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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Samstag, 20. Oktober 2007

Basisstation im 19-Zoll-Einschubrahmen (Kameraempfänger und Netzteil)

Jetzt sind auch die anderen beiden Module, Netzteil und Funkkameraempfänger, fertig. Die Bilder unten zeigen somit den vorläufigen Endzustand meiner Basisstation. Zu den beiden neuen Modulen ist wenig zu sagen. Der Kameraempfänger befand sich ja funktionsfertig in einem geschlossenen Gehäuse, ich habe dieses Gehäuse nur auf eine Eurokarte geschraubt und diese dann mit einer mit passenden Löchern versehenen Frontplatte verbunden. Die Antennenbuchse des ursprünglichen Gehäuses ragt direkt durch die Frontplatte hindurch. Da der Videoausgang sich auf der der Antenne gegenüberliegenden Seite befindet, habe ich diesen per Kabel zur Frontplatte verlängert. Ich habe mir in diesem Falle die Mühe gespart, ein Netzteil selbst zu bauen, ich habe mir ein billigst (3,95 €) Schaltnetzteil von Pollin besorgt (klassischer Restposten, gibt’s schon nicht mehr), und auch dieses auf eine Eurokarte geschraubt. Es liefert mir -5V, 5V und 12V mit ausreichender Belastbarkeit. Mit einer Frontplatte, einem Hauptschalter, einer Betriebs-LED und dem entsprechenden Wannenstecker für den Bus versehen, habe ich somit ein geeignetes Netzteilmodul.

Samstag, 13. Oktober 2007

Basisstation im 19-Zoll-Einschubrahmen (PC-Interface)

Nachdem ich die letzten eineinhalb Wochen für den Besuch zweier Tagungen verwendet habe, komme ich jetzt endlich wieder dazu, an meinem Roboter-Projekt weiter zu arbeiten. Ich habe heute den Umbau des PC-Interfaces der Basisstation abgeschlossen. Wie die Bilder zeigen, befindet sich das Interface jetzt - wie geplant - in einem 19-Zoll-Einschubrahmen. Das rechte Bild gibt einen Eindruck vom Aufbau. Die Platine ist mittels „Klötzchentechnik“ mit der Frontplatte verbunden – nicht schön aber selten. Ich habe darauf verzichtet, die einzelnen Module auf der Rückseite über die für dieses Gehäusesystem eigentlich vorgesehenen Stecker zu verbinden, stattdessen verwende ich einfache Wannenstecker. Die entsprechenden Gegenstücke gibt es als Quetschverbinder für Flachbandkabel, und da ich natürlich mehrere Verbinder auf ein Kabel setzen kann, ergibt sich somit eine einfache Möglichkeit ein Bussystem aufzubauen. Nach dem jetzigen Stand findet über diesen Bus nur die Verteilung der Versorgungsspannungen statt. Die beiden noch fehlenden Module (Kameraempfänger und Netzteil) sind in Arbeit und hoffentlich auch im Verlauf der nächsten Woche fertiggestellt.

Malte Ahlers 2007-2008