Am 10. und 11. Februar fand endlich der 24h-Wettbewerb statt. Mit 11 anwesenden Teams haben wir 24 tolle, interessante und vor allem kreative Herangehensweisen gesehen, um unsere verschiedenen Aufgaben zu lösen. Mit doppeltem Besuch des romanischen Fernsehens (RTR) konnten wir auch gute Werbung für unsere Sache machen und hoffen so, dass auch nächstes Jahr ein noch besserer Wettbewerb stattfinden wird.

Doch auch neben dem 24h-Wettbewerb liefen die Vorbereitungen fürs zweite Review am 10. März in vollem Gange. In der Mechanik wurde vor allem an einem höhenverstellbaren Dribbler gearbeitet. Dies war in den letzten Jahren immer wieder ein Problem, denn je nach Dribbler und Unterlage des Spielfelds gibt es da leichte Abweichungen, was zu einer unsauberen Kontrolle des Balles führt. Die Grundidee besteht darin, dass wenn der Ball in den Dribbler gelangt, der Dribbler hochgedrückt wird. Mit Hilfe von Federn wird der Dribbler, nachdem der Ball wieder weg ist, in seine ursprüngliche Position hinuntergedrückt. Für diese Konstruktion mussten neue Dribblerhalterungen gezeichnet und ausgeschnitten werden, zuerst aus Holz, danach auch aus Carbon. Das Ganze hat jedoch nicht so geklappt wie erwartet, denn der Dribbler klemmt manchmal und bleibt auch mal in einer schrägen Position stecken. Am Review werden da aber bestimmt einige Verbesserungsvorschläge gebracht. Neben dem neuen Dribbler wurden auch Löcher und Vertiefungen für die Montage der Liniensensor- und Ballsensorboards gemacht.

Bei der Software wurde an der Positionsfindung und einer Goaliestrategie gearbeitet. Das Programm für die Positionsfindung ist auf eine einseitige Einwirkung auf die Ultraschallsensoren erfolgreich getestet worden. Nun gilt es noch es auf die zweiseitige Einwirkung zu testen, ansonsten ist das Programm aber einsatzbereit. Die Goaliestrategie ist momentan noch in der Entwicklungsphase. Eine grundlegende Strategie, nämlich ein direktes Anfahren des gegnerischen Tors, funktioniert bereits. Jetzt wird an einem groben Konzept gearbeitet, welche das Entscheiden für die beste Anvisierung des gegnerischen Tors ermöglichen soll.

Im Bereich der Elektronik wurde weiterhin an den neuen Motoren gearbeitet. So wurden bei den Hallsensoren Pullup-Widerstände eingesetzt, wodurch die Signale nicht mehr so stark rauschen. Auch der Motor läuft so besser. Als nächster Versuch steht das Einsetzen von Induktivitäten bei den Phasen an. Die Liniensensoren wurden in den neuen Roboter eingesetzt und funktionieren sehr gut. Es gibt sehr grosse Wertunterschiede zwischen grün und weiss. Das bedeutet, dass wir die Linien sehr wahrscheinlich mit grosser Zuverlässigkeit erkennen können. Es besteht auch die Chance, dass wir die schwarzen Torraumlinien erkennen können. Die Linienerkennung muss aber noch bei schnellem Fahren getestet werden.

Das WM-Team liegt aussergewöhnlich gut im Zeitplan. Trotzdem: Vor den Austrian Open (April) und später dem RoboCup Junior in Montreal (Juni) wartet noch viel Arbeit auf unser erfahrenstes Team.

Ein grosses Thema im Januar war bei allen Teams der 24h-Wettbewerb; oder wenigstens die Vorbereitung auf dieses Spektakel. Wie jedes Jahr mussten die Spielfelder ja vorher noch gebaut werden. Geplant waren vier Bautreffen, von welchen drei bereits abgehalten wurden. Jeweils am Samstag oder Sonntag wurde während einigen Stunden geschnitten, geschleift und gebohrt: Jedes Wochenende zwei Spielfelder einer Kategorie. Vor dem letzten Bautreffen kann man nun sagen, dass, wenn nichts schiefläuft, der 24h-Wettbewerb wie geplant am 10. und 11. Februar stattfinden kann.

Doch auch neben den Vorbereitungen für den 24h-Wettbewerb musste gearbeitet werden. Die Mechanik hat so zum Beispiel neue Carbonstäbe bestellt und alle Teile (bis auf einige welche noch von der Software getestet werden muss) des zweiten Roboters ausgeschnitten. Die Carbonstäbe werden als Achse für den Dribbler benutzt. Apropos Dribbler: Mit dem Ankommen der Carbonstäbe können nun endlich die verschiedenen Dribbler getestet werden. Dies wird im Februar an hoher Stelle auf der To-Do-Liste der Mechanik stehen. Neben den Carbonstäben sind auch die neuen Faulhaber-Motoren angekommen. Da gab es aber leider eine kleine Verschätzung. Damit der Motor sauber ins Aluminiumgehäuse des Omniwheels passt, musste eine kleine Hülse angefertigt werden. Mit Hilfe der Drehbank entstand aus einem 10mm dicken Aluminiumstab ein mit 3mm Innendurchmesser und 4mm Aussendurchmesser relativ dünnes Aluröhrchen, welches so über den Motor gestülpt wird. So kann dieser im Gehäuse nicht mehr umherrutschen.

Die Software hat im Januar an einer Möglichkeit gearbeitet, einen anderen Roboter mit den Ultraschallsensoren zu erkennen um einerseits die Positionsfindung zu verbessern und andererseits um auf verschiedene Situationen besser reagieren zu können. Durch die Streuung der Ultraschalles war jedoch nicht immer klar ersichtlich, wo sich das gemessene Objekt befindet. Dies stelle sich als Problem heraus. Es wurde versucht, die Streuung so gut wie möglich einzudämmen. Zusätzlich wurde mit den Tests der neuen Ballsensoren begonnen. Dabei wurde ein weiteres Problem ersichtlich: Die Werte konnten nicht alle auf einmal ausgegeben werden. Mit Hilfe konnte aber eine Lösung gefunden werden. Der Prozessor war mit dem Programm schon stark ausgelastet und konnte so nicht mehr so viele zusätzliche Aufgaben bewältigen.

Die Elektronik hat die angekommenen Boards bestückt. Die Ballsensoren können die Entfernung des Balls ausgeben, was soweit gut ist. Um die Kommunikation untereinander und mit dem Mainboard zu testen müssen sie jetzt noch eingebaut werden. Auch die Liniensensorboards funktionieren gut. Durch das Potentiometer kann man die Referenzspannung so einstellen, dass die Werte von grün zu weiss zu schwarz relativ grosse Unterschiede haben. Dadurch können die Linien auf dem Spielfeld mit grosser Zuverlässigkeit erkannt werden. Bei der Ansteuerung der neuen Motoren gab es allerdings einige Probleme. Die Referenzspannung für die digitalen Hallsensoren wurden zu hoch gesetzt. Nach der Korrektur rotierte der Motor, wurde jedoch ziemlich schnell heiss. Das könnte daran liegen, dass die Hallsensorsignale rauschen. Das muss noch behoben werden. Ausserdem hat die Elektronik am Motorboardlayout gearbeitet, sodass es in den Roboter passt.

Nach dem ersten Review am 2. Dezember ging es für alle Bereiche des WM-Teams in grossem Tempo weiter…

So hat die Elektronik die Boards bestellt, namentlich das Liniensensor-, das Ballsensor- und das Knopfboard. Gleichzeitig wurden auch gleich einige Bauteile bestellt. Ausserdem wurden für das Motorboard ein Boost Converter gesucht und auch ein passendes gefunden. Dieser sollte 12V in 20V umwandeln, um den Ball weiter schiessen zu können. Dies war nicht sehr einfach, doch im Datenblatt standen zum Glück alle nötigen Informationen. Dann wurde beim Layout weitergearbeitet, d.h. es wurden einmal alle Bauteile platziert und geschaut, wie es am besten passt.

Bei der Mechanik konnte ein Roboter bis zum ersten Review einigermassen mechanisch fertiggestellt werden. Dies bedeutet, dass die Motoren und der Dribbler noch fehlen. Nach dem Review wurde ein etwas provisorischer Teststand gebaut. Mit diesem sollen einige Dribblerarten getestet werden und anschliesslich entschieden werden, welche Methode und Art die beste für die Roboter ist. Leider sind die Carbonstäbe, welche für die Befestigung der Dribbler notwendig sind, ausgegangen. Da müssen neue bestellt werden, doch bis Ende Dezember ist die Mechanik noch nicht dazu gekommen.

Die grösste Arbeit im Dezember lag im kompletten Neuzeichnen der Spielfelder für den 24h-Wettbewerb, d.h. inklusive allen Bohrungen für Schrauben anderen notwendigen Angaben für einige der Aufgaben. Dies war sehr zeitaufwändig, doch bis Ende Dezember war dies komplett fertig.

Im Januar wird die Mechanik mit dem zweiten Roboter beginnen und die Dribblerarten testen. Ausserdem wird mit dem Bau der Spielfelder begonnen.

Die Software hat im Dezemeber an einer neuen Art der Positionsfindung gearbeitet. Es gab ein kurzes Problem mit den Encoderwerten, doch dies liess sich schnell lösen, da nur ein Kabel zu nahe an das der Batterie gekommen war. Auch wenn das Programm noch nicht ganz fertig ist, funktioniert es im Ansatz. Die Position stimmt ziemlich gut und die Werte sind konstant.

Des Weiteren hat sich das Softwareteam Gedanken zu möglichen Stürmerstrategien gemacht. Zum einen will man die Möglichkeit haben, dass der Stürmer bei der Verteidigung hilft, andererseits soll er aber auch beim Angriff den Ball abschirmen können, und das bis zum Schuss aufs gegnerische Tor.

Um alle Milestones, welche für das 1. Review am 2. Dezember festgesetzt waren zu erreichen, wurde im November hart gearbeitet.

So hat die Elektronik beim Schaltplan des Liniensensorboards einige Verbesserungen durchgeführt. Die Referenzspannung bei den Lichtsensoren wird man mit einem Potentiometer einstellen können. Ausserdem wurden die Kondensatoren und Ferrits angepasst.

Eine Schwierigkeit war das Zeichnen des Layouts des Liniensensorboards. Schlussendlich ist es aber gut gegangen.

Zusätzlich wurde die Helligkeit der eingeplanten LED getestet. Diese ist genug hell, doch dafür muss das Board genug nah am Boden montiert sein, damit es alle Linien erkennen kann.

Ebenfalls abgeschlossen werden konnten die Layouts der Ballsensorboards.

Bei der Mechanik musste bis zum 2. Dezember ein Roboter mechanisch fertig sein. Um das zu erreichen wurde im November mit dem Ausschneiden der Einzelteile angefangen. Da wir noch kein konkretes Ja oder Nein für die Benutzung des Lasercutters erhalten haben, wurden die Teile wie in den Jahren davor von Hand ausgeschnitten, in diesem Fall mithilfe eines Dremels. Trotzdem wurde diese Arbeit ziemlich schnell abgeschlossen.

Die mittlere Halterung des Roboters muss jedoch nochmals neu gemacht werden. Der Grund dafür liegt an den fünften Ultraschallsensor welcher dieses Jahr geplant ist. Durch intensives Arbeiten der Software wurde herausgefunden, dass dieser deutlich höher montiert werden muss. Dies ist so, weil der Sensor sonst nicht sauber zwischen Torlatte und hintere Wand unterscheiden kann.

Nebenbei wurden noch alle Drähte der Omniwheels ausgetauscht. So werden in Zukunft hoffentlich weniger Subwheels rausfallen.

Um das Testen verschiedener Dribbler konnte man sich leider noch nicht kümmern, da einfach die Zeit fehlte. Es wurden aber bereits einige Ideen im Team gesammelt.

Nach einigen Einstiegsschwierigkeiten mit dem Partikelfilter entschied sich die Software, sich auf die Torwartstrategie zu konzentrieren. Dafür wurde ein fünfter Ultraschallsensor hinten am Roboter angebracht. Der Sinn dieses ist es zu erkennen, ob der Roboter vor dem Tor steht oder daneben. Ein Ultraschallsensor ist nämlich auf Höhe des Tores und der andere sieht über das Tor rüber.

Es traten einige Probleme auf. So wollte der Roboter zum Beispiel, wenn er mal neben dem Tor stand, nicht mehr zurück zu seiner zentralen Position vor dem Tor. Dieses Problem konnte jedoch mit einer zusätzlichen Messung der Ultraschallsensoren behoben werden.

Die neue Torwartstrategie basiert darauf, dass der Roboter sich immer hinter dem Ball schiebt, das jedoch nur solange der Ball weit weg ist. Wenn der Ball in die Nähe des Tors kommt, attackiert der Roboter den Ball und versucht ihn für sich zu gewinnen.

Neben all diesen Vorbereitungen fürs erste Review schreitete natürlich auch die Vorbereitung für den 24h-Wettbewerb voran. So hat Gian Flurin eine Liste mit rund 50 Mittelschulen der Schweiz erstellt. 30 von denen wird eine schriftliche Einladung geschickt, die restlichen werden per E-Mail über unseren Wettbewerb informiert. So sollten sich mehr Teams als letztes Jahr anmelden.

Software (Andrea Däppen & Alex Marugg)

Nach einer Einführung durch unsere Vorgänger im Bereich Programmierung setzten wir uns selbst mit dem Code des Roboters auseinander. Zu Beginn verschafften wir uns einen Gesamtüberblick und fingen dann mit simplen Sachen an, wie zum Beispiel dem einfachen Umherfahren.
Danach begannen wir uns mit dem Partikelfilter auseinanderzusetzen. Der Partikelfilter ist für die Positionsberechnung des Roboters auf dem Spielfeld zuständig. Dieser hat zuvor schon Probleme gemacht. Mit der Auslesung der ausgegebenen Koordinaten wollen wir nun die Zuverlässigkeit bestimmen und danach entsprechende Anpassungen anbringen.

Elektronik (Curdin Steinauer)

September:

Wir haben uns dafür entschieden, neue Ballsensorboards zu erstellen. Dafür habe ich verschiedene digitale Infrarot Sensoren gekauft und getestet. Ich habe einen gefunden, mit welchem wir den Ball besser erkennen können. Ich habe auch mit dem Zeichnen des Ballsensorboards angefangen. Für die Liniensensoren habe ich smd LEDs bestellt und ebenfalls getestet. Sie sind genug hell und können in das neue Liniensensorboard eingefügt werden. Da wir dieses Jahr bürstenlose Motoren verwenden, muss ich ein neues Motorboard zeichnen. Um die Motoren anzusteuern brauchen wir vermutlich DRV10970 Driver. Ausserdem habe ich ein Knopfboard gezeichnet, auf dem man, für weitere Einstellungen und besseren Zugang, mehrere Knöpfe hat.

Oktober:

Ich habe die Schaltpläne für die Ballsensorboards mit den neuen Infrarotsensoren abgeschlossen und mit dem Layout der Slaves begonnen. Es wird nur noch ein Board geben, das wir hinten links und rechts benutzen können. Da die Infrarotsensoren den Ball auch hinten sehen können, decke ich diese mit einem Schrumpfschlauch, welcher vorne ein Loch hat, ab.
Beim Schaltplan des Liniensensorboards habe ich LEDs eingefügt. Sie beleuchten den Boden, damit die Farbe der Linie erkannt werden kann.

Mechanik (Gian Flurin Bearth)

Im September fand der Kick-Off statt. Da haben wir über mögliche Verbesserungen am Roboter und der Strategie diskutiert und uns auf einige geeinigt, welche wir in diesem Jahr durchsetzen wollen. Ausserdem haben wir Ziele festgelegt und uns so entschieden, auf was wir in diesem Jahr besonders achtgeben wollen.
Ausserdem fand die Planungssitzung für den 24h-Wettbewerb statt, an welchem wir einige coole Spielfelder kreiert haben. Neben diesen beiden Sitzungen fand mit dem internen WM-Team noch eine Bausitzung statt, in welcher wir uns für das Aussehen der Roboter entschieden haben.
Nach diesen Sitzungen ging es für mich zuerst ans CAD-Zeichnen. Da dieses bereits Anfang Oktober fertig sein musste, musste ich mich da sputen. Leider konnte ich noch nicht die diesjährigen Boards zeichnen, da unser Elektroniker noch nicht genau weiss, wie diese schlussendlich aussehen werden.
Eventuell möchten wir dieses Jahr die Grundteile der Roboter mit einem Lasercutter ausschneiden, wodurch sich die Genauigkeit verbessern wollen. Deshalb sind wir mögliche Lasercutter-Anbieter durchgegangen, die uns da vielleicht weiterhelfen könnten. Ende Oktober hatten wir da noch keine definitive Antwort.
Auch bei den Motoren gab es eine Veränderung, denn wir benutzen dieses Jahr neue Brushless-Motoren.
Neben den Arbeiten für das WM-Team habe ich noch angefangen, die CADs für die 24h-Spielfelder zu zeichnen. Diese sind jedoch zu diesem Zeitpunkt, also Ende Oktober, noch nicht fertig.
Nebenbei ersetze ich die Drähte der Omniwheels um dafür zu sorgen, dass die Subwheels nicht mehr so häufig herausfallen.