Weiterentwicklung einer Roboterplattform Buggy (FTW-4WD3)

Weiterentwicklung einer Roboterplattform Buggy (FTW-4WD3)

Die Roboterplattform FTW-4WD "Buggy" basiert auf der Basis eines Modellbauautos. Ziel war es, den alten Prozessor zu ersetzen und ein Board für den Cortex M3 Prozessor LPC1769 der Firma NXP zu entwickeln.
Der Antrieb wird über zwei Getriebemotoren der Firma ComoDrills sichergestellt. Die Lenkung wird über einen HiTec Servo mit Titangetriebe realisiert. Zur Erkennung von Hindernissen und zur Streckenerfassung sind folgende Sensoren im Buggy verbaut:
- Sharp IrDA Sensor
- SRF08 Ultraschallsensor
- TPA81 Pyrosensor
- Kompass CMSP03
- Lagesensor ADXL345

Die verbauten Ultraschallsensoren sind über ES-03 Mini-Servos ansteuerbar und decken so 360° ab. Der Pyrosensr befindet sich oberhalb des vorderen Ultraschallsensors und ist so in der Lage Hitzequellen in Fahrtrichtung zu erkennen. Die Servomotoren werden über einen ANX S20 Servocontroller angesteuert.  Die Getriebemotoren über den externen MD03 Motorcontroller. Die Hauptkommunikationsschnittstelle ist beim Buggy der I²C - Bus, da fast alle Komponenten über diesen angesteuert werden.

Durchführung:

Der Entwurf des Basisboard war der erste Schwerpunkt der Abschlussarbeit. Dazu zählen die Platine Basisboard für den neuen Prozessor, so wie mechanische Änderungen am Buggy wie z.B. der Einbau des QEI, die Neuanordnung  der Controller.
Der zweite Schwerpunkt bildete die Programmierung des Mikrocontrollers. Dabei wurde zunächst ein Softwareprojekt erstelt, welches nach dem Systemstart ein Diagnoseprogramm für das Testen der Funktionen der  angeschlossenen Module zuständig ist.

Fazit:

Die Aufgabe  war die Weiterentwicklung der Roboterplattform FWD 4WD Buggy. Die Entwicklung der Platinen bildete die Basis für die anschließende Entwicklung der Software. Dabei wurde während der Phase der Platinenerstellung darauf geachtet, dass trotz des geringen Platzes die Anschlüsse möglichst einfach zugänglich sind. Die verwendeten RJ12 Buchsen garantieren ein Problemloses anschließen der einzelnen externen Komponenten.

 
Ausblick 

Die weitere Entwicklung der Plattform wäre im Bereich der SD-Karte über die SPI-Schnittstelle und des XBee Moduls nötig. Diese Module besitzen derzeit noch keine Funktion. Auf Grund der durchgeführten Tests, kann die Funktionsfähigkeit der angeschlossenen Ultraschall und Pyrosensoren garantiert werden. Auch die angeschlossenen Servomotoren und die zwei Getriebemotoren sind betriebsbereit, somit steht der Entwicklung der Systemsoftware und den damit verbunden Bewegungen des Roboters nichts entgegen.

 

 

Simon Christian Müller, Juni 2011