USBROBO - Anfängerroboter

[James]

Hallo zusammen.

Für den Roboter-Wettbewerb hier im Forum (https://www.roboternetz.de/phpBB2/portal.php?article=9) wollte ich einen Roboter entwerfen, der leider nicht rechtzeitig fertig geworden ist.

Nun ist er fertig, und damit ich den nicht umsonst entworfen habe, will ich ihn hier vorstellen.
Den Roboter hab ich dieses jahr auf der Istrobot im Freestyle-Wettbewerb antreten lassen, aber er hat nichts gewonnen.
Allerdings ist dafür dieses Poster entstanden, das ihn ein bisschen beschreibt:
http://www.jecc.de/projekte/usbrobo/...o_20100413.pdf

Der Roboter an sich ist in erster Linie mechanisch einfach aufgebaut. Zentrales tragendes Element ist die Leiterplatte, wo zum einen eben die ganze Elektronik drauf ist und zusätzlich noch die beiden Getriebemotoren direkt drauf geschraubt werden. Weitere mechanische Arbeiten sind nicht notwendig.

Auf der anderen Seite ist er relativ USB-lastig ausgelegt. D.h. man kann den Mikrocontroller (einen ATmega16) via Booloader über USB-Programmieren. Außerdem kann der Akku über USB geladen werden. Somit ist außer einem PC und einem USB-Kabel keine weitere Hardware notwendig, um den Roboter in Betrieb zu nehmen und zu halten.

Das wars erst mal von mir.
Ich werde in den kommenden Tagen dann noch den Schaltplan und das Layout hier veröffentlichen.

Bernhard

Bild hier  

[oberallgeier]

Hübscher Roboter, schöne Arbeit, wirklich.

... Somit ist außer einem PC und einem USB-Kabel keine weitere Hardware notwendig, um den Roboter in Betrieb zu nehmen und zu halten ...

Und wie kommt der Bootloader in den Controller? (Ja ja, ich hab den ISP Anschluss schon gesehen - aber schade, da stimmt eben dieser zitierte Satz nicht).

[James]

Da bin ich grad an einer Lösung dran.
Beim bisherigen Roboter ist das tatsächlich über die ISP-Buchse passiert.
Allerdings werde ich in den nächsten Wochen noch eine korrigierte Schaltung machen, da auch noch ein paar andere Fehler drauf sind, und da wird man die Buchse dann nicht mehr brauchen.

Auf der Schaltung ist nämlich noch ein FT232 drauf, der zur kommunikation von Mikrocontroller und PC dient. Und der hat ein paar GPIOs und über die möchte ich das Programmieren machen. Das wird zwar dann furchtbar langsam sein, aber es muss ja nur ein mal gemacht werden.
Allerdings brauch ich noch ein paar Tage, bis das vorzeigbar ist.

Bernhard

[oberallgeier]

Da bin ich grad an einer Lösung dran ... FT232 ... ein paar GPIOs ... wird zwar dann furchtbar langsam ...

Ja, der FT232 ist mir natürlich aufgefallen. Das ist ja ein tolles Vorhaben, wie schon geschrieben. SEHR witzige Bumper *ggg*. Vielleicht wegen "viel SMD" ist der Aufbau nicht ganz anfängergerecht. Aufgefallen ist mir natürlich auch der mikroskopische Motortreiber, ist das ein TB6612FNG? Ein A3901 ist wohl nicht, der hat weniger Anschlüsse . . . .

Weiter viel Erfolg. Ich bin schon gespannt auf Schaltplan, Layout und vielleicht ein paar Fahr- und Motordaten !?

[James]

Kurz noch ein paar worte zu den verwendeten Bauteilen:
Motortreiber ist BA6845. Den gibts sehr günstig bei Reiechelt und der reicht für die kleinen Motoren (max 200mA bei 4,2 V) locker aus.
Mikrocontroller ist wie oben schon geschrieben ein ATmega16L. pinkompatibel sind aber auch ATmega32 und ATmega644.
Das ganze wird von einer LiPo-Zelle versorgt. zugunsten der Einfachheit des Aufbaus wird auf einen Spannungswandler/Regler verzichtet. Die Betriebsspannung schwankt somit zwischen 4,2 und 3 V, je nach Akkustand. Die verwendeten Bauteile müssen damit zurechtkommen.
Deswegen gibt auch keine Abstandssensoren, da ich für diesen Spannungsbereich nichts sinnvolles gefunden habe.
Einzige Sendoren sind deshalb die Bumper vorne. Die könnte man evtl. mit einem Metallbügel oder so noch vergrößern, damit man sie sinnvoll einstezen kann. Außderm sind auf der Unterseite noch 6 CNY70. Damit kann man linienverfolgung o. ä. machen.
Dann gibts noch ein Display. Es ist ein EA DOGM163W, da das den Spannungsbereich verträgt. Damit kann man mit den beiden tastern daneben ein kleines Menu oder so aufbauen.
Dann gibts noch den FT232 als USB-seriell-Wandler und einen MAX1811 zum Laden des Akkus.
Außerdem ist noch ein Piezo-Summer drauf, mit dem man Melodien abspielen kann.
Da es leider ein paar von den ICs nur als SMD-Versionen gibt, habe ich beschlossen, die ganze Platine als SMD-Version zu machen. Damit ist es dann zwar wieder nicht 100% anfängergerecht, aber dafür entfallen halt die mechanischen und die Ausrüstungsprobleme.

Als Motoren habe ich Mabuchi RF 300 verwendet und das Getriebe hat eine Untersetzung von 1:15. Die Getriebegehäuse sind (leider) selbst gefräst, da ich keine gefunden habe, die man einfach auf eine Leiterplatte schrauben kann. Die Daten habe ich aber auch da und vielleicht gibts ja eine Möglichkeit, dass man da mal ein paar machen lässt. Pro Motor/Getriebe/Rad-Kombination kommt man dann wohl so auf 10-15 euro.

Ein sinnvolles Programm ist bis jetzt noch nicht drin. Ich habe halt alle Funktionen getestet und alles Funktioniert und der Roboter ist auch ausreichend schnell.

Ich werd mal schaun, ob ich ein Video reinstellen kann.

Bernhard

[James]

So, jetzt kommt der Schaltplan.
http://www.jecc.de/projekte/usbrobo/usbrobo_0_1.pdf

Leider haben sich ein paar Fehler eingeschlichen:
Am ATmega sind ein paar pins zur Motoransteuerung vertauscht:
Pin 11 mit Pin 14 austauschen
Pin 12 mit Pin 13 austauschen

An der USB-Buchse ist USB- mit USB+ vertauscht.

Dann sind generell mehr 100 nF-kondensatoren notwendig, also insgesamt wohl noch mindestens 4 zusätzlich.

Dann ist das Footprint vom BA6845 falsch.

Und der Piezo Speaker braucht mehr Platz.

In der zip-Datei befindet sich dann nochmal das ganze Projekt mit Schaltplan und Layout für eagle.
Das Layout ist so gut wie es geht einseitig gehalten. Es sind etwa 10 Brücken drauf.

Ich werde versuchen, dass ich demnächst nochmal eine neue Version der Schaltung mache, bei der die Fehler beseitigt sind. Allerdings weiß ich noch nicht, wann ich dazukomme, diese dann aufzubauen.

Bernhard

Schaltplan:
http://www.jecc.de/projekte/usbrobo/usbrobo_0_1.pdf
zip-File mit Eagle Projekt:
http://www.jecc.de/projekte/usbrobo/usbrobo_0_1.zip

[oberallgeier]

... Und der Piezo Speaker braucht mehr Platz ...

Mein magnetischer Summer ist ziemlich klein - Ø 9mm , kommt mit 3V aus, ist mit 100 mA ziemlich stromhungrig aber zwischen 3 kHz und 6 kHz auch gut laut. Stammt aus einem uralten Siemenshandy. Das Frequenzspektrum verspricht nicht wirklich hifi, aber ich finde das Teilchen nett.

................Bild hier  

Die Anfangsfehler an der Schaltung sind ja an den Verdrahtunten zu erkennen *ggg*. C´est la vie.

[James]

bei meinem Summer hab ich noch einen 75 Ohm Widerstand dazwischen gehängt. der bremst den Stromhunger ziemlich. Er ist aber immer noch laut genug.
hast du für deinen Summer auch eine Bezugsquelle?
Bei Reichelt gibts leider keine SMD-Summer.

Mit den fehlern hab ich schon gerechnet. Ist immer so wenn man was neues baut.

Bernhard

[oberallgeier]

... hast du für deinen Summer auch eine Bezugsquelle ...

*gg* - das alte Handy. Ich würde mal bei der deutschen Repräsentanz des Herstellers nachfragen . . . .

[James]

Hallo zusammen,

Ich hab die Dokumentation zum Programmieren über USB üder den FT232 jetzt in einem anderen Forum gepostet:
http://www.mikrocontroller.net/topic/179033

Ich hoffe, das ist so in Ordnung. Fragen dazu werde ich natürlich auch hier beantworten.

Bernhard