Oktober 2011, Challengeteam: Fehleranalyse und neue Platine

Bereits kurze Zeit nach unserem unglücklichen Ausscheiden in der Gruppenphase an der RobotChallenge 2011 fassten wir den Beschluss, dass wir mit einer stark modifizierten Weiterentwicklung auf Basis des diesjährigen Puck Collect-Roboters nächstes Jahr wieder antreten werden.

Fehleranalyse
Zunächst galt es die Schwachpunkte unseres Roboters in Augenschein zu nehmen. Diese lagen vor allem im Bereich der Puck- und Gegnererkennung, welche durch eine zu hohe Fehlerquote negativ auffielen. Des Weiteren war die Navigationsstrategie nicht ausgeklügelt genug, um die Pucks möglichst effizient einzusammeln.
Auch auf Seiten der Mechanik gibt es einiges zu optimieren: der Sortiermechanismus agierte deutlich zu langsam, und die Pucks hatten in den Kurven eine gewisse Tendenz, den Trichter wieder zu verlassen. Zudem war die Fahrgeschwindigkeit im Vergleich zur Konkurrenz zu tief, deren Schwächen in der Navigation wurde durch ein horrendes Tempo mehr als wettgemacht.

Puckerkennung und Navigation
Für die Puckerkennung werden neue, bessere Sensoren benötigt. Ein Test mit Phototransistoren verlief enttäuschend, die Differenz der erhaltenen Werte zwischen roten und blauen Pucks ist viel zu klein und daher unbrauchbar. Die Suche nach geeigneten Sensoren geht also weiter.
Der grösste Pferdefuss im Navigationskonzept war das Randabfahren, welches im Verhältnis zur Ausbeute zu viel Zeit in Anspruch nahm. Darum sieht die erste Variante der neuen Navigation ein schlangenlinienförmiges Befahren des Spielfelds vor, welches im Wesentlichen der alten Navigation entspricht, eben ohne das Randabfahren.
Die weiteren Varianten versuchen mit diagonalem oder schleifenförmigem Befahren des Spielfeldes die Effizienz nochmals zu steigern, sie sind jedoch schwieriger zu realisieren. Positionsbestimmung ist da gefragt, Möglichkeiten wären Maussensoren oder Berechnung durch die Raddrehzalen.

Mechanik
Das Chassis hat sich bewährt, daher wird es nur in Details einer Auffrischungskur unterzogen. Erwähnenswert ist der Vorhang, der an der Front befestigt wird und für Abdunkelung und Abschliessung gegen aussen sorgt. Damit können keine Pucks verloren gehen, unterschiedliche Lichtverhältnisse haben keinen Einfluss auf die Farbsensoren. Apropos Lichteinflüsse: der neue Roboter besteht aus lichtundurchlässigem Acrylglas, für die seitliche Abdunkelung sorgen Streifen aus dem gut bearbeitbarem, flexiblem Polystyrol.
Der Sortiermechanismus wurde grundlegend verändert. Er besteht nun aus einem drehbaren Durchgang, welcher erhöhte Sortiertempi erhoffen lässt. Ein erster Test wird es zeigen.
Für höhere Fahrtempi genügen voraussichtlich Veränderungen in der Programmierung. Die Geschwindigkeit muss aber auch immer im Einklang mit der Fahrpräzision sein.

Neue Platine
Dieses Jahr wird die Platine, über die alle Funktionen des Roboters gesteuert werden, von uns entwickelt. Zuerst wurden wir vom fachkundigen Passivmitglied Gian Claudio in die Welt des Platinendesigns eingeführt.
Mit unserem neuen Wissen konnten wir uns an die Arbeit machen. Es galt nun einen Schaltplan am PC zu zeichnen, in dem ersichtlich wird, welche Eigenschaften die Platine zu erfüllen hat.
Im nächsten Schritt wird alles miteinander verbunden und die Spannungsleitungen gelegt, ebenfalls am PC. Das Computermodell wird an einen Platinenhersteller eingeschickt und für uns gefertigt.
Die Platine ist vollständig auf unsere Bedürfnisse abgestimmt, da wir sie selbst gezeichnet haben. Zudem ist es für unsere Elektroniker eine gute Gelegenheit, weitere grundlegende Erfahrungen im Bereich der Roboter-Elektronik zu sammeln.