Archiv des Autors: Andrea Däppen

November 2018: Das erste Review

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WM-Team

Im November stand bereits das erste Review an. Die meisten gesetzten Milestones konnten erreicht werden und anzugehende Probleme mit ehemaligen, erfahrenen Mitgliedern besprochen werden.

Verschiedene neue Ideen und auch die Testplattformen konnten bereits vorgeführt werden. Zudem wurde das neue Dribbler Konzept vorgestellt und der momentane Entwicklungsstand vorgeführt.

Die Milestones der Elektronik und Software waren hauptsächlich Basisarbeiten an bereits bestehenden Plattformen und Programmen und konnten entsprechend weniger demonstrativ gezeigt werden. Aber auch da fanden sich viele interessante Punkte für weitere Verbesserung und wie immer war das Feedback hilfreich und die neuen Inputs liessen neue Ideen aufkommen.

 

Nebst der Vorbereitung für das Review konnte softwaremässig mit der Auslesung der Lidar Daten auf einem Raspberry Pi Zero begonnen werden. Die Kommunikation funktionierte dank den Erfahrungen mit dem Arduino relativ schnell. Die Umrechnung dieser Daten in eine Position erweist sich als schwieriger als angenommen. Ein Performance Problem bei zu vielen Ausgaben des Programmes zog das Ganze zusätzlich in die Länge. Trotz den Problemen steht nun ein Grundgerüst welches weiter getestet und mit weiteren Funktionen ausgebaut werden kann.
Nebst der Arbeit am Lidar wurde die Arbeit an der Fahrregelung abgeschlossen. Die Umrechnung der Encoder Werte in x und y Bewegung funktioniert nun zuverlässig und zufriedenstellend genau. Auch ein relativ ruhiges und zielstrebiges Fahren ist nun garantiert.

Die Elektronik begann das Testen der bestellten Lichtsensoren und stellte die 24V Stromversorgung des Linearmotors fertig. Die Tests der Lichtsensoren wurden mit Hilfe des Oszilloskops angestellt um herauszufinden wie es am einfachsten möglich sei, gleichbleibende Verhältnisse zu schaffen. Die Stromversorgung des Linearmotors war nach Erhalt der Teile schnell aufgebaut und testbereit. Allerdings ergab sich, dass durch die andauernde Umpolung der Spule des Linearmotors eine Spannungsschwankung auf der Stromversorgung entsteht. Dieses Problem konnte bis jetzt noch nicht behoben werden. Lösungsansätze sind Kondensatoren sowie Tiefpassfilter und Dioden um die Stromversorgung vor allfälligen falschen Stromflüssen zu sichern. Zudem wurden Überlegungen angestellt die gesamte Stromversorgung neu zu Planen da wir durch Regeländerungen dazu gezwungen sind einzelne elektronische Bauteile komplett abschalten zu können. Gleichzeitig muss aber die Stromversorgung für andere Bauteile gewährleistet werden.

Die Testauslegung für den Kicker mit 24V

 

Die Mechanik testete weitere Dribblerrollen-Beläge. Auf verschiedenen Rollen wurde ein spezieller Haftbelag geklebt. Dieser Belag hat sehr kleine Gumminoppen. Diese Noppen verstärken die Haftung zwischen der Rolle und dem harten Ball aus Plastik. Dabei klebte man das Klebeband auf eine harte und einer weichen Rolle. Die zuvor genutzte Dribblerrolle, die mit Latex-Milch überzogen wurde, ist im Vergleich zu den neuen Rollen besser. Als weiteres wurde diesen Monat die neuen Teile des neuen Dribblers, für einen weiteren Testroboter, ausgedruckt. Bei dieser Plattform versetzte man das Master-Ballsensorboard, das zuvor direkt unter dem Dribbler befestigt wurde, auf die unterste Platte. Dies erlaubt es den Dribbler tiefer zu setzten und dadurch das Lidar in die Mitte zu nehmen. Nun muss getestet werden, ob diese Veränderung negative Auswirkungen hat. Als weiteres wurden die Zahnräder des Dribblers optimiert. Sie sind nun passgenauer und das grösste Zahnrad hält besser auf dem Schaft des Motors.

CAD Zeichnung des neuen Zahnrads

 

 

Oktober 2018: Verschiedenste Projekte

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WM Team

Im Bereich der Software wurde zu Beginn an einer automatischen Kalibration für die Liniensensoren gearbeitet. Leider konnten die Ideen nicht umgesetzt werden und es wurde deshalb entschieden, das Projekt nicht weiter zu verfolgen. Probleme machten fehlender Speicherplatz und abstürzende Microcontroller.
Zeitgleich wurden die Verwertung der Encoder Daten überprüft um sicherzustellen, dass die Werte in etwa stimmen. Zudem wurde ein kleiner alternativer Algorithmus geschrieben, um die Resultate noch zu verfeinern. Da dieser nicht funktionierte, vermutlich aufgrund der vielen sinus und cosinus Berechnungen, wird weiterhin der Alte verwendet.
Ein neu aufgenommenes Projekt war das Auslesen eines neuen Distanzsensors, eines LIDARs. Um diesen jedoch wie gewünscht zu nutzten wird ein Logic Level Converter benötigt und deshalb wurden die Tests mit einem Arduino durchgeführt. Nach einigen Schwierigkeiten funktionierte die Kommunikation einwandfrei.
Ein noch immer andauerndes Projekt ist die Überarbeitung der Fahrregelung. Dabei tauchte ein Bug auf, welcher den Roboter in seiner Richtung nicht nachvollziehbar korrigiert. An diesem Bug und der Vervollständigung der Regelung wird noch gearbeitet.

In der Mechanik wurden Verbesserungen am CAD und dem Dribbler vorgenommen. Als weiteres konnte das Lidar in das CAD eingebaut werden. Der Scanner des Lidars sollte auf einer Höhe von elf Zentimeter liegen. Dadurch können die Tore mit dem Lidar erkennt werden. Um die richtige Höhe zu erhalten, wurde ein passender Stand erstellt. Im CAD konnten nun die endgültigen Sensorabdeckungen eingefügt werden und der Motor des Dribblers wurde auf die andere Seite versetzt. dadurch gleicht er das Gewicht der Batterie aus und der Schwerpunkt verlagert sich gegen die Mitte. Für eine gleichmässige Fahrt ist es wichtig, dass der Schwerpunkt in der Mitte des Roboters liegt. Als letztes wurden Materialien für die Dribblerrolle getestet. Jedoch hat sich bis jetzt nur die alte Rolle bewährt. Sie wird aus einer Malerrolle hergestellt, die mit Latexmilch überzogen wird.

CAD Modell des Roboters

Die Elektronik hat in diesem Monat eine provisorische Stromversorgung für das neue Lidar sowie das Eagle für das neue Mainboard fertiggestellt. Für die Stromversorgung konnte ein stepup Converter genutzt werden, welcher ursprünglich für den Linearmotor des Kickers gedacht war. Für diesen Zweck hatte er sich allerdings als zu schwach herausgestellt. Für den Stromverbrauch des Lidar Motors scheint er sich aber zu eignen. Er regelt nun die fünf Volt der Powerboards auf 10 Volt hoch was für die praktischste und platzsparendste Lösung gehalten wurde. Das Eagle fertigzustellen war von elektronischer Sicht her nicht sonderlich kompliziert, da keine neuen Bauteile dazu kamen allerdings wurde es auf der Platine ziemlich eng und es mussten viele Bauteile verschoben werden. Schlussendlich konnte aber alles untergebracht werden und die Platine ist sogar noch kleiner als zuvor.

Das neue Mainboard

September 2018: Die Arbeit wurde wieder aufgenommen

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WM-Team

Nach einem erfolgreichen Kick-Off Meeting am 8. September konnte die Arbeit für das nächste Jahr beginnen. Am Kick-Off Meeting wurden die verschiedenen Ziele festgesetzt und auch schon ein grober Jahresplan erstellt und Veränderungen an den neuen Robotern geplant.
Zu den Zielen für die Roboter gehören unter anderem, dass sie wieder zusammen spielen können, zuverlässiger sind als bisher und nur wenige Gegentore zulassen.
Die geplanten Veränderungen der Roboter sind vielseitig und in allen Bereichen des Roboters bemerkbar. Wie die Upgrades verlaufen wird monatlich auf diesem Blog aufgeschaltet werden.

Im Software Bereich sind schon verschiedene Projekte am laufen. So konnte in diesem Monat das neue Kompassmodel,CMPS12, für den Soccerbot getestet werden. Dieser ermöglichte sehr stabile und schnelle Werte zu erhalten und war aufgrund seiner Ähnlichkeit zu dem Vorgängermodell, CMPS11, schnell einsatzbereit. Durch die Verbesserung der Werte erhoffen wir uns eine breitere Einsetzbarkeit im Navigationsprogramm und stabileres Fahrverhalten.
Wegen Problemen im letzten Jahr mit den Ultraschall Distanzsensoren wurden Alternativen dafür gesucht. Zu überwindende Hürden waren, dass andere Ultraschallsensoren in einem zu grossen Bereich messen, weshalb unbestimmt ist zu was die gemessene Distanz korreliert und dass Laserdistanzsensoren oft Licht im Infrarot Bereich aussenden. Da der Ball ebenfalls im Infrarot Bereich Licht emittiert können diese Sensoren nicht eingesetzt werden, da sie gegnerische Teams behindern. Infrarot Distanzsensoren fallen natürlich für die gleichen Gründe ebenfalls aus dem Rennen. Nach längerer Suche fanden wir einen Laserdistanzsensor, welcher auf Wellenlängen aktiv ist, die für die verwendeten Sensoren um den Ball zu finden nicht sichtbar sind.
Um Probleme mit der Linienerkennung der letzten WM zu beheben, wurde an einem Programm zur selbständigen Kalibration der Liniensensoren gearbeitet. Ein erster Lösungsansatz wurde getestet, scheiterte jedoch daran, dass der Microcontroller nicht über genügend Speicherplatz verfügt. Deshalb wird nun an einer schlankeren Methode gearbeitet.

Die Elektronik arbeitete an einem vollständigen Satz aller Elektronikbauteile welche für einen Soccerbot gebraucht werden fertiggestellt und repariert. Diese wurden für die zu Ende des Monats vollendete Testplattform benötigt. Des Weiteren wurden DCDC Regler bestellt, welche die Spannung erhöhen. Dies wird für den Kicker für mehr Kraft benötigt. Allerdings gab es bei der Lieferung dieser Bauteile Komplikationen weshalb sie noch nicht eingebaut werden konnten. Zudem entstanden einige Schwierigkeiten beim Testen und Funktionieren der Mainboards. Ein neu gelötetes Mainboard funktionierte anfangs nicht einwandfrei. Nachdem allerdings ein Bauteil, welches defekt war, ausgetauscht wurde, konnte das Mainboard einwandfrei genutzt werden.

Die Mechanik hatte ebenfalls verschiedene Baustellen offen. Das CAD des neuen Dribblers wurde fertig gezeichnet und eine Testplattform mit neuen Omniwheels gebaut. Der diesjährige Dribbler soll höhenverstellbar sein. Dies erschwert den Bau des Dribblers erheblich. Die Drehachse befindet sich beim Motor. Die Dribblerrolle wird mit einem elastischen Band nach unten gedrückt. Durch den beweglichen Dribbler wird verhindert, dass der Roboter auf verschiedenen Spielfeldern auf den Ball dribbelt oder diesen nicht zu fassen bekommt.
Die einzelnen Teile wurden mit 3D-Drucker ausgedruckt. Bei der Mittelplatte der Testplattform fehlten jedoch Bohrungen für die Platinen im CAD. Aus diesem Grund wurde der Einbau der Elektronik sehr aufwendig. Für die weiteren CADs ist dies ein zu beachtender Punkt.
Die Subwheels der Omniwheels erstellten wir aus PLA und elastischem Filament. Nun werden wir testen, welche sich bewähren und welche endgültig verwendet werden.

CAD der unteren Hälfte des neuen Roboters mit dem neuen, dynamisch verstellbaren Dribbler

 

Neue Mitglieder, neue Juniors

Auch in diesem Jahr müssen wieder Lücken von ehemaligen Mitgliedern, welche die Schule mit Matura verliessen, geschlossen werden. Zu diesem Zweck wurde wie immer ein kleiner Infoanlass veranstaltet und wir durften vier weibliche Interessenten begrüssen.
Die neuen Mitglieder werden nun einen Roboter für die Robolympics in Rapperswil vorbereiten und dann definitiv entscheiden ob sie Robotik weiterhin als Hobby verfolgen möchten.
Um die Grundlage für die Robolympics zu schaffen wurden sie an einem Montag Nachmittag in das Programm Brics Comand eingeführt und konnten erstmals ihre eigenen Roboter bauen und in NXC programmieren.