2007. május 12., szombat

Második verseny - A jármű

Az első versenyen számos tapasztalatot szereztünk, amelyeket igyekeztünk kamatoztatni a második jármű összeszerelésekor. Alapként ugyanazt az 1:16-os tigris tankot használtuk, a robot azonban mind külsőleg, mind belsőleg megváltozott. Első pillantásra is kiforrottabb lett a konstrukció, a belső tartalomra pedig rá sem lehetett ismerni... Mivel a feladat energiakockák levilágítása volt, ezért kapóra jött a tank forgatható lövegtornya. Ez magával hozta, hogy a tank felső részét is felhasználtuk, így egy kompaktabb kialakítást követve. A lövegen kapott helyet a levilágításhoz használt 3 nagyfényerejű fehér Cree gyártmányú LED. Emellett a fenti kamera képén való tájékozódáshoz felszereltünk egy zöld 5 mm-es LED-et is a löveg végére. A torony forgatását és a LED-ek kapcsolását az első versenyen debütált hűtőbordás PWM modul végezte.


Okulva az előző verseny kudarcából, a lánctalpat teljes fém anyagúra cseréltük. Ez a kit kapható a modellboltokban, bár nem mindenhol tudnak róla, ahol maga a tank is kapható. Érdemes még tudni, hogy önmagában nagyjából annyiba kerül, mint az alapkiépítésű modell... Kétségtelen viszont, hogy ezzel a továbbiakban nem volt probléma, bár a "jobb tapadás érdekében" kicsit nedvesített homok azért okozott meglepetéseket: a lánctalpról érdemes volt rendszeresen letakarítani a rátapadt homokot.

A helymeghatározó rendszer alapjául szolgáló LED mintázatot egy zölden világító félkörre cseréltük. Ez jármű hátulsó harmadán, a lövegtorony mozgása által kijelölt határ mögött foglalt helyet. Alapjául a PC-tuningolók egyik kedvence, a világító kábel szolgált. Ez egy érdekes eszköz, mintegy 100 V, 1 kHz-es váltóáram kell neki, és lényegében tökéletes kapacitásként viselkedik. A kábel a meghajtás hatására fényt bocsát ki, aminek a színét kismértékben hangolni lehet a tápfeszültség frekvenciájával: nekem sárgászöld és kékeszöld között szépen sikerült variálni. A drót mellé kapunk egy invertert is, ami alapesetben a PC 12 V-os tápját használja. Nekünk a járművön a 7.2 V-os akkufeszültség állt rendelkezésre. Erről hajtva az eszközt működött ugyan, de nagyon halovány lett a fénye. Az egyszerű megoldást egy step-up konverter jelentette, amit a Texas Instruments uc2577-adj áramköre köré építettem fel. Ha már step-up, legyen kövér: azt tapasztaltuk, hogy akár 24 V-ig is növelhetjük az inverter tápfeszültségét, ezzel még tovább növelhetjük a fényerőt. A rendszer a gyakorlatban szépen vizsgázott.


A mitmót rádiós modulja helyett egy saját készítésű panelt használtunk. Ez az IA4421 rádiós IC adatlapján ajánlott felépítést követte. A gyár egyik application note-ja alapján a panelen foglalt helyet az antenna is, ami végül meghatározta a panel fizikai méreteit. Mivel a nyomtatott áramkörön felépített antennák kényesek a vezetősáv vastagságára, ezért a rádiós szempontból aktív felületet nem ónoztuk be. A rádiós kommunikációt beltéren teszteltük, néhányszor 10 m távolságon kifogástalanul működött.

Hogy teljesen búcsút mondhassunk a mitmótnak, a tank saját gyártású CPU panelt kapott. Itt nem takarékoskodtunk a kivezetésekkel: az Atmel ATMEGA128 MCU összes modulja kapott egy vagy több csatlakozót. Egy rövid felsorolás a teljesség igénye nélkül: 3 darab SPI port, 2 darab I2C port, 8 ADC, 2 darab PWM port motorok meghajtásához. Amikor a fejlesztéseket kezdtük, ez az MCU volt az Atmel AVR család legerősebb tagja a maga 128kB programmemóriájával. Ez azóta már nem igaz, de a legtöbb célra így is elegendő erőforrást nyújt. Az eszközt JTAG és SPI porton tudjuk programozni. A fotó versenykészre huzalozva mutatja a panelt. Ez a panel bővíthetősége miatt annyira bevált, hogy a bázisállomást, sőt a későbbi konstrukciókat is ezzel szereltük fel.

A motormeghajtás az előző versenyen probléma nélkül működött, de mindig van lehetőség fejlesztésre: ennek a felismerésnek az eredménye az intelligens motorvezérlő panel. A modul I2C porton csatlakozott a központi egységhez, és két üzemmódja volt: vagy közvetlenül a PWM jel kitöltési tényezőjét adhattuk meg, vagy a megkívánt motorfordulatszámot, amit PI szabályozás segítségével igyekezett tartani. Ennek megfelelően egy saját ATMEGA168 MCU-t találhatunk rajta. A szabályozáshoz természetesen szükségünk volt a tényleges fordulatszámra. Némi tanakodás után a visszacsatoló jelet az első fogaskerékről szedtük le egy optokapu segítségével. Ez az elrendezés nagyon kényes volt az optokapu helyzetére és a környezeti megvilágításra, így végül a billenés küszöbértékét egy LM324 komparátoraival állítottuk be. Sajnos a megvalósított PI szabályzó bugos maradt, így ezt a feladatot tűzoltásként a központi egységre bíztuk, a modult PWM üzemmódban használva.

Végül, de nem utolsó sorban ne feledkezzünk el a biztonság egy apró, de fontos eleméről sem: közvetlenül az akkumulátor mellé beiktattunk egy üvegcsöves biztosítékot, hogy egy esetleges rövidzár esetén tudjuk, hogy honnan jöhet ki a füst a gépből...
Attila

2006. január 1., vasárnap

Én is blog…

Miután nemrég elhatároztuk, hogy webkettőzni jó, megegyeztünk abban, hogy mindannyian írunk néhány sort arról, hogy hogyan is kerültünk képbe a Marslakóknál.

Ez a visszadátumozás opció kicsit sötétebb történelmi korszakokra hajaz (Elnézést Virág elvtárs, ez az ítélet!), de kétségtelen, hogy átláthatóbb visszatekintést ad az elmúlt három évünkről.

Kicsit bővebb magyarázatot igényel, hogy fizikus hallgatóként mit keresek egy informatikusok és gépészek által uralt versenyen. Hobbiként általános iskolás koromtól kezdve érdekelt az elektronika, és vehetjük úgy, hogy a legtöbb fiúgyerekre jellemző fémépítős korszakból sem nõttem ki. Egyesek szerint persze pont ez utóbbi a kísérleti fizikus definíciója… Lacival ellentétben én egyszerűbb analóg kapcsolásokkal kezdtem pályafutásom, az azóta megboldogult Hobby Elektronika folyóirat hathatós közreműködésével. Később ezeket több-kevesebb sikerrel kombináltam digitális áramkörökkel. A korai korszakom meghatározó élménye, hogy szeretteinket sokkal inkább lenyűgözhetjük egy-egy egyedi design-t követő dallamcsengővel, villogó izzósorral, mint „gyári” megoldásokkal. Ezek a projectek is megérnének egy bejegyzést, de inkább ugorjunk vissza 2006-ba, amikor is gőzerővel folytak az előkészületek az Első Magyar Alkalmazott Mérnöki Tudományok Versenyére.

Laci kérését, hogy csatlakozzak hozzájuk, örömmel fogadtam el. Tettem ezt azért, mert láttam a kihívást a dologban, másrészt az egyetemi éveim alatt eléggé elhanyagoltam azt a tudást, amit a középiskola alatt halmoztam fel elektronika témában. Nem utolsósorban hittem abban, hogy Sipos Attila kezdeményezése követőkre talál és egy komoly versenysorozat első részében szerepelni mégiscsak valami…

Ez a blog tehát a Marslakók robotjainak evolúcióját mutatja be, minden látogatónak jó olvasást kívánok!

Attila