RoboSoccer Gruppe C6 - WS 19/20
Autor: Laura Fricke
Einleitung
Das Informatikpraktikum I, geleitet von Dr. Schneider, befasst sich mit dem Bau und der Programmierung eines LEGO-Mindstorms Robo-Soccer. Ziel des Praktikums ist es einen Roboter zu konstruieren, der ein komplettes Fußballspiel nach den vorgegebenen Regeln durchlaufen kann. Dabei wurde vor und während der Praktikumstermine erarbeitet, wie die Aktoren und einzelnen Sensoren arbeiten um diese möglichst effektiv nutzen zu können.
Team
Jan Müller
• Entwicklung und Programmierung mit BricxCC
• Erarbeiten der Spielstrategie
Michel Grünebaum
• Bau des Roboters
• Erarbeiten der Spielstrategie
Laura Fricke
• Entwickling und Programmierung mit BricxCC
• Erarbeiten der Spielstrategie
Inhalt
Aufabu des Roboters
Grundkonstruktion
Das Grundgerüst des Roboters besitzt zwei Servomotoren, damit der Roboter sich um die eigene Achse drehen kann. Eine bessere Wendigkeit wird durch die innen liegenden Reifen erreicht. Zudem wurde der Microkontroller so angebaut, dass die Knöpfe problemlos bedient werden können. Außerdem wurde darauf geachtet, dass der Kompass-Sensor trotz des großen Abstands stabil an dem Roboter verbaut ist. Der große Abstand kann nicht vermieden werden, da eine Ablenkung des Kompass-Sensors durch den Microkontroller verhindert werden soll.
Schussmotorik
Der Roboter besitzt vorne vor einen Käfig, der den Ball einfängt und nicht loslässt, bis geschossen wurde. Der Käfig wird durch einen Servomotor angesteuert, der für das Öffnen und Schließen des Mechanismus verantwortlich ist. Zudem wird der Servomotor durch zwei Gummibänder unterstützt.
Hardware
NXT-Brick
Der NXT-Brick ist die Steuereinheit des Roboters. Er besitzt insgesamt vier Anschlüsse für die Sensoren, drei Anschlüsse für die Aktuatoren und eine Bluetooth-Schnittstelle.
Motoren
Bei den verbauten Motoren handelt es sich um Servomotoren, die mit einem Drehsensor ausgestattet sind, wodurch sie sich sehr genau ansteuern lassen. Der Roboter besitzt zwei Motoren für die Fahrt und einen für den Schuss.
Sensoren
IR-Seeker
Der IR-Seeker wird für die Erkennung des Infrarotsignals eingebaut. Der Ball sendet modelliertes Infrarotlich aus, das Licht ist somit künstlich erzeugt. Um diese Signale erkennen zu können wird der modellierte Modus des Sensors (AC-Modus) verwendet. Der Sensor ist zudem in Bereiche von null bis neun eingeteilt, wodurch die Lage des Balls lokalisiert werden kann.
Kompass-Sensor
Der Kompass-Sensor von HiTechnic wird für die Ausrichtung auf das Tor benötigt um den Ballschuss vorzubereiten. Er ist in der Lage das Erdmagnetfeld zu vermessen um somit seine Lage zu bestimmen und auf eine bestimmte Position zu korrigieren. Demnach entsprechen 0° Nord, 90° Ost, 180° Süd und 270° West. Auf dem Roboter kann man sich die Werte von 0° bis 359° ausgeben lassen oder mit dem relativen Modus arbeiten, wodurch das gewünschte Ziel leichter bestimmt werden kann. Der Sensor reagiert empfindlich auf externe Magnetfelder, wie die von elektrischen Geräten. Somit besitzt der Kompass-Sensor meist eine gewisse Ungenauigkeit und Ablenkung von seinem Zielkurs.
Ultraschallsensor
Der Ultraschallsensor wird genutzt, damit der Roboter im Notfall zurückweichen kann.
Spielstrategie
Der Roboter soll während des Spiels auf den Ball zu fahren, wenn sich dann ein zuvor eingestellter Wert bei dem IR-Seeker ergibt, soll der Fangmechanismus zuschnappen. Die Kralle besitzt die Breite des Roboters um einen größeren Bereich abzudecken indem der Ball gefangen werden kann. Die Gummibänder dienen als Unterstützung für den Servomotor beim Schuss um eine explosionsartigere Bewegung aufbauen zu können. Dadurch gewinnt der Ball an mehr Geschwindigkeit.
Programmablaufplan
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Quellcode
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Marketing des Roboters
Werbeplakat
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Video
Video von Cagfighter auf Youtube:Link
Zusammenfassung
Das Informatikpraktikum ermöglicht einen spielerischen und praxisnahen Einblick in das Programmieren mit NXC. Zudem wird die Kreativität gefördert, da es keine Vorgaben zum Aussehen oder Funktionsweise des Mechanismus gibt. Außerdem werden Teamfähigkeit und Kommunikation in der Gruppe unterstützt. Des Weiteren ist ein gutes Zeitmanagement wichtig, da für die einzelnen Praktikumstermine Aufgaben bearbeitet und vorgestellt werden müssen. Die Vorstellung der Aufgaben steigert das inhaltsgerechte Präsentieren.
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