Worum es hier geht

Dieses Blog dokumentiert Fortschritte und Rückschläge der Entwicklung meines ersten Roboterprojektes. Ich habe dem Projekt den Namen vehikel[eins] gegeben - mit mehr oder weniger Hintersinn. Das Vehikel ist als fahrender Roboter konzipiert, der sich mittels einer Kamera visuell orientieren können soll. Die eigentliche Bildverarbeitung findet auf einem PC statt, der Roboter wird deshalb per Funk mit einem Computer in Verbindung stehen. Ich verkneife mir, allzu übermütige Pläne darüber zu schmieden, was im Detail mein Vehikel später visuell leisten können soll. Ich bin in erster Linie von der Idee eines Systems fasziniert, das mit Hilfe selbst gewonnener visueller Informationen in der realen Welt halbwegs sinnvoll agiert - mit der Welt interagiert. Alles noch etwas undurchsichtig? Ja... :)

Der aktuelle Stand

Ich habe das Projekt in drei Etappen aufgeteilt. Die erste Etappe bestand in der mechanischen Realisierung einer motorisierten Plattform für alle späteren Aufbauten. Diese Etappe wurde erfolgreich abgeschlossen. Daraus hervorgegangen ist ein dreirädriges Vehikel, dessen zwei Vorderräder unabhängig über ein Getriebe von jeweils einem Schrittmotor angetrieben werden. Das Hinterrad stellt sich passiv auf die aktuelle Bewegungsrichtung ein. In der zweiten Etappe des Projektes ging es darum, die Elektronik des Vehikels und der Basisstation zu entwickeln. Auch wenn ich noch an Details arbeite, ist diese Etappe in dem Sinne abgeschlossen, dass die gesteckten Ziele erreicht wurden. Der zentrale Mikrocontroller des Vehikels ist ein ATMEL AVR Mega32, die Firmware dafür entwickle ich mit der BASCOM IDE von MCS. Die Schrittmotoren werden durch eine Treiberelektronik auf Basis der Bausteine L297 und L298 angesteuert. Eine Funkverbindung zwischen Vehikel und PC wird mittels eines dazu entwickelten Interfaces hergestellt, das bidirektional mit dem PC über RS-232, mit dem Vehikel per Funk im 433 MHz Band kommuniziert. Die Funkstrecke wurde auf Grundlage der RFM12 Module von HopeRF realisiert. Vorne auf dem Vehikel ist eine mittels Servo bewegliche Funkkamera installiert. Die Kamera unterhält eine eigene Funkstrecke mit ihrem Empfängermodul, das mit PC-Interface und Netzteil die Basisstation bildet. Die am Vehikel befindliche Sensorik kann je nach konkretem Versuch variieren, zur Zeit ist vorne ein SRF05 Ultraschallmodul als Echolot installiert, an den Seiten vorne und hinten befinden sich Infrarot-Abstandssensoren. Die dritte Etappe ist diejenige, die für mich die unberechenbarste ist (aber deshalb auch besonders spannend), denn dabei steht die Implementierung eins visuellen Verhaltens im Mittelpunkt. Mittlerweile habe ich die ersten kleinen "Erfolge" in diesem Bereich zu verzeichnen.

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Donnerstag, 28. Juni 2007

Zwei Schritte vor, einen zurück...

Der Akku, zwei Ladebuchsen und ein Schalter sind eingebaut. Dazu ist nun nicht viel zu sagen: der Schalter (1 x Um) schaltet je nach Stellung den Pluspol des Akkus entweder auf die Elektronik oder auf die rote Ladebuchse, der Akkuminuspol liegt parallel auf dem Minuspol der Elektronik und der schwarzen Ladebuchse. Damit setzt der Schalter in einer Stellung die Elektronik unter Strom, schaltet das Vehikel also ein. In der anderen Stellung ist die Elektronik ausgeschaltet, dafür kann dann der Akku über die Buchsen geladen werden, ohne dass er aus dem Vehikel herausgenommen werden muss. So weit, so unproblematisch.
Probleme habe ich mit dem Antrieb. Die ersten Tests verliefen nicht so beglückend. Erst drehten die nur geklemmten Motorachsen in den Klemmbuchsen der Räder durch, nachdem ich das im Griff hatte, zeigte sich, dass das Drehmoment der Motoren sehr hart an der Grenze für den jetzigen Aufbau ist. Zwar fährt das Vehikel ganz ordentlich über glatten Boden, sobald aber kleine Hindernisse auftauchen oder aber der Boden "ungünstiger" wird (z. B. Teppich), bleibt das Vehikel zeitweise stehen und fängt an zu zappeln, weil die Motoren ihre Schritte nicht sauber durchführen können. Und wenn Dinge so in der Grauzone zwischen gut und schlecht rumeiern, neige ich im allgemeinen dazu, sie als "schlecht" zu disqualifizieren. So auch hier. Und das heißt dann: noch mal von vorne. Ich werde den gleichen Motortyp noch mal verwenden (ich bestelle allerdings neue, sie kosten ja fast nix), dabei diesmal aber über eine Untersetzung auf das Rad gehen. Das bedeutet, dass ich zwei kleine Getriebe anfertigen muss. Genaueres weiß ich noch nicht. Kommt Zeit, kommt Rad... äh... Rat.

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Malte Ahlers 2007-2008