Tezeusz 1: robot mobilny typu micromouse na STM32

Zasilanie

Źródłem energii jest bateria litowo-polimerowa o napięciu nominalnym 7,4V oraz pojemności 460 mAh. Bateria ta cechuje się dużą wydajnością prądowa wynosząca 20C oraz możliwością ponownego ładowania. W robocie zainstalowana stabilizator napięcia LM1117. Na wyjściu tego układu panuje napięcie 3,3V, wymagane do poprawnej pracy mikrokontrolera. Jest to stabilizator typu LDO (Low-Dropout) o wydajności prądowej 800 mA [2].

Obudowa

Konstrukcja robota wykonana jest z laminatu szklano-epoksydowego, która spełnia jednocześnie funkcje płytki elektronicznej. Na początku prac wykonane zostały na komputerze trójwymiarowe modele komponentów elektronicznych i mechanicznych. Pozwoliło to na zoptymalizowanie płytki PCB. Projekt elektroniki powstał w zaawansowanym programie typu EDA: Altium Designer.

Fot. 8. Proces trawienia i lutowania płytki drukowanej Tezeusza1
Rys. 9. Widok płytki drukowanej robota

Na część elektroniczną składa się schemat ideowy oraz projekt obwodu drukowanego. W projekcie PCB uwzględniono późniejszy proces stosowania techniki termotransferu. Sprowadzało się to do użycia możliwie najgrubszych połączeń elektronicznych, otworów dopasowanych do posiadanych wierteł.

W czasie pracy nad robotem autor zauważył wiele niedoskonałości konstrukcji. Zastosowanie mocniejszych silników z wbudowanymi enkoderami zmniejszyłoby masę i wymiary. W sensorach odległości należy zastosować diody mocy, które przyczyniłyby się do zwiększenia dokładności odczytu. Jak się okazuje, do wykonywania poprawnych obrotów o 90 i 180 stopni, robot potrzebuje informacji z żyroskopu. Poślizgi kół skutecznie uniemożliwiają wykonywanie precyzyjnych rotacji.

W czasie pracy nad konstrukcja najbardziej żmudną częścią było sprawdzanie poprawności napisanego programu. Sposób, polegający na podłączaniu robota do komputera, wgrywaniu programu, odłączania robota i każdorazowym przenoszeniu go do labiryntu jest nieoptymalny. Częste podłączanie robota prowadzi do uszkodzeń mechanicznych i potencjalnych zwarć na ścieżkach elektronicznych.

Proces ten można poprawić przy pomocy sieci bezprzewodowej, która eliminuje konieczność używania kabli. Dodatkowo kod programu lepiej jest sprawdzać na symulatorze w komputerze niż w labiryncie na rzeczywistej konstrukcji. Z powyższego wynika, ze w konstrukcji można poprawić wiele elementów, co polepszyłoby wyniki uzyskiwane przez maszynę.

Mateusz Kamiński

 

Literatura

[1] IHI Corporation. Micromouse history. http://www.ntf.or.jp/mouse/, 2010.

[2] Texas Instruments. Lm1117-n, lm1117i. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1117-n.pdf, 2013.

[3] Przepiórkowski J. Silniki elektryczne w praktyce elektronika. Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2012.

[4] Kato-san. Tetra micromouse. http://blog.livedoor.jp/robolabo/archives/51315831.html, 2009.

[5] Ng Beng Kiat. Min6 micromouse. http://sites.google.com/site/ngbengkiat/Downhome/Topic1/min6, 2009.

[6] Horowitz P. Sztuka elektroniki. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2010.

[7] Pololu Robotics. Micro Metal Gearmotors. http://www.pololu.com/catalog/product/1093, 2013.

[8] Green Ye. USA Micromouse Fans Site. http://micromouseusa.com/, 2013.

Do pobrania