już tylko otrzymać informacje na temat jego przesunięcia rzeczywistego. By to osiągnąć, zdecydowaliśmy się zastosować czujnik laserowy z myszek przeznaczonych do gier – Avago 9500. Według testów pracuje on nawet przy prędkościach przekraczających 4 m/s! Zapas prędkości ma tu znaczenie, gdyż czujniki z tanich myszek pracują do około 0,7 m/s, co powoduje błędy przy szybkiej jeździe.

PCB
W robocie znajdują się dwie płytki drukowane: dolna oraz górna. Na dolnej płytce znajdują się wszystkie najważniejsze układy, czyli mostki H, uC, transoptory, złącza sharpów. Górna płytka, o wiele mniej skomplikowana, zawiera przyciski oraz wyświetlacz, czyli interfejs. Płytki połączone są taśmą FFC.

ICs
W robocie znajdują się aż dwa mikroprocesory firmy ST: serie f107 i f103. Pierwszy zbiera dane z czujników oraz kontroluje sterowanie robotem, drugi zajmuje się obsługą interfejsu: przycisków i wyświetlacza. Oba komunikują się poprzez USART. Silniki są sterowane sygnałem pwm poprzez cztery mostki H MC33926.

__________________________________________________________________________________________

Drużyna, pomiędzy zawodami, prowadzi również aktywność naukową oraz edukacyjną. Uczy młodych, przyszłych robotyków, jak wykorzystać teoretyczną wiedzę zdobytą w szkole przy budowie robotów i stara się rozwijać ich zainteresowania w tym kierunku. Wytrwałość drużyny doceniła firma Soneta.

Soneta, producent oprogramowania dla biznesu – enova – został sponsorem Magnat Cyber Forge Team – drużyny, która zaprojektowała robota enova, startującego w turniejach walk robotów autonomicznych, w kategorii minisumo. Z zawodów na zawody drużyna usprawnia mechanizm, wygrywa kolejne sparingi, a robot enova poszerza grono swoich fanów!

„Zdecydowaliśmy się wesprzeć drużynę, gdyż ta zaimponowała nam nie tylko swoją determinacją w dążeniu do celu, ale również wynikiem, jaki osiągnęła – konstrukcją wspaniałego robota. Mamy ze sobą wiele wspólnego – u nas również liczy się projekt, dobre wykonanie i bezbłędne algorytmy” – mówi Robert Czuła, Prezes Zarządu Soneta Sp. z o.o.

.: Więcej informacji dotyczących drużyny Magnat Cyber Forge Team i robota enova można znaleźć na stronie zespołu www.mcsqft.eu

.: Więcej informacji dotyczących firmy Soneta i oprogramowania enova można znaleźć na stronie www.enova.pl

Źródło: materiał prasowy firmy Soneta; http://www.mcft.eu