Autonomer Rover

[strex]

Ich möchte heute einmal mein Projekt vorstellen. Dabei handelt es sich um einen autonomen Rover in der Stufe 1 die er nun abgeschlossen hat. Die Software dazu wird in Java umgesetzt und findet später in einem Raspberry wieder, um diesen vollständig autonom zu betreiben. In Stufe 1 soll der Rover autonom wie auch per Hand gesteuert werden und bei Gegenstände abbremsen. Im autonomen Modus versucht er die Gegenstände zu umfahren. Ein direktes Ziel gibt es hier noch nicht.

 

Rover besteht in Stufe 1 aus, 1x Step-Down, 1x Master Brick, 2x DC Bricks, 1x Servo Brick, WIFI Extension, 2x AnlogIN, 1x IO-16 und 1x IR Bricklet. Als Ultraschall Sensoren werden hier zusätzlich 2x LV-MaxSonar-EZ0 eingesetzt die über 6 Meter Reichweite haben. Die AnlogIN Bricklets setzen hier die generierte Spannung in die Distance um. Ich werde das aber noch um mindestens 1 Stück wenn nicht 2 Stück erweitern, um ein sehr gutes Bild des Raumes zu erzeugen.

 

Stufen:

 

1. Autonomes fahren und Gegenständen ausweichen erledigt. Class für die Ultraschall Sensoren umsetzen, so dass Sie später wie normale Bricklets eingesetzt werden können. Ist auch fertig.

 

Benötigt: 1x Step-Down, 1x Master Brick, 2x DC Bricks, 1x Servo Brick, WIFI Extension, 2x AnlogIN, 1x IO-16 und 1x IR Bricklet und 2x LV-MaxSonar-EZ0.

 

2. Herstellung eines räumlichen Bildes um den Rover herum. Automatisches finden eines Weges durch den Raum anhand des Umgebungsbildes. Hierzu kommt der Sensorarm zum Einsatz, der periodisch das Umfeld abtastet. Erweitern des Sensorspektrumes wie etwa mit Termo, Licht und Luftsensoren am Sensorarm.

 

Benötigt: IMU Brick, min. ein weiterer Ultraschall Sensor jedoch mit geringerer Abtastbreite und weiterer Entfernung (10 Meter).

 

3. Abfahren von gesetzten GPS Punkten. Anfahren von heißen Punkten, Untersuchung starten.

 

Benötigt: 1x GPS Bricklet

 

4. Vollständige autonome Stromversorgung.

 

Benötigt: Solarzelle, weiterer Arm für Solarzelle, 2x Servos für das ausrichten, Lipo und Lipo Balancer.

[strex]

GUI:

 

[BorgelMorgel]

Sehr schönes Projekt, wenn der dann fertig ist bau ich den auf mein selbstentworfenes Rasenmäherfahrgestell und lass ihn über die Wiese sausen

 

Wo möchtest du die weiteren Ultraschall Sesnoren anbringen bzw. wieso benötigst du noch weitere? Wieso ist ein so großer Entfernungsbereich notwendig, wie schnell fährt der Rover?

[Nic]

Mein lieber Schwan, das sieht nach viel Arbeit aus. Sehr interessant, insbesondere das Power Management... Wie ermittelst Du eigentlich die Batterie Kapazität ?

[strex]

Die Arbeit an sich geht, hauptsächlich Software schreiben. Das mache ich eh schon den ganzen Tag. Das Basteln an der Elektronik ist nett Um so mehr Sensoren integriert werden, um so mehr reduziere ich die Toten Winkel, um den Rover herum. Es soll später 360° abdecken, um ein komplettes räumliches Bild zu erhalten, aktuell kann der Sensorarm jedoch nur um 180° schwenken.

 

Die Batteriekapazität ist eigentlich nicht so einfach. Hab mich dazu im Microcontroller Forum informiert, entweder ein komplettes Leistungsmanagement, also Loggen welche Leistung rein und wieder rausgeht oder über die Spanung. Über die Spannung ist es nicht so genau, aber ich kann an den Balanceranschluss des Lipos die Zellenspannung messen. Im Datenblatt des Akkus sind min und max Spannung der Zelle vermerkt. Ich berechne dann Linear aus allen Zellen die Kapazität anhand der Spannung.

[Nic]

Ich berechne dann Linear aus allen Zellen die Kapazität anhand der Spannung.

Aha, du misst die Spannung der Lipos über das AnalogIn. D.h. wenn die augenblickl. Spannung z.B. in der Mitte zw. Min und Max liegt gehst Du von 50% Batteriekapazität aus ?

Übrigens mit dem Current/Voltage-Bricklet http://www.tinkerforge.com/de/doc/Hardware/Bricklets/Voltage_Current.html#voltage-current-bricklet kannst Du auch den aktuellen Verbrauch messen.

aktuell kann der Sensorarm jedoch nur um 180° schwenken

Liegt das am Servo, das der nur soviel hergibt ?

[strex]

Ich berechne dann Linear aus allen Zellen die Kapazität anhand der Spannung.

Aha, du misst die Spannung der Lipos über das AnalogIn. D.h. wenn die augenblickl. Spannung z.B. in der Mitte zw. Min und Max liegt gehst Du von 50% Batteriekapazität aus ?

 

Ja genau, die Spannungskurve ist bei dem Akku recht linear. Die AnlogIN die man sieht, sind aber eigentlich für die Ultraschallsensoren, die den Analogausgang messen.

 

Übrigens mit dem Current/Voltage-Bricklet http://www.tinkerforge.com/de/doc/Hardware/Bricklets/Voltage_Current.html#voltage-current-bricklet kannst Du auch den aktuellen Verbrauch messen.

 

Die kenn ich auch, brauch ich aber nicht direkt, da ich vom Step-Down genug Informationen bekomme. Komplette Versorgung läuft gerade nur darüber.

 

aktuell kann der Sensorarm jedoch nur um 180° schwenken

Liegt das am Servo, das der nur soviel hergibt ?

 

Korrekt, Servo hier max 180°. Da dahinter aber der Turm dazwischen ist, würde mehr auch nicht bringen. Hab zwar 360° Servos, die sind aber nur als Antrieb gedacht und können keinen bestimmten Winkel anfahren. Besser wären hier wohl Schrittmotoren. Erfordert aber wieder ein teuren Brick..

[The_Real_Black]

http://www.therealblack.net/TFUploads/Roboter_Test1.jpg

http://www.tinkerunity.org/forum/index.php/topic,55.15.html

 

Hi noch jemand der den Conrad Rover einsetzt. Es freut mich!

Ich glaub ich werde mir die Idee mit der FB Basisplatte abschauen ;-)

[strex]

Kleines Update, der Sensorarm (Ultraschall und IR) mit dem Scanner arbeitet jetzt Problemlos und stellt die Entfernung grafisch dar. Ich denk aber darüber nach den unteren Servo mit einem Schrittmotor zu tauschen. Die Ansteuerung des Servos ist nicht komplett exakt.

 

[strex]

Es geht weiter, hauptsächlich mechanische Updates und eine Sensordarstellung in der Software. 3x IR 4-30cm (vorne), 1x 20-150cm (am Sensorarm) und 2x Ultraschall 6,50M Sensoren (am Sensorarm und hinten) sind nun verbaut. Auf das IMU warte ich gerade noch, bis das verfügbar wird.