Clara
nejsnazší způsob, jak postavit robota
Clara je (měl bych říct byla, protože už byla rozebrána) robot postavený ze stavebnice Merkur. Byla postavena pro soutěž Eurobot 2002 a byl to první robot nově vzniklého česko-irského týmu Short Circuits. Cílem bylo ukázat, že i s minimálními prostředky lze postavit robota, který je konkurenceschopný na mezinárodních soutěžích. Clara na soutěži Eurobot 2002 vyhrála cenu za kreativitu / inovaci.
Základní informace
Tělo robota bylo postaveno ze stavebnice
Merkur. Pohon zajišťovaly dva motory
Maxon s převodovkami. Inteligence robota byla ukryta v mikrokontroléru
Hitachi H8/3048, kontakt s vnějším světem zprostředkovaly nárazníky a
infračervená čídla CNY–70 pro detekci čar. Míčky byly zvedány za pomoci
bateriového vysavače. Software byl napsán na míru pro soutěž
Eurobot 2002.
Hardware
Některé části Clary byly zapůjčeny sponzorskou společností
Haptica:
dva 12V motory Maxon s převodovkami a řídící deska s mikrokontrolérem Hitachi
H8/3048. Za zmínku stojí, že nebylo zapotřebí řídit rychlost, protože motory
byly relativně silné a Clara se pohybovala poměrně pomalu (asi 0,15m/s).
Pro detekci čar jsme použili infračervená čidla CNY-70, která se
osvědčila už při konstrukci našeho prvního robota
Alena pro soutěž Eurobot 2001.
Naneštěstí, čidla se na zeleném hřišti chovala hůře než v roce 2001 na černém.
Proto byla připojena na analogové vstupy a rozhodování (bílá čára/zelená
plocha hřiště) se řešilo programově. Každému zápasu pak předcházela krátká
kalibrace. Původně bylo v plánu použít čidlo CNY-70 i pro
detekci barvy míčku, ale s ohledem na rychlost robota od toho bylo upuštěno.
Ve finální konstrukci tak byla čidla tři: dvě uprostřed pro sledování čáry a
jedno po straně pro pocítání překřížených čar.
Pro manipulaci s míčky byl použit bateriový vysavač. Ten byl původně koupen
až pro následující soutěž (uklízecí soutěž ve Švýcarsku), ale ukázalo se, že
může být užitečný i zde. Tato konstrukce upoutala pozornost a získala pro náš
tým cenu za inovativní design. Zapínání a vypínání vysavače bylo vyřešeno
pomocí relé.
Další typ čidla – mikrospínače – byl použit hned na několika
místech: detekce koncových poloh ruky, detekce kapsy na míčky a detekce
přisátí míčku.
Pro zvedání ruky s vysavačem posloužilo servo modifikované pro kontinuální
otáčení (s odstraněným potenciometrem a mechanickými dorazy). Signál pro
řízení serva byl generován přímo mikrokontrolérem H8.
Program
Program byl napsán v jazyce C pro mikrokontroléry H8. Snažili jsme se ho
udržet tak jednoduchý, jak jen to bylo možné. Výsledkem byl následující
stavový automat:
- zapni vysavač a počkej půl sekundy
- sleduj čáru a počítej překřížení
- pokud byl nabrán míček, zvedni ruku do horní polohy
- na devátém křížení čar odboč doleva
- po detekci kapsy vypni vysavač
Tímto postupem jsme byli schopni sebrat červený míček, který ležel přímo
před startovní pozicí a dopravit ho do správné kapsy. Původně byl program
poněkud složitější – po úspěčném umístění prvního míčku se Clara měla
pohybovat „náhodně” po hřišti a hledat další míčky. Jak už to bývá,
vyskytly se komplikqace, takže jsme nakonec zůstali jen u první části. Jedním
z problémů např. bylo, že servo zvedající ruku se zničeho nic začalo točit
pouze jedním směrem (nahoru). Na soutěži nebyl čas zjišťovat příčinu, později
se ukázalo, že na vině byl studený spoj na upraveném potenciometru. další
problémy se vyskytly v systému sledování čáryobjevilo se i zablokování
způsobené zachycením dalších míčků pod ruku.
Výsledky
Clara skončila na sedmnáctém (bohužel prvním nepostupovém) místě. Chvíli to
vypadalo nadějně (na šestnácté místo), protože finský tým vypadl pořadatelům
ze seznamu, chyba byla objevena doslova několik minut před začátkem
„velké show”… Na druhou stranu jsme získali cenu za kreativitu,
což je pravděpodobně to nejlepší, v co jsme mohli doufat .
Členové týmu
Martin Dlouhý (md) | vedoucí týmu, software, testování |
Jan Hradil (jhr) | ruka s vysavačem, elektronika, mechanika |
Ludvík Tesař (ludvik) | kompletní přestavba merkurové části, elektronika |
Bernard Michael Tyers | |
Derek Cassidy |
Financování
Stavba robota Clara byla financována ze soukromých prostředků členů týmu za
podpory irské robotické společnosti
Haptica, která zapůjčila motory a řídící
desku s mikrokontrolérem H8.
V případě dalšího zájmu o tento projekt, případně pokud máte nějaké
připomínky, kontaktujte nás prosím pomocí
tohoto formuláře.