RoboSoccer Gruppe B7 - WS 18/19

Die Hochschule Hamm-Lippstadt verbindet im Studiengang "Mechatronik" das Lehrgebiet der Informatik mit einem praktischen Teil. Im ersten Semester hat jeder Student somit das Modul "Informatikpraktikum 1" zu belegen. Ziel dieses Moduls ist die praktische Anwendung der Informatik mithilfe eines Lego-Mindstorms Roboters. Im Laufe des Semesters muss Dieser eine Vielzahl von Aktionen beherrschen können. Jede 2. Woche standen in unserem Praktikum neue Aufgaben an, welche jedes Team, meist aus zwei bis drei Personen, meistern mussten. Abschließende Zielaufgabe war es, mit diesem selbstgebauten Roboter, ein Fussballspiel absolvieren zu können, bei dem der Roboter selbstständig den Spielball findet und ihn ins gegnerische Tor befördert. Natürlich alles in einem Wettkampf gegen ein anderes Team. Regelwerk RoboSoccer

Einleitung

Die fundamentalste, und wahrscheinlich auch die damit schwierigste Aufgabe, bestand darin, einen komplett neu aufgebauten, aber trotzdem perfekten Roboter zu kreiren. Natürlich wurden mehrere Entwürfe vorgestellt, aber wie so oft waren viele auch eine Enttäuschung. Uns war klar, dass dieses Projekt zeitaufwendig werden würde, da unser Ehrgeiz uns immer weiter vorangetrieben hat. Wir wollten einen Roboter erschaffen, der nicht nur effizient jeden Gegner das Verlieren lernt, darüber hinaus sollte er eine Hommage an die besten Robotik-Designer dieser Welt werden. Nach einer Menge Blut, Schweiß und Tränen ist uns, den digitalen Brasilianern, dieses eine Wunder aber letztendlich gelungen. Robodinho war geboren.

Warum Robodinho? Wahrscheinlich weiß so gut wie jeder Mensch auf diesem Planeten, dass unsere südamerikanischen Freunde, die Brasilianer, auch "Zauberer mit dem Ball" genannt werden. Wie mit Klebern an den Füßen, dribbeln sie auf den Fußballplätzen dieser Welt ihre Gegner aus. Doch eine Sache fällt bei dem Rekordweltmeister besonders auf. Egal ob Ronaldinho,Robinho oder Fernandinho. Alle dieser Weltstars enden mit der gleichen Silbe im Namen. Somit war klar, dass es nur einen Namen geben kann, um die spielerisch einzigartigen Fähigkeiten unseres Roboters mit den Stars aus dem Süden zu verbinden.

Merkmale

Um die scharfen Sinne und Zauberfüße der Brasilianer imitieren zu können, ist Robodinho mit einem schlaueren Gehirn als Einstein es sich damals wünschen konnte, sowie mit hochpräzisen Sensoren und Aktoren ausgestattet.

• Der Denker und Lenker

NXT-Baustein

Die Funktion des Gehirns übernimmt der NXT-Baustein. Er besitzt vier Eingänge um die Signale der Sensoren zu erfassen. Desweitern verfügt er über drei Ausgänge, um den Aktoren Befehle zur einwandfreien Steuerung und Manövrierung zu erteilen. Er verfügt über einen Atmel-32-Bit-ARM-Prozessor mit 256 Kilobyte Flash-Speicher und 64 KB RAM, einen USB-2.0-Anschluss, eine Punktmatrix-Anzeige und ein 8-Bit-Soundsystem.

• Die Augen und Ohren

Unvergleichliches Fußballverständnis mithilfe von ultrascharfen Sinnen haben nicht nur die Brasilianer. Auch unser Roboter verfügt über solch ein Können. Um dieses zu gewährleisten ist Robodinho mit drei hochtechnisierten Sensoren ausgestattet.

Sensor	Funktion	Aufgabe
Infrarotsensor	-erkennt Infrarotquelle in einem Arbeitsbereich von 135° -erkennt Distanz der Infrarotquelle und teit sie in 9 Stärkebereiche auf -gibt Position und Distanz der Infrarotquelle an den Baustein weiter	Ballfindung Infrarot-Sensor
Berührungssensor	-Ein/Aus Sensor -reagiert auf Berührung -gibt Zustand,ob betätigt oder nicht betätigt, an den Baustein weiter	Ballaufnahme Berührungssensor
Kompasssensor	-orientiert sich am Magnetfeld der Erde -Winkelauslösung von 0°-359° -gibt aktuelle Ausrichtung und Soll-Kurs an den Baustein weiter -Störung der Genauigkeit durch andere elektr. Elemente	Ausrichtung zum gegnerischen Tor Kompass-Sensor

• Die Beine und Füße

Um den "Zauberer" auch genau wie seine brasilianischen Idole dribbeln, laufen und schießen lassen zu können, besitzt Robodinho drei Hochleistungs-Elektromotoren des Herstellers Lego.

Lego Servomotor

Aktor	Funktion	Aufgabe
Fahrmotoren	-Servomotor -integrierter Drehzahlsensor -vom Baustein angesteuert	präzise und schnelle Steuerung der Fahreigenschaften
Schussmotor	-Servomotor -integrierter Drezhzahlsensor -vom Baustein angesteuert	präziser und starker Schuss

• Der muskulöse Oberkörper

Fußballspieler strotzen nur so vor Muskeln. Viele Menschen beneiden sie darum. Doch Robodinho toppt jegliche Art von Muskulösität und maßloser Reduzierung des Körperfettanteils. Eine ausgeklügelte und durchweg stabile Konstruktion machen ihn unzerstörbar. Stabilität und Beweglichkeit haben eine neue Definition: Robodinho

Programmierung und Funktion

Der Körper von Robodinho ist bereit. Jetzt muss sein Gehirn, der NXT-Baustein nur noch wissen, wie er seinen Körper und die Bauteile einsetzen muss, um ein Tor zu erzielen. Wir haben mithilfe des Bricx-Command Centers eine Software erstellt, die es unmöglich macht zu verlieren. Dabei haben wir unser Augenmerk besonders auf diese drei Bereiche gelegt:

• Ballsuche

• Ballaufnahme und Ballverarbeitung

• Ausrichtung zum Tor mit anschließendem Schuss

Quelldatei

Ausschnitt aus der Programmierung