April 2015: Austrian Open in Villach

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Am 25. und 26. April 2015 fanden die Austrian Open 2015 statt. Mit drei Teams ist Helveticrobot dieses Jahr hingefahren. Zwei Nachwuchsteams nahmen im Bereich Rescue und das WM-Team nahm in der Dsiziplin Soccer teil. Als Vorbereitung für den Wettbwerb wurde in den letzten Monaten viel Arbeit und Zeit in die Roboter investiert. Dabei waren die Autrian Open für unseren Nachwuchs der Abschluss erster Erfahrungen im Bereich Robotik. Für das WM-Team diente der Wettbewerb als Vorbereitung für die Weltmeisterschaft in China.

Lesen sie hier nach wie es unseren drei Teams in Österreich ergangen ist.

März 2015, WM-Team: Bald stehen die ersten Spiele an

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Software: Neue Libraries und Einführungen für den Nachwuchs brauchen Zeit

Diesen Monat haben wir uns vor allem auf das Fertigstellen von wettbewerbsfähigen Robotern konzentriert. Aus diesem Grunde haben wir nicht essentielle Teilprojekte wie die Ansteuerung des Linearmotors und des Maussensors vorerst bei Seite gelegt.

Für das neue Mainboard mit einem ARM Prozessor (der Programmer dafür ist glücklicherweise zügig angekommen) mussten wir fast alle Low-Level-Libraries anpassen und/oder zu grösseren Teilen neu schreiben. Dies verursacht zwar viel Arbeit, aber wir sind gut vorangekommen: Wir haben mittlerweile funktionierende UARTs (auch über Bluetooth), I2C-Kommunikation, genaue Zeitmessung samt periodischem Aufrufen von Funktionen und natürlich Steuerung von GPIOs. Nun bearbeiten wir das SPI sowie die Steuerung von Flash und wenn dies erledigt ist, können wir uns dem Ausarbeiten von Strategien widmen.

Weiterhin finden auch die Wettbewerbe der Nachwuchsteams bald statt und wir haben ziemlich viel Zeit dafür verwendet, Einführungen in spezifische Themen zu geben oder beim Finden von Fehlern zu helfen.

Es stellte sich weiterhin das nicht zu unterschätzende Problem, die Kabelführung sowie die Anordnung der Sensoren zu optimieren. All die Kabel können sich nämlich zu einem relativ hohen Gewicht summieren, weshalb es ein guter Ansatz ist, bei ihnen an Gewicht zu sparen, da man dadurch keine Funktionalität verliert. Wir legen weiterhin grösseren Wert darauf, strukturelle Schwachpunkte in den Kabeln zu vermeiden.

Der Platz auf der unteren Platte ist recht knapp, da man dort die Räder und Motoren befestigen, die IR-Photodioden zur Ballerkennung anbringen und die Sensoren zur Erkennung der Spielfeldbegrenzung anbringen muss und all diese Dinge am besten weit aussen, sich nicht in die Quere kommen und möglichst leicht zugänglich sein sollten.

Mechanik: Bald steht der fertige Roboter

Diesen Monat haben wir uns in der Mechanik, vor allem am physischen Teil gewidmet. Es wurden sehr viele Teile ausgeschnitten, neue Räder gemacht und das Konzept und die Baulinien immer wieder neu besprochen und zusammengefügt. Die Zeit, wo man einigermaßen selbständig vorankam, war diesen Monat unterbrochen. Wir konnten viel Zeit und Schweiss im Team verbringen und haben auch das durchsichtige Band des Teamworks gestärkt. Durch Thementage und wenigen Prüfungen konnten wir sehr viel Zeit in die Roboter invistieren. Dadurch sind wir einen grossen Schritt näher an den definitiven Robotern gekommen.
Unteranderem wurde an der Konstruktion des Dribblers gefeilt. Durch Gian Jörimann, wurden uns neue Zahnräder zur Verfügung gestellt. Einerseits aus Plexiglas und andererseits aus Holz. Florian Schäfer arbeitet noch daran um uns mit seinem selbstgebauten 3D-Drucker Zahnräder zu drucken, welche wir auch in unsere Mängel nehmen können. Vielen Dank den Herren!
Ebenfalls sind neue Motoren von unserem Sponsor Faulhaber eingetroffen. Es fühlte sich wie ein zuvorkommendes Osterfest an, als wir die tollen Neuheiten sehen konnten. Danke Faulhaber!

März 2015, Rescue B Team: Wandfolge funktioniert und Rescue-Kits können abgeworfen werden!

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Mechanik: Dem Roboter fehlt nur noch der Feinschliff

Im März konnten wir die Platte für die Rescuekids fertigstellen. An den Rescuekids selber sind wir jedoch noch am Feilen, um die Grösse noch zu optimieren, dass diese gut durch das Loch in der Platte fallen können. Neben dieser Arbeit haben wir noch ein PVC-Teil angefertigt, an welchem wir die sechs Infrarotsensoren in den Winkeln befestigt haben, die bei den Tests am Besten abgeschnitten haben. Dieses Teil dient zusätzlich als praktischer Haltegriff um den Roboter problemlos hochzuheben. Somit fehlen jetzt nur noch die Touchsensoren und der Lichtsensor.
Da jetzt trotzdem entschieden wurde, dass wir die Faulhabermotoren verwenden können, welche jetzt am aktuellen Roboter sind, können wir den ursprünglichen Prototypen nur noch verbessern und müssen nicht noch einen neuen bauen.

Der Rescue A Wettbewerbsroboter.

Der Rescue A Wettbewerbsroboter.

Software und Elektronik: Die Sensoren funktionieren ohne Probleme

Wir haben viele unserer Sensoren kalibriert und efoglreich in unsere Algorithmen eingebaut.
Den Infrarotsensoren haben wir den letzen Schliff gegeben und sie sind jetzt auf 2mm genau, dementsprechend genau ist jetzt auch die Wandfolge. Der Servomotor, der die Rescuekits auswirft ist jetzt auch voll funktionsfähig, wie auch der Touchsensor der das Feedback gibt, ob das Kit bereits ausgeworfen wurde. Auch die Wärmesensoren sind kalibriert und voll funktionsfähig. Wir haben auch einen Kompass aquiriert und benutzen ihn jetzt um herauszufinden, ob wir auf der Rampe sind oder nicht. Jetzt geht es in den Endspurt, um die genauen Verhältnisse zwischen den Sensorrückgabewerten und der Motorenstärke zu finden.

März 2015, PuckCollect Team: Der Wettbewerb in Wien steht bald vor der Türe

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Mechanik: Der letzte Schliff für Wien

Die Mechanik hat im vergangenen Monat viel gearbeitet, um den Roboter möglichst bald den übrigen Teammitgliedern präsentieren zu können. Wir haben die restlichen Sensoren angeschraubt und die Drehscheibe und die hintere Klappe montiert. Dabei hat die Programmierung uns immer wieder Details genannt, welche sie noch bräuchten, wie z.B. eine Lichtschranke in der Drehscheibe, damit der Roboter weiss, dass ein Puck drinnen ist und sich nicht nur auf den Farbsensor verlassen muss. Wir haben diese Details natürlich berücksichtigt und eingebaut, auch wenn wir uns manchmal darüber ärgerten, nicht schon früher daran gedacht zu haben, weil es öfters eher mühsam war, diese einzufügen. Doch nun sind wir fertig mit dem Roboter, das Einzige, das noch fehlt, ist eine Lichtschranke, welche wir noch nicht einbauen konnten, weil sie noch angefertigt wird. Das Spielfeld haben wir auch schon nachgebaut, wobei wir sehr viel Glück hatten, dass die meisten Teile noch herumstanden. Jetzt müssen wir nur noch ein paar Ersatzteile herstellen und dann heisst es: Ab nach Wien.

Software und Elektronik: Probleme mit dem Board bringen die Arbeit ins Stocken

Nachdem wir uns bisher vor allem mit der Sensor- und Motorenansteuerung beschäftigt haben, fingen wir im März damit an, mit dem Roboter herumzufahren. Zuerst sollte der Roboter einmal eine Länge des Spielfeldes abfahren, in einigem Abstand vor der Wand verlangsamen und an der Wand schliesslich ganz zum Sillstand kommen. Zuerst hat das auch ganz gut funktioniert, doch einige Tage später traten auf einmal verschiedene Probleme auf. Die Motoren drehten oft nicht mehr und wenn doch funktionierte der Infrarotsensor zur Distanzmessung nicht und der Roboter bremste vor der Wand nicht mehr ab. Das Problem mit dem kaputten Infrarotsensor konnten wir zum Glück schnell erkennen: ein Kabel hatte sich gelöst und musste wieder angelötet werden. Die Probleme mit den Motoren sind wahrscheinlich auf ein kaputtes Board zurückzuführen, welches aber in den nächsten Tagen durch ein neueres Modell ersetzt wird. Daneben haben wir noch weiter an der Strategie gearbeitet, doch aufgrund der diversen Probleme konnten wir diese noch nicht testen.

Februar 2015, Rescue A Team: Die Motoren sind da!

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Software: Lösungen für viele Probleme mussten gefunden werden

Diesen Monat sind die neuen Motoren angekommen, das heisst deren genauen Daten mussten bestimmt werden. Es wurde ein kleiner Fehler in der pwm gefunden. Dafür brauchten wir eine Lösung, die nach einiger Zeit dann auch gefunden war.
Leider sind bei der Auslesung der Ultraschallsensoren einige Probleme aufgetreten. Anfangs haben sie immer nur ‚514‘ als Wert ausgegeben, also wurde das low-level durchforscht, um herauszufinden warum immer genau ‚514‘ angezeigt wurde.
Plötzlich funktionierte der Debugger nicht mehr. Es war uns, nach einigen Reparierversuchen, jedoch möglich ihn wieder lauffähig zu machen. Das Ausleseprogramm funktionierte allerdings immer noch nicht, man konnte es nicht einmal mehr auf das Board laden. Ein anderes Testprogramm konnte jedoch problemlos auf dem Board ausgeführt werden. Das hiess mit dem Ausleseprogramm stimmte etwas nicht.
Der erste Prototyp des Ausleseprogramms für den ADC haben wir geschrieben, jedoch gibt es keinen Wert zurück. Durch testen an den LEDs wissen wir das das Programm korrekt auf das Board geladen, und ausgeführt wird. Nun muss abermals das low-level durchsucht werden um eine Lösung zu finden.

Mechanik: Ein Konzept für die Entwicklung eines Greifarms und der Wettbewerbsroboter müssen noch gemacht werden

Ein grosses Ziel wurde diesen Monat erreicht. Die Fahrplattform kann für die Programmierer genutzt werden. Lediglich die Lichtsensoren fehlen noch.
Das Gerüst der Fahrplattform ist aus Plexiglas gefertigt worden. Nun gilt es sich vorallem Gedanken zu einem passenden Greifarm zu machen. In der Disziplin,
bei der wir dieses Jahr antreten werden, müssen wir nämlich einen oder mehrere Bälle mit 5cm Durchmesser heben und anschliessend in eine Zone, in Form eines Dreiecks,
abstellen können. Die Mechanik macht es sich nun zur Aufgabe, eine optimale Umsetzung für den Greifarm zu entwickeln und davon ein CAD Modell zu erstellen.
Zudem muss das CAD für den Endroboter erstellt werden, damit mit der Anfertigung begonnen werden kann.

Februar 2015, WM-Team: Verkleinerung des Roboterumfangs erfordert Anpassungen in allen Gebieten

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Mechanik: Einsicht in andere Gebiete

Diesen Monat haben wir weiter an dem Design gearbeitet. Ausserdem mussten wir diesen Monat gut im Team zusammen arbeiten. Wir haben nicht einfach aneinander vorbei gearbeitet, sondern miteinander zusammen. Der elektronische Teil und der mechanische muss ohne Probleme aufeinander abgestimmt werden. So habe ich eine kurze Einführung in das Designen von Platinen gewinnen können und konnte mir reichlich neue Erkenntnisse sammeln. Die Bords der unteren Platine werden zum Teil neu gemacht und der Umfang des Roboters haben wir dieses Jahr um einen halben Zentimeter verkürzt, da wir in Brasilien wirklich sehr knapp waren mit der Grösse des Roboters. Auf jeden Fall muss jedes Teil nun genau aufeinander abgestimmt sein und ich konnte reichlich dazulernen wie man eine Platine selbst modelliert.
Auch habe ich mich in Verbindung mit einer Carbon Werkstatt gesetzt. Da unser Roboter sehr leicht sein muss und wir nun neues Material brauchen.

Software und Elektronik: Trotz Verzögerung konnten Fortschritte gemacht werden

Wir haben diesen Monat viele Fortschritte gemacht: Die neuen Paltinen kamen endlich an und somit konnte damit begonnen die lowlevel Dateien für das neue Mainboard zu schreiben. Leider konnten die Einstellungen für die Clock und für den UART noch nicht getestet werden da wir leider erst zu spät herausgefunden haben, dass das Programmiergerät, welches wir normalerweise verwenden, nicht funktioniert. Die neuen Lichtsensoren wurden erfolgreich getestet und funktionieren einwandfrei. Weiterhin wurde leider noch nicht erfolgreich probiert einen Linearmotor anzusteuern, dafür konnte einiges von Blockkommuntierung mit Hallsensoren in Erfahrung gebracht werden. Zudem wurde das i2c auf dem Unterbodenboard getestet.

 

Februar 2015, Rescue B Team: Rescue-Kits sollen dieses Jahr eingesetzt werden.

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Mechanik: Herstellung der Rescue-Kits baldige Beendung des Prototypen

Diesen Monat haben wir alle Löcher für die Schrauben und für die Motoren gebaut. Wir haben uns aber dazu entschlossen, für den definitiven Roboter andere Faulhabermotoren zu verwenden, als jetzt beim Prototypen, da wir dann mehr Ersatzmotoren für den Fall der Fälle haben. Zusätzlich haben wir noch begonnen, die Platte für die Rescue-Kits anzufertigen. Diese besteht aus einer 5mm PVC-Platte, welche wir rund ausgeschnitten haben und nächstens Löcher für die Kits bohren werden. Ebenfalls haben wir einen Prototyp eines Rescuekids gebaut.
Die letzte Februarwoche hatten wir Sportferien. Weil unser Team aus Mitgliedern von ganz Graubünden zusammengesetzt ist, konnten wir in dieser Woche jedoch nicht weiterarbeiten. Aber wir haben vor, den Prototypen in den ersten beiden Märzwochen ganz fertigzustellen.

Software und Elektronik: Erste Arbeit mit dem neuen Board

Nachdem nun endlich die neuen Boards angekommen waren, mussten sie zuerst bestückt werden, danach begannen die Arbeiten um sich mit dem neuen Board vertraut zu machen.
Wir hatten einige Anfangsschwierigkeiten sowohl mit dem ISP, als auch mit der UART Ausgabe, aber diese wurden schnell überwunden. Danach haben wir uns daran gesetzt die verschiedensten Sensoren fit für das neue Board zu machen.
Nachdem all diese Low-Level Schwierigkeiten aus dem Weg geräumt waren, haben wir jetzt begonnen den Triangolationsalgorithmus für die Distanzsensoren und ein Kalibrierungsprogramm für die Wärmesesnsoren zu schreiben.

Februar 2015, PuckCollect Team: Bald steht der erste Roboter

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Mechanik: Der Übergang vom CAD zum Zusammenstellen des Roboters

Am Anfang haben wir auf einem Blatt Papier kurz das Konzept für unseren Roboter gemacht, bevor wir mit dem CAD begonnen haben. Der Roboter sammelt die Pucks ein und dann werden sie mit einer Drehscheibe nach Farbe sortiert.
Schliesslich machten wir das CAD. Da es unser erstes CAD war machten wir viele Fehler. Wir hatten z.B. alle Extrusionen in die untere Platte gemacht, anstatt jedes Teil einzeln zu konstruieren und dann konnten wir die Teile nicht drucken. Die Bohrungen um die Teile zusammen zu schrauben haben wir auch vergessen zu machen. Schliesslich kostete das CAD viel mehr Zeit als geplant.
Als das CAD fertig war, haben wir die Papier Schablonen auf die Plexiglas Platte geklebt und ausgesägt. Es war nicht einfach, da wir nur eine grobe Handsäge hatten. Die untere Platte ist zweimal zerbrochen. Wir hatten auch das Problem, dass die Bohrungen nicht exakt übereinander waren. Mit den Plexiglas Teilen sind nun aber fertig und die Motoren und die Vorderräder sind montiert. Die Sensoren, die hintere Klappe, die Hinterräder und der Auffangrechen für die Pucks sind noch nicht montiert.

Software: Fortschritte in verschiedenen Gebieten

In der Softwarearbeiten wir momentan in verschiedenen Bereichen, da wir zu dritt entwickeln. So sind die Touch-Sensoren getestet. Ausserdem konnten wir den richtigen Abstand der Farbsensoren zum Boden ermitteln. Von diesen brauchen wir zwei am Roboter, um die Pucks zu sortieren und das Ablagefeld zu erkennen. Bei den Servomotoren tauchten nun Probleme auf, bei welchen wir verschiede Lösungen suchen. Weiter sind wir daran die Signale der Encoder zu ermitteln, um eine richtige Fahrregelung zu schreiben.

Januar 2015, Rescue B Team: Trotz einigen Kranken wurde weiter gearbeitet!

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Mechanik: Die Teile liegen bereit zur Zusammenstellung

Nach dem Prüfungsstress im Dezember hatten wir diesen Monat endlich wieder Zeit intensiver an unserem Roboter zu arbeiten.
Somit haben wir uns lange Schrauben, passende Unterlagsscheiben inklusive Muttern und auch noch mehr PVC besorgt, welches 5 cm dick ist. Anschliessend haben wir alle Teile auf Papier gedruckt, ausgeschnitten und auf das PVC übertragen. Als nächsten Schritt schnitten wir die Teile aus PVC zu. Dank den Maschinen in der Werkstatt gelang es uns sogar die Rundungen am hinteren Ende des Roboters genau auszuschneiden. Nachdem somit alle Teile ausgesägt waren, haben wir die Löcher für das Stützrad ausgesägt und begonnen Löcher für die Schrauben zu bohren.
Der nächste Arbeitsschritt wird es sein, alles zusammen zu schrauben und die ersten Tests mit dem neuen Prototypen durchzuführen.

Software und Elektronik:

Leider waren ein Paar von uns diesen Monat krank, trotzdem wurde weiter gearbeitet. Wir haben uns vor allem mit der Low-level Implementierung beschäftigt. Dies betraf vorallem die Ansteuerung der Motoren, beziehungsweise der H-Brücken. Dabei mussten wir auch die Encoder auslesen, um Fehler finden zu können. Weiter kümmerten wir uns, um die i2c Kommunikation.

Trotz Kranheit sind die Mitglieder bei der Arbeit

Trotz Kranheit sind die Mitglieder bei der Arbeit

Januar 2015, Rescue A Team: erste Sensoren funktionieren

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Software: Fortschritte mit Servos und Sensoren

In diesem Monat haben wir ein Problem mit unserer PID erfolgreich gefunden. Unsere Servos funktionieren mittlerweile auch. Wir haben uns über unseren Prozessor informiert und mehrere Low-Level-Dateien durchforstet um diese zu verstehen. Dies stellte sich als grosse Herausforderung dar. Gegen Ende des Monates haben wir allerdings andere Low-Levels gefunden, welche unsere Arbeit stark vereinfachen werden, da sie spezifisch für unsere Sensoren erstellt wurden. Des Weiteren haben wir mehrere Testprogramme zu Licht- und Ultraschallsensoren erstellt. In der letzten Woche wurden wir gebremst, da wir keine Debugger mehr haben. Wir warten gerade auf eine Lieferung.

Mechanik: Bald steht die Fahrplattform

In der Mechanik haben wir einiges für die Fahrplattform erreicht. Beim gemeinsamen Teamtreffen am 18.1.2015 konnten unter anderem alle Teile der Fahrplattform ausgeschnitten und alle Löcher gebohrt werden. Durch die Mithilfe der Rescue B Teammitglieder konnten einige Probleme bei der Benutzung gewisser Geräte beiseite geschafft werden. Zwischendurch gab es leider gelegentlich wenig Zeit, um weiter am Roboter zu arbeiten, da einige Prüfungen im Weg standen oder am 24 Stunden-Wettbewerb unser tatkräftiger Einsatz erforderlich war.

Trotz des Vorschrittes gibt es aber noch viel zu tun und die Mechanik macht sich jetzt an die schnellsmögliche Fertigstellung der Fahrplattform, um mit dem Prototyp anfangen zu können.