RoboSoccer Gruppe B1 - WS 18/19: Unterschied zwischen den Versionen

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Aktuelle Version vom 3. Februar 2019, 18:08 Uhr

Informatikpraktikum MTR Gruppe B1: Team - ROBI Kroos

Das Trainer-Team: Stefan Großecoßmann, Nils Hartmann, Timo Malchus


Einleitung

Das Ziel des Informatikpraktikums I, betreut durch Professor Ulrich Schneider, bestand darin, einen LEGO NXT Roboter zu konstruieren und programmieren, sodass dieser nach dem Regelwerk des RoboSoccer fähig ist ein komplettes Fußballspiel zu spielen. Dabei wurde vor und während den einzelnen Praktikumsterminen schrittweise auf dieses Ziel hingearbeitet, indem die Funktionsweise von den verwendeten Sensoren und Aktoren erarbeitet und Kenntnisse über die grafische und textuelle Programmierung von LEGO NXT Robotern erworben und angewendet wurde.


Gruppenmitglieder und ihre Aufgaben

Stefan Großecoßmann:

  • Bearbeitung der Aufgaben zu den jeweiligen Praktikumsterminen
  • Konstruktion des Roboters
  • Entwurf des Werbeplakats
  • Erstellung der Bauanleitung
  • Erstellung des Videos


Timo Malchus:

  • Bearbeitung der Aufgaben zu den jeweiligen Praktikumsterminen
  • Konstruktion des Roboters
  • Entwicklung der Spielstrategie
  • Umsetzung der Spielstrategie in Bricxcc
  • Erstellung der Bauanleitung


Nils Hartmann:

  • Bearbeitung der Aufgaben zu den jeweiligen Praktikumsterminen
  • Konstruktion des Roboters
  • Erstellung der Bauanleitung
  • Umsetzung der Spielstrategie in Bricxcc
  • Erstellung des Videos


Verwendete Software

  • Bricxcc (zur Programmierung ab dem dritten Praktikumstermin)
  • PAP Designer (zur Erstellung des Programmablaufplans nach DIN 66001)


Verwendete Hardware

  • LEGO MINDSTORMS EDUCATION (Nr. 9797)
  • LEGO MINDSTORMS EDUCATION (Nr. 9695)

Die beiden LEGO MINDSTORMS EDUCATION Sets (Nr. 9797 und Nr. 9695) bilden zusammen mit den beiden Stahlkugeln und den HiTechnic Kompass- und Infrarotsensor den kompletten Aufbau des Roboters. Der gesamte Aufbau kann schrittweise grafisch aus der Bauanleitung entnommen werden.


--> Bauanleitung-Robo-Kroos_18/19


Sensoren

Infrarot-Sensor

Der Hi-Technic Infrarot-Sensor sucht in seiner Umgebung nach Infrarotquellen. Die Sensorwerte werden ausgelesen und der Roboter fährt auf die stärkste Infrarotquelle zu.

Kompass-Sensor

Der Hi-Technic Kompass-Sensor orientiert sich am Erdmagnetfeld. So lassen sich die absoluten Werte auslesen (0° bis 359°).

Tastsensor

Der Tastsensor reagiert auf Druck, Stoß und Freigeben.


Aktoren

Servo-Motoren

Die im Set enthaltenen Servomotoren mit integrierten Rotationssensoren lassen sich auf Zeit, nach Umdrehungen und nach dem Winkel (Genauigkeit 1°) ansteuern.


Mikrocontroller

Der LEGO-Mindstorms NXT-Brick besitzt einen Atmel-ARM-Prozessor mit 48 MHz Taktrate. Zu einem USB-B-2.0-Anschluss besitzt er noch eine Schnittstelle, mit der eine Bluetooth-Verbindung aufgebaut werden kann. Um die Aktoren ansteuern zu können besitzt er drei Motorausgänge mit Rückkanal und vier Sensoreingänge für die Sensoren. Dies wird mit einer analog-digital-Kombination, dem sogenannten I²C-Bus realisiert.

Als Anzeige enthält er ein LCD-Display mit 100x64 Pixel. Soundausgabe erfolgt mit einer 8-Bit Auflösung. Der Brick wird von einem 2100 mAh Li-Ion-Akku mit Spannung versorgt.


Entwicklungsstrategie / Merkmale

  • fachwerkartiger Turm, um Schwingungen zu vermeiden
  • Greif- und Schussarm mit Unterführung für den Tastsensor, um vorne Auslauf zu schaffen
  • breite Reifen für erhöhte Traktion
  • Abdeckungen für die Leitungen, um Verhaken mit anderen Robotern zu vermeiden
  • niedriger Schwerpunkt für stabilen Stand
  • stabile Bauweise


Spielstrategie

Programmablaufplan (PAP)

  • Hauptprogramm

    Hauptprogramm

  • Ball suchen

    Ball suchen

  • Ball fangen

    Ball fangen

  • Ausrichten

    Ausrichten

  • Freispielen

    Freispielen


Umsetzung in NXC

Das Main-Programm


















Marketing des Roboters

Werbeplakat

Werbeplakat ROBI-KROOS

YouTube-Video

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Zusammenfassung

Das Informatikpraktikum lehrt die grafische Programmierung in EV3 und NXT 2.0 und später die Programmierung in der Hochsprache C, anhand von vielen anwendungsnahen Beispielen. Es wird viel über die Funktionsweise des Mikrocontrollers, sowie über die verschiedenen Sensoren und der Aktoren und ihrer Kommunikation untereinander, vermittelt. Auch studienrelevante Kompetenzen, wie die Kommunikation und Arbeit im Team, mithilfe des Versionverwaltungsprogramms SVN, werden von den teilnehmenden Studenten erworben.



Literaturhinweise




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