In diesem Artikel möchte wir (Moritz Oberg, Alessio Cebeci, Lukas Kriete, Gruppe A4) euch, unsern Roboter "Bobby" vorstellen. Dieser Roboter ist das Endergebnis unseres Informatikpraktikums Wintersemester 17/18. Die Aufgabe in unserem Praktikum war es, einen Roboter zu konstruieren und zu programmieren, der einen Inferotball erkennt, zu ihm hinfährt, in greift und danach ihn Richtung Tor schießt. Am Ende des Praktikums wir ein Robosoccertunier veranstaltet, in dem unser Robotor seine Fähigkeiten unter Beweis stellen muss. Dieses Projekt findet im Rahmen des Informatikpraktikums unter der Aufsicht von Prof. Schneider statt.
Teammitglieder
Im folgenden werden die Teammitglieder und ihre Aufgaben kurz vorgestellt.
Besteht aus 2 Motoren. Die Motoren können die Rotationen auf einen Grad genau bestimmen. Dabei ist die maximale Umdrehungen 160 Umdrehungen/ Minuten und das ::maximale Drehmoment ca. 0,2 Nm.
Die Unterkonstruktion besteht aus zwei Servormotoren. An den sind extra große Reifen, wodurch es Bobby möglich ist, schnelle zum Ball zu fahren oder sich zu drehen.
Außerdem haben wir bei Bau darauf geachten die Unterkonstruktion möglichst tief zu bauen, da dadurch der Schwerpunkt von Bobby weiter unten ist.
Das dritte Rad ist eine Kugel, wodurch sich Bobby sehr gut drehen kann.
2. Schussarm/ Greifarm:
Der vordere Teil des Arms dient dazu den Ball festzuhalten. Auf der entgegengesetzten Seite befindet sich der Teil zum schießen. Der Motor 3
ist für den Fang- / Schussarmzuständig. Durch genaue Winkeleinstellung, lässt sich die Schussvorrichtung auf ein Grad genau steuern.
3. NXT-Brick
Der NXT- Brick ist das "Gehirn" von den Bobby. Bei ihm werden alle Sensoren und Motoren angeschlossen.
Der Inferotsensor (IRSEEKERV2 )besitzt 5 Detektoren, die in einem Radius von 240 Grad, Inferotsignale erfassen können. Diese 5 Detektoren lassen sich in 9 Sektoren unterteilen um eine genauere Richtung des Inferotsignales zu bestimmen. Basierend auf dem pyroelektrischen Prinzip, lässt sich sogar die Intensität der Inferotstrahlen in den Detektoren bestimmen. Dadurch kann ein Abstand des Inferotball`s ermittelt werden.
5. Tastsensor:
Dieser Sensor hat die Funktion, zu erkennen ob sich ein Ball in der Schussvorrichtung befindet. Prallt der Ball gegen den Splint des Tastsensors, bekommt der NXT das Signal 1. Dieses Signal kann mit Hilfe ::des :Programmes weiter verarbeitet werden.
6. Kompass:
Der Sensor führt 100 Messungen pro Sekunde durch und übermittelt eine Zahl zwischen 0 und 359, die den Winkel zum Nordpol ausdrückt. Der Sensor verfügt über zwei Modi:
Im Lesemodus übermittelt der Sensor jedes Mal einen Wert, wenn er vom intelligenten Lego Mindstorms NXT-Stein einen Lesebefehl erhält.
Im Kalibriermodus kann der Sensor so eingestellt werden, dass er störende Magnetfelderdes Roboter-Elektromotors, der Batterien usw. neutralisiert.
Die Werte können als relative oder absolute Werte angezeigt werden. Das erleichtert die Programmierung, wenn der Roboter einer bestimmten Richtung folgen soll.
Das Hauptprogramm besteht im Wesendlichen aus einer Dauerschleife welche die beiden Fubnktionen „zuballfahren“ und „ball“ enthält. Diese werden so lange ausgeführt bis das Programm manuell abgebrochen wird.
In der Funktion wird zunächst die Intensität des Infrarotsignals überprüft. Überschreitet die Intensität einen bestimmten Wert reduziert der Roboter seine Geschwindigkeit. Ansonsten fährt der Roboter mit voller Geschwindigkeit zum Ball während er seine Richtung immer anhand des direction-Wert des Infrarotsensors anpasst. Ist der Tastsensor des Roboters ausgelöst und die Intensität des Signals groß genug, gibt die Funktion keine weiteren Fahrbefehle und der Roboter hält an.
Die Funktion „ball“ schließt den vorhandenen Fang/Schuss-arm des Roboters sobald der Tastsensor eine Berührung registriert und ein bestimmter Infrarotwert überschritten wird. Wenn nach schließen des Arms der Tastsensor nicht gedrückt und das Infrarotsignal abgefallen ist, öffnet er den Arm wieder und bringt ihr in die Ausgangssituation. Ist der Ball gefangen ruft die Funktion eine weitere Unterfunktion „torausrichten“ auf welche so lange läuft bis der Roboter richtig ausgerichtet ist. Ist dies geschehen schießt der Roboter den Ball und bringt den Arm nach einer kurzen Wartezeit wieder in die Ausgangslage.
Die Funktion richtet den Roboter zum Tor aus indem sie sich am Kompasssensor orientiert und den Roboter in die Richtung dreht, in die die wenigsten Grad zu drehen sind. Gibt der Kompass den geforderten Wert zurück, stoppt die Funktion.
Ansteuerung der Aktoren
Als Aktuatoren haben wir nur die Motoren von NXT. Die nachfolgenden Befehle, beziehen sich auf die Möglichkeiten der Ansteuerung der Motoren
OnFwd() oder OnRev()
RotateMotor()
OnFwdReg() oder OnRevReg()
OnFwdSync() oder OnRevSync()
Off() oder Float()
Motor fährt geradeaus mit einer angegeben Geschwindigkeit
OnFwd(Ausgang_Motor, Leistung);
Motor fährt rückwärts mit einer angegeben Geschwindigkeit
OnRev(Ausgang_Motor, Leistung);
Motor rotiert mit einer angegeben Geschwindigkeit bis zu dem angegebenen Winkel
RotateMotor(Ausgang_Motor, Leistung, Winkel);
Regulierungsmodus, zum synchronen Motorenlauf in Fahrtrichtung Vorwärts
OnFwdReg(Ausgang_Motor, Leistung, REGMODE);
Regulierungsmodus, zum synchronen Motorenlauf in Fahrtrichtung Rückwärts
OnRevReg(Ausgang_Motor, Leistung, REGMODE);
Automatisches fahren einer Kurve durch Angaben eines Radius in Fahrtrichtung Vorwärts
OnFwdSync(Ausgang_Motor, Leistung, Radius);
Automatisches fahren einer Kurve durch Angaben eines Radius in Fahrtrichtung Rückwärts
