Weiterentwicklung einer Roboterplattform (FTW-4WD)

Weiterentwicklung einer Roboterplattform (FTW-4WD) "Racer"

Aufgabenstellung

Im Rahmen der bisherigen Diplomarbeiten wurde die Roboterplattform FTW-4WD, kurz "Racer" in Betrieb genommen und programmiert. Diese Weiterentwicklung befasst sich mit der Umsetzung des Fahrzeugs auf einen neuen Prozessor. Der bisher in der WE4 verwendete Prozessor XC164 von Infineon wurde von dem NXP 2387 mit einer ARM7 Architektur abgelöst und soll in der Lehre verwendet werden. Die Aufgaben der Bachelorarbeit bestanden aus: Der Umstellung des Steuerprozessors auf den ARM-Prozessor, der Entwicklung der Steuerplatinen und der Integration weiterer Komponenten und Sensoren. Des Weiteren sollte ein Testprogramm erstellt werden, welches die Funktion der einzelnen Komponenten gewährleistet.

Durchführung

Aufgrund der Umstellung wurden 3 Platinen. Eine Chassis-Platine, eine Steuerplatine und eine Top-Platine, die in das Fahrzeug implementiert wurden.

Beschreibung der Chassis-Platine

Die Chassis-Platine dient hauptsächlich der Regelung der Batteriespannung auf die Logikversorgung von 5V und auf die Versorgungsspannung der Servomotoren. Folgende Komponenten wurden direkt auf der Platine implementiert:

  • Motorcontroller

Weitere Anschlüsse sind vorgesehen für die folgenden Hardwarekomponenten

  • 2 Schalter
  • 2 Lichtschranke

Beschreibung der Steuerplatine

Die Steuerplatine ist das zentrale Element des Roboters, auf ihr befinden sich das Prozessorboard.

Neben dem Prozessorboard sind noch folgende Komponenten auf der Platine:

  • XBee-Funkmodul
  • ADXL 345 Lagesensor
  • SD-Card-Halter

Beschreibung der Top-Platine

Die Top-Platine befindet sich auf dem Dach des Fahrzeuges und ist mit einem Überrollbügel versehen.

Folgende Komponenten wurden direkt auf der Platine implementiert:

  • Matrixtastatur (3x4)
  • Servocontroller
  • Kompass-Modul

Weitere Anschlüsse sind vorgesehen für die folgenden Hardwarekomponenten

  • 4 SRF08 Ultraschallsensoren
  • 10 ES 05 Servomotoren
  • LC-Display LCD03
  • Infrarot-Temperatursensor (TPA81)

Softwarestand

Die Platinen sind bestückt, implementiert und getestet. Zum Testen der Platinen der weiteren 11 Fahrzeuge steht ein Testprogramm zur Verfügung. Zusätzlich existiert ein kleines autonomes Programm, welches den Roboter ermöglicht Hindernisse in geeigneter Art und Weise zu umfahren. Des Weiteren existiert ein Programm zur Änderung der Ultraschallsensor-Adresse

Ausblick

Nach Umsetzung des Fahrzeugs auf den neuen Prozessor sind jetzt eine Vielzahl von spannenden Weiterentwicklungen im Bereich der Programmierung möglich. Zum Beispiel wäre eine Steuerung des Roboters mittels eines Joysticks über das Funkmodul oder auch die Programmierung eines autonomen Programms denkbar. Es ist zu erkennen, dass sich in der Zukunft noch eine Vielzahl von Weiterentwicklungen des Fahrzeugs ergeben.

Romke Wimmer (Juni 2010)