Bardziej- Robot klasy nanosumo

Celem projektu było skonstruowanie bardziej 🙂 małego robota mobilnego klasy nanosumo. Prace nad projektem odbywały się w grupie jedno osobowej. Jest to jeden z najmniejszych robotów w kraju. Klasa nano sumo jest najmniejszą klasą robotów sumo na świecie: 25x25x25mm, waga 25g. CPU: Atmega8, 2x czujniki koloru, 1x dalmierz podczerwieni, napędy 2,7V, Baterie 1x 3,7V 145mAh Li-Pol.

Klasa robotów nano-sumo jest jedną z najmniejszych pod względem wymiarów kategorią robotów sumo. Bardziej jest najprawdopodobniej pierwszym w Polsce robotem tej klasy, aktualnie czeka na przeciwnika.

Konstrukcja robota opata jest o laminat różnej grubości, główna „rama“ wykonana jest z laminatu 1.5mm, lutowanego, oraz dodatkowo wzmacnianego klejem epoksydowym. W ramie zamocowane są silniki pochodzące z „mikro – autek“, które swego czasu zalały nasz rynek. Są to silniki o napięciu nominalnym 3V i prądzie zwarcia 50mA. Współpracują z oryginalną przekładnią o stopniu przełożenia ~12:1. Koła także pochądzą z mikroautek, jednak zostały nieco oszlifowane, gdyż były zbyt duże. Do ramy zamocowane są trzy płytki z elektroniką. Z tyłu znajduje się wykonana z polerowanego laminatu szklano-epoksydowego o zwiększonej grubości warstwy miedzi płytka z końcówkami mocy dla silników. Oparta jest o scalone level-convertery 74LVC2T45, które bez trudu mogą sterować prądem do 100mA. Środkowa płytka znajdująca się pod baterią zawiera mikrokontroler Atmega8 taktowany z wewnętrznego generatora 8Mhz, znajduje się tam również dioda, dzielnik rezystorowy umożliwiający pomiar napięcia baterii, oraz złącze do programatowania. Przednia płytka zawiera czujniki białej linii (sharp GP2S24) oraz dwie diody nadawcze i scalony odbiornik podczerwieni IS471F, który zawiera sterownik diody nadawczej. Zasięg dalmierza wynosi około 10cm, z możliwością określania kierunku (lewo, prawo, środek) przeszkody. Aktualnie program nie wykorzystuje wszystkich możliwości robota (nie określa kierunku przeszkody oraz nie mierzy napięcia baterii). Algorytm działania robota jest dobrze widoczny na filmikach. Na razie robot walczy z pudełkiem, ale kiedy pojawi się jakiś przeciwnik, algorytm zostanie dopracowany i wyważony (na razie jest na oko). Robot zasilany jest baterią litowo- polimerową firmy Kokam o pojemności 145mAh i prądzie rozładowania 8C. Jest zamontowana na stałe w robocie, do którego podłączana jest ładowarka oparta o specjalizowany układ max1555. Robot posiada mikroprzełącznik który odłącza zasilanie od układu i jednocześnie podłącza do obwodu baterii mikrozłącze do ładowania. Na spodzie robota umieszczony jest mikroswitch który stanowi jednocześnie tylnią podporę dla robota, po jego naciśnięciu (przez dociśnięcie robota do dohjo) mikrokontroler odłącza prąd od silników. Programator oparty jest o zmodyfikowany schemat Si-proga, podpinanego pod port COM komputera. Konstrukcja robota dość długo ewoluowała, przez robota przewinęło się w sumie 6 silników, 3 komplety przekładni, trzy końcówki mocy oparte o tranzystory, dwie wersje płytki z mikrokontrolerem, oraz dwa zestawy różnych czujników.

Czujniki dostałem od kolegi Mirosława Czerwińskiego z Politechniki Poznańskiej, za co chciałbym korzystając z okazji podziękować 😉

Robocik doczekał się nowego oprogramowania, w którym rozbudowano zarządzanie energią, teraz po przyciśnięciu przycisku robocik zatrzymuje się i za pomocą kodów błyskowych (0-5) pokazuje stan naładowania baterii. Wartości progów dobrano eksperymentalnie podłączono robota za pomocą interfejsu RS-232 do komputera i wysyłano pomiary napięcia z baterii. Dodatkowo kiedy napięcie baterii spadnie poniżej 3V robot wyłącza wszystkie czujniki oraz przechodzi w tryb uśpienia, zmniejszając pobór prądu do ~1mA. Program napisano po tym jak poprzednia bateria została zniszczona przez nadmierne rozładowanie. Okazało się że kiedy taką baterię rozładuje się do napięcia 2,5V (mierzone pod obciążeniem) rozpoczyna się w niej reakcja chemiczna która prowadzi w bardzo krótkim czasie do całkowitej i nieodwracalnej utraty pojemności. Stara bateria po tygodniu od nadmiernego rozładowania pozwalała już tylko na kilkanaście sekund pracy robota, a po dwóch tygodniach po naładowaniu energii nie starczyło już nawet na zapalenie diody.

Źródło: www.konar.ict.pwr.wroc.pl