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Assembler PROgrammed Sensor System ROboter VEhicle 

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Projekt APROSS_ROVE
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Seitenübersicht


Der Projektname
Die Idee
Die Bauteile
Funktionsweise der Sensoren
Ansteuerung eines Servos
Roboterbau
Programmierung
Das Team



Der Projektname



Henry Ford bemerkte schon, dass der Name eines Projekts ebenso wichtig sei wie das erarbeitete Produkt, denn mit ihm identifiziert der Aussenstehende letztendlich das Produkt selbst. Namen wie Tesa, Rama, u.a. stehen mittlerweile als Synonym für ganze Produktgruppen so dass die klingende Bezeichnung LABSKAUS-BOT sehr erfolgsverdächtig schien. Nach langen und zähen Diskussionen einigte sich die Projektgruppe jedoch auf den Projektnamen APROSS_ROVE, was soviel bedeutet wie Assembler PROgrammed Sensor System ROboter VEhicle.




Die Idee


Im Rahmen des einwöchigen Projekts sollte ein autonomer, sensorgesteuerter Roboter erstellt werden, der jeglichen Hindernissen unter lautem Protest ausweicht. Das Herz des Roboters bildet der 20MHz RISC-Microcontroller 16F84A aus dem Hause Microchip. Die Programmierung des Controllers erfolgt in Assembler, als Programmierwerkzeuge dienen ausschließlich freie Programme. Der Controller befindet sich auf einer selbst erstellten Testplatine, welche den einfachen Anschluss von Sensoren und Aktoren ermöglicht.

Weitere Infos zu PIC-Microcontrollern...


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Die Bauteile



  1. IR-Sensorschaltkreise (3 Stück)
  2. RISC-Microcontroller 16F84A
  3. Servomotoren (2 Stück)
  4. Lautsprecher
  5. Beleuchtung


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Funktionsweise der Sensoren



Als Hindernis-Sensor kommt ein IC vom Typ IS471F zum Einsatz. Er beinhaltet eine Modulationsschaltung zur Ansteuerung einer Infrarot-Led, sowie eine Detektorschaltung mit Fototransistor. Der IS471F moduliert die Infrarotstrahlung einer extern angeschlossenen IR-LED mit einer bestimmten Frequenz, die im Falle der Reflektion an einem Hindernis von der integrierten Detektorschaltung erkannt wird. So können Störeinflüsse durch andere Infrarotquellen (z.B. Sonne) weitestgehend ausgeschlossen werden. Wird das Licht von einem Hindernis reflektiert so meldet der Sensor dies dem Mikrocontroller.

Der in obiger Schaltung der IR-LED vorgeschaltete Transistor dient zur Verstärkung der IR-Licht Intensität. Es lassen sich Reichweiten bis zu 10-15cm erreichen.


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Ansteuerung eines Servos



Als Antriebseinheiten kommen Modellbauservos zum Einsatz. Zum einen haben Sie den Vorteil der einfachen, microcontrollergerechten Ansteuerung über ein PWM-Signal, zum anderen beinhalten Sie bereits ein Getriebe, das ein genügend großes Moment zum Antrieb des Roboters liefert.

Damit sich der Servomotor zum Antrieb eines Roboters eignet, muss er modifiziert werden, da er normalerweise einen Arbeitsbereich von 180° hat.

Weitere Informationen über 'Servo-Hacking'...


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Roboterbau



Der Roboter besteht im wesentlichen aus einer Grundplatte aus Aluminium auf der alle Bauteile und Module befestigt wurden. Die Servomotoren mit der noppentauglichen (möhnschen) Traktorbereifung und das frei bewegliche Hinterrad befinden sich auf der Unterseite der Platte, während die Microcontroller-Platine sowie die Sensoren, der Lautsprecher, die Beleuchtung, die Abdeckung und das Batterie-Pack auf der Oberseite der Platte befestigt sind. Verbindungen zwischen den elektronsichen Komponenten des Roboters erfolgen über Flachbandkabel oder Pfostenstecker bzw. -buchsen.


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Programmierung



Die Programmierung des Microcontrollers erfolgt über eine ICSP-Schnittstelle (In Chip Serial Programming). Der Microcontroller kann also in der Schaltung bleiben und über eine serielle Verbindung vom Rechner aus programmiert werden. Die Entwicklung eines geeigneten Programms beginnt mit der Erstellung eines Programm-Ablaufplans, der die wesentlichsten Elemente des Programms grafisch darstellt. Ausgehend von dieser Vorlage wird der Quellcode ausführlich dokumentiert mit einem einfachen Editor (z.B. UltraEdit) erstellt. Der Quellcode wird anschließend mit einem Assembler (MPASM) assembliert und mit einer geeigneten Software (ICProg) in den Microcontroller übertragen.

Weitere Infos zur Programmierung hier...


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Das Team


Folgende Schüler waren bei der Ausführung des Projekts mehr oder weniger beteiligt...

 

Adrian, Daniel

Gödtel, Stefan

Guth, Dominik

Hemmer, Stefan

Jung, Matthias

Koch, Alexander

Kramer, Max

Merle, Lukas

Nemet, Andreas

Quint, Jannis

Reischmann, Steffen

Scheer, Oliver

betreuender Lehrer: Stefan Möhnen

 

...und würden's nochmal tun!




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Autor: Stefan Möhnen
E-Mail: moehnen@bbs1-kl.de

Letzte Aktualisierung:  17. Mai 2010

 
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