RoboSoccer Gruppe A6 - WS 17/18

Autor: Marie Henning, Hagen Heuer, Kristina Kokojew

Einleitung

In der Lehrveranstaltung Informatik, welches ein Informatikpraktikum beinhaltet, haben wir als Gruppen von jeweils 3 Personen, folgende Aufgabenstellung bekommen: Es soll ein NXT Lego Roboter zusammengebaut werden und programmiert werden. Die Hauptaufgabe des Roboters ist Fußball mit Gegnern spielen zu spielen.

Dieser Artikel ist aus der Kategorie "https://campusapp01.hshl.de/course/view.php?id=8296".

Teammitglieder

Kristina Kokojew

• ddsdas

Marie Henning

• dssds

Hagen Heuer

• dsdssd

Inhalt

Erkenntnisse

In diesem Praktikum wird Ihnen beigebracht den Roboter mit folgenden Programmen zu programmieren: Lego Mindstorms EV3 Lego Mindstorms NXT 2.0 Bricx Command Center

Werte, die man aus den Sensoren bekommt grafisch in einem mechatronischen System zu programmieren und dort auswerten zu lassen. Die Ergebnisse der Einzelpraktika werden durch kleine Präsentationen dem Professor im Team vorstellen zu lasen. Jedes Einzelpraktikum muss nachhaltig dokumentiert werden. Das jeweilige Praktikum hat eine Deadline bis zu der die Aufgaben komplett bearbeitet werden müssen. Dafür muss ein gutes Projektmanagement und eine gute Zeiteinteilung herrschen. Am Ende wird das ganze Praktikum in einen Wiki-Artikel bzw. wissenschaftliche Arbeit zusammengefasst. Diese wird noch mit einem Imagefilm und einem Werbeposter beschmückt.

Man lernt in einer Versionsverwaltungssoftware SVN zu arbeiten, da dort alle Ergebnisse und Zwischenarbeiten geladen werden.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Baue den Roboter nach der Anweisung zusammen. (sieht PDF Roberry)
2. Programmiere die Programme aus.
3. Lade das Programm auf den Roboter hoch.
4. pWrapPolygonVertices8;5;(-127,0);(-127,21450);(21600,21450);(21600,0);(-127,0)dhgt251661312fBehindDocument1fIsButton1fLayoutInCell1

Sensoren:

• Ultraschallsensor:

Der Ultraschallsensor ist der modernste und komplexeste Sensor des NXT Kits. Dazu sendet der Sensor Schallwellen aus mit einer Frequenz (in der Regel etwa 40 kHz), diese :reflektiert, so nimmt der Empfänger diese war. Mithilfe des gemessenen Zeitversatzes kann die Entfernung berechnet werden. Es können keine Messungen unter 3 cm durchgeführt :werden. Dies ist auf das Problem der Laufzeit der Schallwelle zurückzuführen. Messungen bis 20 cm in einem Winkel von -8° bis +30° sind relativ genau. Da der Empfänger auf :der linken Seite und der Sender auf der rechten Seite angebracht ist, sind die Messungen links weniger genau als rechts.

Der Messbereich liegt zwischen 20 und 80 cm. Die Abweichung liegt unter 8 %, ein zufriedenstellender Wert für einen Sensor dieser Art.

Quelle: https://www.generationrobots.com/blog/de/2017/03/ultraschallsensoren-fur-kollisionvermeidung/

• Infrarotsensor:

Wie sein Name schon sagt, ist der Sensor in der Lage, Infrarot-Lichtquellen aufzuspüren. Zudem kann er auch Sonnenlicht oder IR-Licht beispielsweise aus TV-Fernsteuerungen, :aber auch den Infrarot-Ball von HiTechnic mit dem der Roboter Fußball spielen kann. Was für unser Fußballspiel sehr wichtig ist.

Dieser Lichtsensor basiert auf zwei Erkennungsmodi:

Modulierter Modus (AC Mode) – Erkennt moduliertes Infrarotlicht, d. h. aus künstlichen Quellen wie Fernsteuerungen bzw. dem IR-Ball. Der Sensor kann nur Rechtecksignale mit :1200 Hz erkennen.

Nicht modulierter Modus (DC Mode) – Erkennt nicht modulierte Infrarot-Lichtquellen, z. B. Umgebungslicht oder Feuer.

Dieser Sensor ist in der Lage Beeinträchtigung durch Störsignale zu reduzieren, dabei ist seine spezifische Formgebung sehr hilfreich. Die integrierte Signalverarbeitung :versetzt ihn in die Lage, lediglich das gewünschte Signal zu empfangen.

Die Signalstärken werden in verschiedenen Richtungen rund um den Sensor zugeordnet. So erhält der Roboter genaue Richtungsanweisungen:

https://www.generationrobots.com/de/401172-nxt-irseeker-v2-infrarot-sensor-für-nxt-und-ev3-mindstorms-.html

• Tastsensor:

Der Tastsensor ist der einfachste aller NXT-Sensoren, weil er nur zwei verschiedene Werte liefert: gedrückt oder nicht gedrückt bzw. 1 oder 0. Der Taster wird mithilfe :einer Feder geöffnet. An dem Taster wird eine Versorgungsspannung von 4,3V angelegt und der Ausgang des Tasters wird zu dem Kontroller zurückgeführt. Er ist jedoch auch :einer der wichtigsten bei Wettbewerben, da er sehr leicht und effektiv eingesetzt werden kann, Hindernisse zu erkennen und diesen auszuweichen.

• Kompasssensor:

Dieser Sensor misst das Erdmagnetfeld und berechnet damit einen Steuerkurs für den Roboter.

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 Magnetfelder des 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.

1. • Regler

à PID-Regler: • Der Proportionale Teil steuert direkt, • der Imaginäre Teil berichtigt mit den “Erfahrung“ aus der Vergangenheit und • der Derivate Teil nimmt Einfluss, mit der Vorhersage der Zukunft auf das Objekt. Proportionale Steuerung: Je größer der Fehler, desto mehr wird nach geregelt. Den Fehler bestimmen: Nehme den Fehler und multipliziere ihn mit einer Konstanten um den Korrekturwert zu erhalten.

à P-Regler:

Voraussetzungen: 

– Kenntnis des Sollwertes – Kenntnis des Istwertes – Roboter muss direkt reagieren können • Direkter Einfluss auf die Steuerung • Die Größe der P-Konstanze gibt die Regelgeschwindigkeit an • Regelung ist proportional

àI-Regler Auch Intergral-Regler genannt. Fehler in Vergangenheit. Kleine Abweichungen summieren sich und ermöglichen eine bessere Regelung.

à D-Regler

Aktueller zukünftiger Fehler ist: aktueller Fehler - integraler Fehler // 2 – 5 = -3 Nächster Fehler wird sein: (aktueller Fehler) + (aktueller zukünftiger Fehler) // 2+ (-3) = -1 Also wie immer: Drehen = Kp* fehler + Ki * integral + Kd * derivate

Proportional àfür die Gegenwart Integral àfür die Vergangenheit Derivate àfür die Zukunft

1. • Programmabläufe
   • Bill of Material

1. Fazit
   • Verbesserungsvorschläge

àein Programm auswählen und damit sich richtig einarbeiten àmehr Punkte für das Praktikum geben àZeit auf Punkteverteilung passt nicht (sehr Zeitaugwendig)

"https://campusapp01.hshl.de/course/view.php?id=8296".

1. Quellen
   • Bücher:

BRG_Kepler_Tutorial_NXC

1. • Links:

https://www.generationrobots.com/blog/de/2017/03/ultraschallsensoren-fur-kollisionvermeidung/ https://www.generationrobots.com/de/401172-nxt-irseeker-v2-infrarot-sensor-für-nxt-und-ev3-mindstorms-.html https://www.generationrobots.com/de/401186-kompasssensor-für-lego-mindstorms-nxt.html http://insidescan.de/roboag/LEGO/Den%20NXT%20intelligent%20steuern.pdf

1. Korrektur/Rückmeldungen

Unterabschnitt

1. Nutzen Sie Aufzählungen
   • mit verschiedenen Schachtelungen
   • und so weiter
2. zweite Ebene
   • mit erneuter Unterebene

Bilder

Bauen Sie Bilder ein, am besten mit darin gekennzeichneten Stellen, die Sie dann im Text erklären.

Beispielbild mit Quelle

Tabellen

Eine tolle Tabelle ist hier dargestellt.

Spalte 1	Spalte 2	Spalte 3
blabla	sowieso	sowieso
test	sowieso	test1

Formatierung

Nutzen Sie zur Formatierung Beispiele, z. B. aus dem weltbekannten Wikipedia selbst (das ist die gleiche Syntax!) oder anderer Hilfeseiten wie z. B. .

Zusammenfassung

Was ist das Ergbnis? Das Ergebnis dieses Artikels ist eine Vorlage, mit der Nutzer des Wikis schnell und leicht eigene Artikel verwirklichen können. Diese Vorlage ist Bestandteil der Anleitungen aus den How-To's.

Ausblick

Was kann/muss noch verbessert werden?

Korrektur/Rückmeldungen

Hier können Nutzer oder kritische Leser (meist Professoren) Verbesserungen fordern/vorschlagen.