Bei der Entwicklung des Roboters, wie auch bei der Namensfindung, sind wir stets mit einem gesunden Mass an Humor vorgegangen. So entstand das Wortspiel EnteB, in dem auch der Name der Schule enthalten ist.

Hier werden die wichtigsten Komponenten der EnteB im Detail beschrieben. Zusätzlich wird der komplette Spielablauf erklärt. Im folgenden Video sehen Sie die benötigten Schritte der EnteB für eine erfolgreiche Bergüberquerung.

  • Spezifikationen
  • Motoren und Encoder
  • Akku
  • Photodiode OPT 101
  • Permanentmagnete
  • Printplatte

Spezifikationen

Grösse:160x160x160 mm
Gewicht:2.3 kg
Verwendete Materialien:Aluminium, Stahl

 

 

Motoren

Für die Fortbewegung des Roboters werden drei identische Motoren verwendet. Die Motoren bestehen aus vier wichtigen Einzelteilen. Encoder, Getriebe und DC-Motor wurden in dreifacher Ausführung von der Firma Faulhaber gesponsert.

Encoder: Der Encoder ermöglicht eine genaue Positionsbestimmung, indem er die Umdrehungen des Motors zählt. Das Datenblatt finden Sie hier.
Getriebe: Mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:100, sorgt das Planetengetriebe für das nötige Drehmoment. Das Datenblatt finden Sie hier.
Motor: 12V DC-Motor. Das Datenblatt finden Sie hier.
Seilwinde: Auf der Seilwinde wird das Seil aufgewickelt.

Leistung:10 Watt
Übersetzungsverhältnis:  1:200
Ausgangsdrehmoment:    1 Nm
Ausgangsdrehzahl:30 min-1
Gesamtlänge:     110 mm

 

 

Actuonix Servomotor

Der lineare Servomotor wird benötigt um die Kopplungsplatte ein- und auszufahren. Der Linearmotor wurde  von der NTB gesponsert. Für weitere Informationen finden Sie hier  das Datenblatt.

Ausfahrlänge: 50 mm
Kraft auf Zug/Druck:60 N

 

 

Turnigy nano-tech Akku

Der Akku wurde von der NTB zu Verfügung gestellt. Der Akku hält bei voller Belastung circa 11 Minuten. Für weitere Informationen finden Sie hier das Datenblatt des Akkus.

Spannung:11.1V
Kapazität:1300mAh
Grösse: 70x34x22mm

Photodiode OPT 101

Für die Positionsbestimmung der Plattform, welche mit einer roten LED ausgestattet ist, sind an der Unterseite des Roboters zwei Photodioden befestigt. Diese besitzen zusätzlich einen Rotlichtfilter, um Störungen durch äussere Lichtquellen zu vermeiden. Datenblätter der Photodioden finden sie hier  und für den optionalen Rotlichfilter hier.

Permanentmagnete

An der ausfahrbaren Koppelplatte befinden sich vier Permanentmagnete. Um Ungenauigkeiten der Kopplungsposition auszugleichen, besitzt auch der Partnerroboter die gleichen Magnete. Damit sich die Magnete anziehen, sind sie an den jeweiligen Position entgegengesetzt gepolt. Weitere Informationen über die Quadermagnete Neodym (Q-15-15-03 N), finden Sie hier das Datenblatt.

Printplatte

Auf der Prinplatte befinden sich verschiedene Komponenten, welche für den Betrieb des Roboters unentbehrlich sind. Zu diesen gehört der Mikrocontroller MPC 555, der sozusagen das Gehirn des Roboters ist. Der Mikrocontroller ist die Schnittstellle zur Informatik und kann eigenständig bestimmte Aufgaben ausführen.

Damit der Mikrocontroller mit der notwendigen Spannung versorgt werden kann, hat es zwei Spannungswandler auf der Printplatte. Diese senken die 12V Spannung des Akkus auf 5V respektive 3.3V.

Für die Ansteuerung der Motoren wurden zwei Motorentreiber vorgesehen. Mit einem Motorentreiber können jeweils zwei DC-Motoren gesteuert werden. Die Betriebsart der Motoren ist sign-magnitude.

Als Bedienungsoberfläche hat es fünf Drucktaster und drei Kippschalter. Die Betriebs- und Überwachungsanzeigen übernehmen neun kleine grüne LEDs. Auch die beiden Photodioden sind über die Printplatte mit dem Mikroprozessor verbunden. Für die Kommunikation zwischen den Robotern ist ein WLAN Modul eingebaut. Weitere Informationen über das WLAN Modul finden Sie hier.

Ablauf

Für ein erfolgreiches Absolvieren der Aufgabe, wird der Ablauf in 4 Schritte aufgeteilt.

Schritt 1: Anfahren der Suchposition (Bild 1)

Nachdem der Roboter platziert und die Seile vom Team gespannt wurden, fährt der Roboter eine definierte, gespeicherte Suchposition an. Diese erreicht er, indem die zwei seitlichen Seile aufgewickelt werden. Die Position liegt mittig der Spielfeldhälfte, auf der sich der Roboter befindet, circa 20 cm ab Boden.

Schritt 2: Suchen der Plattform (Bild 2)

Wurde Schritt 1 erfolgreich ausgeführt, beginnt der Roboter mit der Suche. Mittels zweier Photodioden kann er, falls sich die Plattform auf seiner Seite befindet, deren genauen Standort lokalisieren. Der Roboter fährt dazu jede der sechs Positionen an und ermittelt die Lichtstärke. Dort wo die Photodiode den höchsten Wert erhält, befindet sich die Plattform und er speichert deren Position. Das Suchergebnis wird dem Partnerroboter via Wi-Fi übermittelt.

Schritt 3: Anfahren der Kopplungsposition & Kopplung mit Partnerroboter (Bild 3)

Wurde der Suchprozess der Plattform abgeschlossen, begibt sich der Roboter an die abgesprochene Kopplungsposition. Befinden sich beide Roboter an der Kopplungsposition, fahren sie die Kopplungsplatten aus. Durch die Permanentmagnete in der Platte verbinden sich die Roboter. Die Verbindung wird durch das Auslösen eines Drucksensors an der Klappe überprüft. Jetzt fahren beide Roboter gleichzeitig die Klappen ein und der Roboter, auf dessen Spielfeldseite sich die Plattform nicht befindet, wickelt alle drei Seile ab. Nun befinden sich die Roboter untereinander und sind bereit für die Landung.

Schritt 4: Landen (Bild 4&5)

Die im Schritt 2 gespeicherte Plattformposition wird nun horizontal angefahren. Befinden sich die Roboter oberhalb der Plattform, landen sie gemeinsam und das Spiel ist somit erfolgreich abgeschlossen.