Praxisseminar - Entwicklung mechatronischer Systeme

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    • Praxisseminar - Entwicklung mechatronischer Systeme

      Hallo Leute!

      Dieses Semester habe ich an der Uni zum Fach Entwicklung mechatronischer Systeme ein Praxisseminar.

      In diesem sollen wir in Gruppen aus sechs Personen einen autonomen Roboter entwickeln, der seinen Weg durch einen Parcours findet und am Ende im Ziel stehen bleibt. Dazu wird uns ein Budget von 200 € gegeben, sowie die Möglichkeit, die Werkstätten des Lehrstuhls zu nutzen (inkl. 3D-Drucker :) ).

      Da es hier einige Leute gibt, die sich auch außerhalb von unserem Hobby mit Modellbau beschäftigen, dachte ich mir, dass ich das Projekt einfach mal vorstelle. Ich hatte auch auf dem MMM schon mit Alex darüber gesprochen, da er in seinen Sumo-Bots ebenfalls Sensorik verwendet.

      Der Parcours ist nur teilweise durch eine Bande begrenzt (Absturzgefahr) und besitzt Hindernisse sowie Steigung.
      Der schwierigste Teil wird wohl die vorhandene Stufe sein, denn auch auf der Horizontalen ist hier eine Lücke vorhanden (in etwa so: ---- ___). Somit wird es wohl schwer, die Stufe vom Abgrund zu unterscheiden.

      Die Oberfläche der Strecke ist aus Holz, dass nur grob geschliffen ist; also recht rau.

      Als Sensoren haben wir bisher Taster und Infrarot-Abstandsmesser in Betracht gezogen. Ultraschall streut zu sehr, wie mir Alex sagte.

      Im Anhang ist ein Bild der Strecke.

      Ich schreibe ab und zu mal, wie das Projekt voran geht. Wenn jemand Anregungen und Ideen hat; immer her damit! ;)
    • Guten Morgen - Ich glaube dass du mit IR-Distanzsensoren (und im Zweifelsfall noch Kontakt-Schaltern) am besten aufgehoben bist. US-Distanzsensoren sind teurer, streuen, haben eine geringere Messrate und in dem auf dem Bild dargestellten Szenario könnten abhängig vom verwendeten Sensortyp auch noch Mehrfachreflexionen ein Problem darstellen. Für die wandfreie Strecke wäre es sinnvoll Radencoder anzubringen und diesen Bereich unter Zuhilfenahme von Dead Reckoning ( en.wikipedia.org/wiki/Dead_rec…teer_drive_dead_reckoning ) zu bewältigen. Generell wisst ihr ja, wie der zu fahrende Weg aussieht. Dieses A-Priori-Wissen könnt ihr euch bei der Überwindung der wandlosen Strecken entsprechend zunutze machen.

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Alex ()

    • Interessante Konstruktion ;) - Jetzt verrat uns bitte die Details ;) Vorne sind zwei Sensoren angebracht, die mit 3 Kabeln nach hinten zum Controller verbunden werden - mein Tipp wäre auf analogen IR-Distanzsensor, wobei mir nicht ganz klar ist, warum beide in diesselbe Richtung weisen.

      EDIT: Nachdem ich mir nun die Bilder ein weiteres mal genauer angeschaut habe würde ich sagen es sind definitiv IR-Sensoren, da sie jedoch nach unten und nicht wie ursprünglich gedacht seitwärts weisen dienen sie wohl dem Auffinden/Halten einer (schwarzen?) Linie auf einem (weißen?) Hintergrund.

      Anyway: Plz supply more details ;)
    • Aaaaaaaalso...

      Die Sensoren nach vorne fehlen zur Zeit noch. Dafür müssen noch passende Halterungen gebaut werden.

      An den Stangen sind jeweils zwei Sensoren.
      Die vorderen, die man auf den Bildern sieht, sind analoge IR Sensoren, gekafut bei nodna.
      nodna.de/IR-analog-Distanzsensor-Sharp-GP2D120-GP2YA41SK0F

      Diese arbeiten in Kombination mit digitalen Sensoren, die ebenfalls nach unten zeigen, aber näher am Roboter befestigt sind. (auf den etwas alten Bildern sind sie noch nicht angebracht)
      Die reagieren ab 5 cm und sind von Watterott:
      watterott.com/de/GP2Y0D805Z0F-Digital-Distance-Sensor-5cm

      Das größte Problem des Parcours sahen wir in der Erkennung der Stufe. Lösen wollen wir es so:
      Erkennt der Bot durch die analogen Sensoren einen Abgrund, dann fährt er näher heran, bis die digitalen Sensoren ebenfalls Abgrund melden. Dann werden wieder die analogen Sensoren ausgelesen. Erkennen diese nun den weiter entfernten Boden der Stufe wird Anlauf genommen und weiter gefahren. Melden sie weiterhin Abgrund, so dreht sich der Bot weg und fährt in eine andere Richtung weiter.

      Zwei weitere digitale 5 cm Sensoren befinden sich an den Seiten.

      Um Hindernisse von vorne zu erkennen werden noch drei digitale 10 cm Sensoren angebracht.
      watterott.com/de/Pololu-Carrie…ital-Distance-Sensor-10cm

      Die Motoren sind total überdimensioniert, da wir Anfangst große Probleme mit Reibungsverlusten des Raupen/Ketten-antriebs hatten.

      Da statt dem von uns bestellten 2-Kanal-Fahrtenregler nur eine 1-Kanal-Version geliefert wurde, mussten wir auf Reste des Lehrstuhls zurückgreifen. Der nun verwendete Regler hält leider nur 800 mA pro Kanal aus, aber wir sind ja nicht wenn er durch Überlast zerstört wird.

      Dieser wird nun verwendet:
      lctech-inc.com/Hardware/Detail…72-473f-913d-ec443dbef0be

      Dieser war geplant:
      nodna.de/Pololu-Dual-MC33926-motor-driver-carrier-3A

      Der Microcontroller ist ein Baby Orangutan:
      watterott.com/de/Baby-Orangutan-B-328

      Das Programm ist noch nicht geschrieben.
      Momentan muss ich die Streuwinkel der 10cm Sensoren messen, um deren Halterung zu planen.

      Das ganze Projekt wurde vom Lehrstuhl wegen schlechter Organisation und daraus resultierendem Zeitmangel kurz vor Ende abgebrochen und nun auf freiwilliger Basis fertig gestellt.