Hardware

Den Kern der Hardware von IMADEIT-V3 soll wie bei der Elektronikversion 2.0 von IMADEIT-V2 wieder das RN-Mega2560 Modul von robotikhardware.de.
Dieser µC (Master) soll diesmal keine große Anzahl an Slaves bekommen, da diese das Programmieren oftmals nur erschweren und kaum vorteile bieten. Dennoch verwende ich für die STVO-LEDs einen eigenen µC, einen ATMega8, da hier nicht viel kommunizieren wird. Der Master muss nur an den Slave schicken, in welche Richtung er gleich fahren wird, mehr nicht.
Neben dem ATMega8 als Slave ist noch ein RFM12 Funkmodul zur Kommunikation mit dem Kontroll-Center über den SPI-Bus angeschlussen, später soll über dieses Funkmodul noch die Kommunikation mit den verschiedenen Aufsätzen laufen.
Zur Statuskontrolle ist an den Master noch ein LCD angeschlossen, sowie fünft LEDs und fünf Taster. Zur akustischen Kontrolle ist ein kleiner Beeper angeschlossen.
Die einzigen Aktoren, die der Master selbst kontrolliert sind zwei Servos, die die Aufgabe haben werden den Aufsatz zu sichern, sodass dieser nicht abrutschen/abheben kann. Diese beiden Servos an einen eigenen µC anzuschließen hätte sich nicht gelohnt, weshalb es zu dieser Entscheidung kam.
Über den I2C-Bus sollen an den Master später mal insgesamt zwei Motortreiber von rs-products.de mit je einem ATMega88 angeschlossen werden, die über H-Brücken die vier Motoren einzeln ansteuern. Momentan ist allerdings wegen Probleme mit dem einen Motortreiber nur ein der beiden im Einsatz und steuert deshalb mit einer H-Brücke zwei Motoren, was übergangsweise ok ist, aber nicht der Dauerzustand werden soll.

Ein grafischer Überblick der gesamten Hardware:

Sensoren

Noch nicht erwähnt und trotzdem im Bild zu sehen waren die Sensoren.
Hier werde ich insgesamt 11 Sensoren zum Erkennen von Gegenständen und Abbrüchen im Boden (Kanten) verwenden.
Acht Stück davon sind IR-Sensoren von Sharp und werden über den ADC ausgewertet.
Vier befinden sich seitlich an den Ecken von IMADEIT-V3 und haben die Aufgabe beim Drehen eventuelle Gegenstände zu registrieren und somit eine Kollision zu vermeiden
Die vier restlichen IR-Sensoren befinden sich ebenso in den Ecken von IMADEIT-V3 sind aber auf den Boden gerichtet und sollen beim Fahren Abgründe wie sie beim Bürgersteig auftreten messen und somit vermeiden, dass der Roboter auf die Straße fährt und dann nicht wieder auf den Bürgersteig kommt.
Die restlichen drei Sensoren sind US-Sensoren der SRFxx Reihe und sollen Gegenstände erkennen.
Zwei sind in die vordere Frontwand links und rechts eingebaut und können somit beim normalen Fahren Gegenstände registrieren und wenn möglich noch, ob der Gegenstand rechts oder links ist. Die Auswertung erfolgt über zwei normale I/Os.
In der hinteren Frontwand ist nur ein US-Sensor eingebaut, da beim rückwärts Fahren die genaue Position des Gegenstands bei IMADEIT-V3 keine wesentliche Rolle spielt. Dieser Sensor wird anders als die anderen über den I2C-Bus ausgewertet.

Beim planmäßigen Abfahren ist zur Orientierung der Kompass ganz wichtig. Bei IMADEIT-V3 wird ein CMPS03 zum Einsatz kommen, der über den I2C-Bus ausgewertet werden kann.
Noch nicht im Bild zu sehen sind vier geplante Sensoren zum Messen des zurückgelegten Weges von jedem einzelnen Rad. Bei diesen Sensoren ist aber noch nicht klar, welcher Sensortyp verwendet werden soll. Das wird sich erst noch klären müssen.

Zu guter letzt sind noch die verschiedenen Spannungen, Ströme und Temperaturen zu nennen, die ich über den ADC auswerten soll.
Spannungen:
1: Erster Elektronikakku
2: Zweiter Elektronikakku
3: Erster Motorakku
4: Zweiter Motorakku
Ströme:
1: Strom, den die Elektronik zieht
Temperaturen:
1: Temperatur der Spannungsregler
2: Innentemperatur von IMADEIT-V3
3: Außentemperatur

Bilder der Elektronik

Bilder der Elektronik von IMADEIT-V3
Platine mit dem Master µC ATMega2560
Motortreiber-Platine
Die beiden vorderen US-Sensoren (nur die vier Kapseln sind zu sehen)
Der rechte vordere US-Sensor
Einer der acht IR-Sensoren von außen
Ein anderer IR-Sensor von innen
Der CMPS03 Kompass-Sensor von etwas weiter weg
Nochmal der CMPS03 von nah
Das RFM12 Funkmodul mit Funk-Stick im Hintergrund
Das RFM12 Funkmodul ohne Funk Stick
Platine für die STVO-LEDs
rechts: Verteiler für die vorderen Sensoren // links: Anschlüsse, Schalter und Spannungsregler für die Akkus
rechts: LCD // links: Taster mit Kontroll-LEDs und Beeper
rechts: Altes nicht mehr verwendetes Funkmodul mit Verteiler-Platine // links: Verteilerplatine für die hinteren Sensoren und Programmier-Anschluss für die Motortreiber
Die vier Akkus im Unterbau - zwei für die Elektronik, zwei für die Motoren
Gesamtansicht der Elektronik im Unterbau
© 2010 by Jonathan Heilmann
Login