Unser Roboter - iTower

  • Spezifikationen
  • Motoren
  • Akkumulatoren
  • Sensoren
  • LCD
  • Printplatten

Unser Roboter bewegt sich auf Rollen vorwärts, welche in die Zwischenräume der LEGO Platten passen. Das Gehäuse des Roboters besteht aus Stahl und Aluminium. Rolle, Greifer und Turmsicherung sind aus Kunststoff, sie wurden mittels einem 3D-Drucker hergestellt.
Die Rückwand dient als Printhalterung, unter dem Roboter ist der Akku angebracht, der alles mit Strom versorgt.

 

Grösse: 160x160x160 mm

Gewicht:  2.3 kg

DC-Motoren

DC Motor von Faulhaber

 

Für das Fahrwerk des Roboters, die Linearachsenverschiebung und die Hubbewegung wurden drei identische Motoren verwendet. Diese bestehen aus 3 Einzelteilen: Dem Motor selbst, einem Encoder und einem Getriebe
Die Firma Faulhaber sponserte diese Motoren. 

 

Leistung:  8.5 Watt

Übersetzungsverhältnis: 1:66

Drehzahl: 8'100 /min

 

 

Servomotoren

HiTEC HS-55
HiTEC HS-5065MG

 

Für die Turmsicherung wurde ein Servomotor, Modell HS-55, der Firma HiTEC verwendet. 

Masse: 23.8x12.6x24.0 mm

Stell-Moment: 12 Ncm

 

Das Öffnen und Schliessen des Greifers wird mit einem Servomotor, Modell HS-5065MG, der Firma HiTEC durchgeführt.

Masse: 23.6x11.6x24.0 mm

Stell-Moment: 18 Ncm

Akkumulator: Turnigy nano-tech

Die Akkumulatoren wurden von der NTB zur Verfügung gestellt. 

 Das Datenblatt zu den Akkus ist hier zu finden. 

 

 

Spannung: 11.1V

Kapazität:  1'300mAh

Grösse: 70x34x22mm

Als Sensoren wurden 3 Rollenendschalter verwendet.
Die Sensoren sollen angeben, ob der Roboter frontal ansteht, die Lineareinheit zurückgefahren ist, und der Greifer ganz hochgefahren wurde.

Zur Ausgabe des Zustandes wurde ein LCD verwendet. Es kann anzeigen, welchen Status die WLAN-Verbindung oder die Sensoren haben, Fehler können ausgelesen werden. Mit einem Schalter auf dem Print kann man zwischen den einzelnen Anzeigen hin- und herwechseln.

 

Es wurden zwei Printplatten erstellt, ein Steuerungs- und ein Leistungsprint. Auf dem Steuerungsprint ist der Mikrocontroller MPC555 angebracht. 

Das WLAN Modul wird mit 3.3V gespiesen, der Mikrokontroller genau wie die Servomotoren mit 5V. Für jedes aufgezählte Bauteil gibt es einen eigenen Spannungsregler. Die DC Motoren sind an der 12V Spannung angeschlossen, die von den Akkumulatoren geliefert werden.

Die DC Motoren des Fahrwerks und der Linearverschiebung haben die Betriebsart Sign-Magnitude, während der Motor für die Hubbewegung auf Locked Anti-Phase eingestellt ist. Es sind 2 Motorentreiber auf dem Print angebracht.

Zur Bedienung des Roboters gibt es 1 Hauptschalter für den Strom und 3 Taster auf der Printplatte, einer der Taster ist für einen Hard-Reset zuständig. Die Überwachung wird mit 8 LEDs gewährleistet. 4 LEDs sind zur Kontrolle der Spannungsversorgung, die restlichen sind zur Zustandsausgabe des Programms. 

Zusätzlich befindet sich ein LCD am Roboter, welches grundlegende Informationen liefern soll.

Das WLAN Modul befindet sich auch auf dem Print, es ermöglicht die Kommunikation mit dem Partnerroboter, wodurch der Bauprozess gesteuert werden kann.

 

 

Ablauf

Spielfeld mit Leuchtturm
Ablauf des Bauprozesses
  • 1 Initialisierung
  • 2 Orientierung
  • 3&4 Bauvorgang
  • 5 Platzieren

Nach der Platzierung und Einschaltung des Roboters, beginnt dieser damit, seine Funktionen zu überprüfen. Dabei werden die Motoren auf ihre Funktionalität getestet. Danach findet die Identifizierung des Partnerroboters statt, was optisch angezeigt wird.

Sobald der Partnerroboter das Signal sendet, dass er bereit ist, ist die Initialisierung abgeschlossen und der Bauvorgang kann gestartet werden. 

Zuerst fährt der Roboter nach vorn, bis er auf die Turmspitze trifft. Mithilfe des Greifers nimmt er die Spitze auf und positioniert sie auf sich selbst.

Sobald die Turmspitze aufgenommen wurde, fährt der Roboter zurück bis die Bauposition eingenommen wurde. Damit ist die Orientierung abgeschlossen. 

Für den Bauvorgang gibt es zwei verschiedene Varianten des Partnerroboters. Der Roboter von Team 06 wird zuerst alle Steine aufnehmen und in einem internen Speicher bis zur Übergabe aufbewahren, wohingegen der Roboter von Team 05 jeden Stein einzeln holt und übergibt. 

Der Partnerroboter wird unseren Roboter anfahren, um einen Stein zu übergeben, dieser wird direkt auf dem Roboter abgelegt. Unser Roboter wird daraufhin die Turmspitze auf diesen Stein absenken und zweimal anpressen. Danach wird der unterste Stein gegriffen und auf die Übergabe des nächsten Steines gewartet. 

Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis die Turmhöhe erreicht ist.

Sobald die Turmhöhe erreicht ist, senden wir ein Signal an den Partnerroboter, dass er sich entfernen soll. Daraufhin wird der Turm zum abstellen vorgefahren, der Turm abgestellt und unser Roboter entfernt sich rückwärts. Der Bauprozess ist somit abgeschlossen.