RoboSoccer Gruppe A4 - WS 18/19: Unterschied zwischen den Versionen

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== Einleitung ==
= Einleitung =
Das Modul des Informatikpraktikums bestand darin, einen Roboter zu bauen der selbstständig einen Ball erkennt, ihn fängt und diesen in ein Tor schießt. Das Praktikum wurde von [[Benutzer:Ulrich Schneider|Prof. Schneider]] geleitet.


Hier steht ein Text


=== Das Team ===
== Das Team ==




 
#[[Benutzer:Jens_Schwabe|Jens Schwabe]]
#[[Benutzer:Jens Schwabe|Jens Schwabe]]
#*Entwicklung und programmieren mithilfe von BricxCC
#*Entwicklung und programmieren mithilfe von BricxCC
#*Entwicklung einer Spielstrategie mithilfe von PAP-Designer
#*Entwicklung einer Spielstrategie mithilfe von PAP-Designer
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#*Erstellung des Wiki-Artikels
#*Erstellung des Wiki-Artikels
#*Erstellung des Werbeplaketes
#*Erstellung des Werbeplaketes
=RoMan der Roboter=
==Hardware==
==== Grundkonstruktion ====
::Das Grundkonstrukt von Roman besteht aus zwei Servomotoren, die es dem Roboter erlauben, sich um die eigene Achse zu drehen. Es sind maximal 160 Umdrehungen pro Minuten bei einem Drehmoment von 0,2 Nm möglich. Der Roboter besitzt ebenfalls einen tiefen Schwerpunkt sowie seitliche Stützen, damit bei jeder Gelegenheit eine gute Bodenhaftung garantiert ist. Des weiteren wurde auf eine leichte und kompakte Bauweise geachtet, um den Roboter so wendig wie möglich zu halten.
==== Greifer/Schussmechanismus: ====
::Der Greifer besteht aus sich rotierenden Stangen, die an einem weiteren Servomotor oberhalb der Konstruktion angebracht sind. Die dort angebrachten Stangen sind um 360° rotierbar, sodass das Greifen und das Schießen des Balls sehr simpel gestaltet wird. Dreht der Motor sich rückwärts wird der Ball gefangen, während dessen bei der Rotation vorwärts geschossen wird.
==== NXT-Brick ====
::Der NXT- Brick ist die Steuereinheit des gesamten Roboters. Dort werden die Informationen über die Eingänge verarbeitet und die jeweilige Aktion durch die Ausgänge weiter gegeben.
==Sensorik==
==== Infrarot Sensor====
::Das Hauptmerkmal des Roboters ist der [https://www.hitechnic.com/cgi-bin/commerce.cgi?preadd=action&key=NSK1042 Hi-Technic Infrarot-Sensor], welcher fünf Detektoren besitzt. Diese können in einem Radius von 240 Grad Infrarotsignale erfassen. Für eine genaue Bestimmung sind die Detektoren in neun Sektoren unterteilt. Die Intensität der Infrarotstrahlen wird mithilfe des pyroeletrischen Prinzips bestimmt, damit der Abstand des Balls ermittelt werden kann.
==== Kompass Sensor ====
:: Der Kompass Sensor ist dafür zuständig, dass der Roboter zu jeder Zeit weiß in welcher Richtung er steht. Für eine genaue Bestimmung werden 100 Messungen pro Sekunde durchgeführt, in welchen dann ein Wert zwischen 0 und 359 erfasst wird. Dabei geht dieser immer relativ vom Nordpol aus. Um elektromagnetische Störungen auszublenden, besitzt der Sensor über einen Kalibriermodus.
==== Ultraschall Sensor====
:: Der Ultraschall Sensor sorgt dafür, dass der Robtoter nicht mit anderen Gegenständen kollidiert. Er erkennt zum Beispiel den vorgegebenen Spielfeldrand und bleibt so nicht an diesem hängen.
==== Tastsensor ====
:: Der Tastsensor ist dafür da, dass erkannt wird, ob der Roboter den Ball gefangen hat oder nicht. Dieser wird aktiviert, indem der Greifer den Ball an den Sensor drückt.
=Konzept=
Die folgenden Bilder erhalten Den Programmablaufplan mit dem Grundlegendem Konzept und der Spielstrategie.
[[Datei:ablaufplan hauptteil.png|300px|thumb|links|Main <ref> Eigenes Foto </ref>]]
[[Datei:Ablaufplan suche ball.png|300px|thumb|links|Ballsuche <ref> Eigenes Foto </ref>]]
[[Datei:Ablaufplan ballaufnahme.png|300px|thumb|center|Ballaufnahme <ref> Eigenes Foto </ref>]]
=Bauanleitung und Werbung=
[[Datei:Werbeplakatroman.png|300px|thumb|links|Werbeplakat<ref> Eigenes Foto </ref>]]
[[Datei:Bauanleitung Roman.png|300px|thumb|center|Bauanleitung<ref> Eigenes Foto </ref>]]
[[Datei:Aufbau CAD Zeichnung.png|300px|thumb|center|CAD-Aufbau<ref> Eigenes Foto </ref>]]
=Zusammenfassung=
In dem Praktikum wird anhand von Lego Mindstorms  spielerisch das programmieren mit der Programmiersprache C geübt und vertieft. Es werden so tiefere Einblicke über die Zusammenarbeit mehrerer Komponenten (Sensoren/Aktoren) ermöglicht, da dieses sehr praxisnah geschieht. Ebenso wird die Teamfähigkeit gefördert, indem jeder eine spezielle Aufgabe in der Gruppe übernimmt und ausführt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Praktikum einen sehr guten Aspekt in Sachen Vertiefung einer Programmiersprache und beispielhaftes Programmieren ist.






== Hardware==
== Literaturhinweise ==




* ↑ Bricx Command Center - http://bricxcc.sourceforge.net/


=== 1. Unterkonstruktion ===
* ↑ LEGO MINDSTORMS Education EV3 - https://education.lego.com/de-de/downloads/mindstorms-ev3
::Das Grundkonstrukt von Roman besteht aus zwei Servomotoren, die es dem Roboter erlauben, sich um die eigene Achse zu drehen. Es sind maximal 160 Umdrehungen pro Minuten bei einem Drehmoment von 0,2 Nm möglich. Der Roboter besitzt ebenfalls einen tiefen Schwerpunkt sowie seitliche Stützen, damit bei jeder Gelegenheit eine gute Bodenhaftung garantiert ist. Des weiteren wurde auf eine leichte und kompakte Bauweise geachtet, um den Roboter so wendig wie möglich zu halten


=== 2. Greifer/Schussmechanismus: ===
* ↑ LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0 - https://www.lego.com/de-de/mindstorms/downloads/nxt-software-download
::Der Greifer besteht aus sich rotierenden Stangen, die an einem weiteren Servomotor oberhalb der Konstruktion angebracht sind. Die dort angebrachten Stangen sind um 360° rotierbar, sodass das greifen und das schießen des Balls sehr simpel gestaltet wird. Dreht der Motor sich rückwärts wird der Ball gefangen, während dessen bei der Rotation vorwärts geschossen wird.


=== 3. NXT-Brick ===
* ↑ LEGO Digital Designer 4.3 - http://ldd.lego.com/de-de
::Der NXT- Brick ist die Steuereinheit des gesamten Roboters. Dort werden die Informationen über die Eingänge verarbeitet und die jeweilige Aktion durch die Ausgänge weiter gegeben.  


=== 4. Infarot Sensor: ===
* ↑ Hilfeseite des Wikimedia-Projekts - http://meta.wikimedia.org/wiki/Help:Editing/de
:::[[Datei:Infarotsensor.PNG|200px|thumb|links|Empfangsbereiche: Infarotsensor<ref> Eigenes Foto </ref>]]
Der Infrarotsensor (IRSEEKERV2 )besitzt 5 Detektoren, die in einem Radius von 240 Grad, Infrarotsignale erfassen können. Diese 5 Detektoren lassen sich in 9 Sektoren unterteilen um eine genaue Richtung des Infrarotsignales zu bestimmen. Basierend auf dem pyroelektrischen Prinzip, lässt sich sogar die Intensität der Infrarotstrahlen in den Detektoren bestimmen. Dadurch kann ein Abstand des Infrarotball`s ermittelt werden.


=== 5. Tastsensor: ===
* ↑ HiTechnic NXT Compass Sensor - http://modernroboticsinc.com/hitechnic-nxt-compass-sensor/
::Dieser Sensor hat die Funktion, zu erkennen ob sich ein Ball in der Schussvorrichtung befindet. Prallt der Ball gegen den Splint des Tastsensors, bekommt der NXT das Signal 1. Dieses Signal kann mit Hilfe des Programmes weiter verarbeitet werden.


=== 6. Kompass: ===
* ↑ HiTechnic NXT IRSeeker - http://modernroboticsinc.com/hitechnic-nxt-compass-sensor/
::Der Sensor führt 100 Messungen pro Sekunde durch und übermittelt eine Zahl zwischen 0 und 359, die den Winkel zum Nordpol ausdrückt. Der Sensor verfügt über zwei Modi:
#Im Lesemodus übermittelt der Sensor jedes Mal einen Wert, wenn er vom intelligenten Lego Mindstorms NXT-Stein einen Lesebefehl erhält.
#Im Kalibriermodus kann der Sensor so eingestellt werden, dass er störende Magnetfelderdes Roboter-Elektromotors, der Batterien usw. neutralisiert.
::Die Werte können als relative oder absolute Werte angezeigt werden. Das erleichtert die Programmierung, wenn der Roboter einer bestimmten Richtung folgen soll.


*<references />




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Aktuelle Version vom 17. Januar 2021, 23:42 Uhr

Autor: Fabian Müller


Einleitung

Das Modul des Informatikpraktikums bestand darin, einen Roboter zu bauen der selbstständig einen Ball erkennt, ihn fängt und diesen in ein Tor schießt. Das Praktikum wurde von Prof. Schneider geleitet.


Das Team

  1. Jens Schwabe
    • Entwicklung und programmieren mithilfe von BricxCC
    • Entwicklung einer Spielstrategie mithilfe von PAP-Designer
  2. Jahn Gross
    • Entwicklung und programmieren mithilfe von BricxCC
    • Entwicklung einer Spielstrategie mithilfe von PAP-Designer
  3. Fabian Müller
    • Bau des Roboters
    • Erstellung des Wiki-Artikels
    • Erstellung des Werbeplaketes

RoMan der Roboter

Hardware

Grundkonstruktion

Das Grundkonstrukt von Roman besteht aus zwei Servomotoren, die es dem Roboter erlauben, sich um die eigene Achse zu drehen. Es sind maximal 160 Umdrehungen pro Minuten bei einem Drehmoment von 0,2 Nm möglich. Der Roboter besitzt ebenfalls einen tiefen Schwerpunkt sowie seitliche Stützen, damit bei jeder Gelegenheit eine gute Bodenhaftung garantiert ist. Des weiteren wurde auf eine leichte und kompakte Bauweise geachtet, um den Roboter so wendig wie möglich zu halten.

Greifer/Schussmechanismus:

Der Greifer besteht aus sich rotierenden Stangen, die an einem weiteren Servomotor oberhalb der Konstruktion angebracht sind. Die dort angebrachten Stangen sind um 360° rotierbar, sodass das Greifen und das Schießen des Balls sehr simpel gestaltet wird. Dreht der Motor sich rückwärts wird der Ball gefangen, während dessen bei der Rotation vorwärts geschossen wird.

NXT-Brick

Der NXT- Brick ist die Steuereinheit des gesamten Roboters. Dort werden die Informationen über die Eingänge verarbeitet und die jeweilige Aktion durch die Ausgänge weiter gegeben.


Sensorik

Infrarot Sensor

Das Hauptmerkmal des Roboters ist der Hi-Technic Infrarot-Sensor, welcher fünf Detektoren besitzt. Diese können in einem Radius von 240 Grad Infrarotsignale erfassen. Für eine genaue Bestimmung sind die Detektoren in neun Sektoren unterteilt. Die Intensität der Infrarotstrahlen wird mithilfe des pyroeletrischen Prinzips bestimmt, damit der Abstand des Balls ermittelt werden kann.

Kompass Sensor

Der Kompass Sensor ist dafür zuständig, dass der Roboter zu jeder Zeit weiß in welcher Richtung er steht. Für eine genaue Bestimmung werden 100 Messungen pro Sekunde durchgeführt, in welchen dann ein Wert zwischen 0 und 359 erfasst wird. Dabei geht dieser immer relativ vom Nordpol aus. Um elektromagnetische Störungen auszublenden, besitzt der Sensor über einen Kalibriermodus.

Ultraschall Sensor

Der Ultraschall Sensor sorgt dafür, dass der Robtoter nicht mit anderen Gegenständen kollidiert. Er erkennt zum Beispiel den vorgegebenen Spielfeldrand und bleibt so nicht an diesem hängen.

Tastsensor

Der Tastsensor ist dafür da, dass erkannt wird, ob der Roboter den Ball gefangen hat oder nicht. Dieser wird aktiviert, indem der Greifer den Ball an den Sensor drückt.

Konzept

Die folgenden Bilder erhalten Den Programmablaufplan mit dem Grundlegendem Konzept und der Spielstrategie.

Main [1]
Ballsuche [2]
Ballaufnahme [3]

















Bauanleitung und Werbung

Werbeplakat[4]
Bauanleitung[5]
CAD-Aufbau[6]

Zusammenfassung

In dem Praktikum wird anhand von Lego Mindstorms spielerisch das programmieren mit der Programmiersprache C geübt und vertieft. Es werden so tiefere Einblicke über die Zusammenarbeit mehrerer Komponenten (Sensoren/Aktoren) ermöglicht, da dieses sehr praxisnah geschieht. Ebenso wird die Teamfähigkeit gefördert, indem jeder eine spezielle Aufgabe in der Gruppe übernimmt und ausführt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Praktikum einen sehr guten Aspekt in Sachen Vertiefung einer Programmiersprache und beispielhaftes Programmieren ist.



Literaturhinweise

  • ↑ Eigenes Foto
  • ↑ Eigenes Foto
  • ↑ Eigenes Foto
  • ↑ Eigenes Foto
  • ↑ Eigenes Foto
  • ↑ Eigenes Foto



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