S14 09 Sisäpeltorobotti AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt. Antti Kulpakko, Mikko Ikonen

Samankaltaiset tiedostot
S14 09 Sisäpeltorobotti AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt. Antti Kulpakko, Mikko Ikonen

Electric power steering

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

ZigBee-ohjaus kuorma-autolle

Projektisuunnitelma. Radio-ohjattavan pienoismallin mekatroniikan ja ohjelmiston kehitys

Electric power steering

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt - Projektisuunnitelma

S Portaalinosturi AS Projektisuunnitelma Oleg Kovalev

A11-02 Infrapunasuodinautomatiikka kameralle

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

Mikrokontrollerikitit - väliraportti

Power Steering for ATV

AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt Projektisuunnitelma Syksy 2009 A09 05 OSGi IRC Bot For Coffee Maker

Peltorobottikilpailu Joonas Ryynänen (C) Perttu Heikkilä Ville Matikainen Mikko Vihlman

AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt A13 10 Radio ohjattavan pienoismallin ohjausjärjestelmän ja käyttöliittymän kehittäminen

S11-09 Control System for an. Autonomous Household Robot Platform

A13-03 Kaksisuuntainen akkujen tasauskortti. Projektisuunnitelma. Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt AS-0.

Peltorobotin akselimoduulin kontrolleri

S11-04 Kompaktikamerat stereokamerajärjestelmässä. Projektisuunnitelma

Elektroniikka II lopputyön ohje

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt. Projektisuunnitelma. Peltorobotin akselimoduulin ohjain

Projektisuunnitelma Viulu

S14-09 Sisäpeltorobotti

A14-11 Potilaan mittaustiedon siirtäminen matkapuhelimeen

TKT224 KOODIN KOON OPTIMOINTI

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

Projektisuunnitelma. (välipalautukseen muokattu versio) Vesiprosessin sekvenssiohjelmointi ja simulointiavusteinen testaus

Siimasta toteutettu keinolihas

Agenda. Johdanto Ominaispiirteitä Kokonaisjärjestelmän määrittely Eri alojen edustajien roolit Sulautetut järjestelmät ja sulautettu ohjelmointi

Projektisuunnitelma Vesiprosessin sekvenssiohjelmointi ja simulointiavusteinen testaus

A13-03 Kaksisuuntainen akkujen tasauskortti. Väliaikaraportti. Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt AS Syksy 2013

Käyttäjien tunnistaminen ja käyttöoikeuksien hallinta hajautetussa ympäristössä

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

OPISKELUTYÖN MITOITUS Opetuksen suunnittelun työväline, jolla arvioidaan opiskelijan työmäärää suhteessa 1 PERUSTIEDOT

MUISTILANGAT. Position Control of Shape Memory Alloy Muscles for Robotics. Pia Lindqvist Joni Leppänen Alexander Kokka

Raportti TESP 2013 kurssista Sendaissa Elektroniikan ja sähkötekniikan koulutusohjelma Olli Törmänen,

Projektisuunnitelma: Vesipistekohtainen veden kulutuksen seuranta, syksy Mikko Kyllönen Matti Marttinen Vili Tuomisaari

S11-04 Kompaktikamerat stereokamerajärjestelmässä. Väliraportti

JOHDATUS ELEKTRONIIKKAAN. Oppitunti 2 Elektroniikan järjestelmät

Projektityöt. Sami Alaiso, Jyri Lujanen 30. marraskuuta 2009

Robottikerhon suunnitelma syksylle 2015

OHJELMISTOKEHITYS -suuntautumisvaihtoehto

A11-02 Infrapunasuodinautomatiikka kameralle

SIMULOINTIYMPÄRISTÖJEN SOVELTAMINEN OPETUKSESSA SIMULOINNILLA TUOTANTOA KEHITTÄMÄÄN-SEMINAARI TIMO SUVELA

Robottialustan instrumentointi ja käyttöönotto

S13-02 Linear motor controller for CAN-bus

Projektisuunnitelma. KotKot. Helsinki Ohjelmistotuotantoprojekti HELSINGIN YLIOPISTO Tietojenkäsittelytieteen laitos

SALAKIRJOITUKSEN VAIKUTUS SUORITUSKYKYYN UBUNTU käyttöjärjestelmässä -projekti

Sokkelon sisältö säilötään linkitetyille listalle ja tekstitiedostoon. Työ tehdään itsenäisesti yhden hengen ryhmissä. Ideoita voi vaihtaa koodia ei.

Power Steering for ATV

Projekti A: iskunvaimennindynamometri

P I C A X E O H J E L M O I N T I

Lego Mindstorms NXT. OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt. Väliraportti. A10-14 Automaattinen pesäpallolukkari

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

Hybridivalvomon tilatiedon hallinnan kehittäminen

Hyvinvointiteknologiaan painottuva koulutusohjelma- /osaamisalakokeilu TUTKINNON PERUSTEET KOKEILUA VARTEN

Pienitehoisen keinokuorman suunnittelu ja rakentaminen. AS Automaation ja systeemitekniikan projektityöt Lauri Mäkelä, Henrik Vento 4.2.

58160 Ohjelmoinnin harjoitustyö

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt. Projektisuunnitelma. A10-14 Automaattinen pesäpallolukkari

Tärkeää: Nähdäksesi täydentäviä ohjeita, katso yksityiskohtaisempi käyttöohje (97711) osoitteessa

Akkujen aktiivinen balansointi

Arduino. Kimmo Silvonen (X)

- Uuden kauko-ohjaimen yhdistäminen kopteriin - Kauko-ohjaimen kalibrointi - Gimbaalin kuvauskulman säätövivun X1 kalibrointi - Gimbaalin asetukset

Freestylen säännöt 2019

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt A13 12 Online-mittausten kunnonvalvonta vedenpuhdistusprosessissa (6 op)

ELEC-C1110 Automaatio- ja systeemitekniikan. Luento 11 Esimerkki automaation soveltamisesta

LOPPURAPORTTI S13-12 PROSESSIAUTOMAATION TEHTÄVIÄ LUKIOLAISILLE 3OP

LEGO EV3 Datalogging mittauksia

MUISTILANGAT. Position Control of Shape Memory Alloy Muscles for Robotics. Väliraportti. Pia Lindqvist Joni Leppänen Alexander Kokka

Väliraportti: Vesipistekohtainen veden kulutuksen seuranta, syksy Mikko Kyllönen Matti Marttinen Vili Tuomisaari

Optimaalisen tarkastusvälin määrittäminen suun terveydenhuollossa

Autotallin ovi - Tehtävänanto

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

1 YLEISTÄ. Taitaja2002, Imatra Teollisuuselektroniikkatyö Protorakentelu 1.1 PROJEKTIN TARKOITUS

LUMA SUOMI -kehittämisohjelma LUMA FINLAND -utvecklingsprogram LUMA FINLAND development programme Ohjelmointia Arduinolla

Työ 1: Logiikka ja robotti

Sisäilman laadun mittausjärjestelmän rakentaminen ZigBee-verkon avulla

Nosturirobotti. robotin tarkoitus. mikä on robotin tehtävä. Kurssin robottiohjelmointi, kesä 2011 harjoitustyö

Ohjelmointi Lego Mindstorms EV3- ympäristössä

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt Väliraportti

Tähtitieteen käytännön menetelmiä Kevät 2009

A09-05 OSGi IRC Bot For Coffee Maker

Arduino. Kimmo Silvonen (X)

Automaattinen yksikkötestaus

GSRELE ohjeet. Yleistä

Projektisuunnitelma. Projektin tavoitteet

TUTKIMUSLÄHTÖINEN FYSIIKAN OPISKELU. MAOL:n syyskoulutuspäivät

Ohjelmointi 1. Kumppanit

Verkkokurssin suunnitteluprosessi

toimintojen seurantaan

Agenda. Läpäisyvaatimukset Henkilökunta Luennot ja aikataulu Kurssimateriaali Harjoitustyöt Demoharjoitus Tentti ja arvostelu Muuta?

Tehokkaiden strategioiden identifiointi vakuutusyhtiön taseesta

19/20: Ikkuna olio-ohjelmoinnin maailmaan

GSM robottimodeemi. Versio GSM-4 Ohjelma PIKAKÄYTTÖOHJE GDAŃSK

Tik projektityö digitaalisten efektien työpaja * johdantoluento * Tassu Takala 1

Käyttäjien tunnistaminen ja käyttöoikeuksien hallinta hajautetussa ympäristössä

GSM robottimodeemi GSM-4S KÄYTTÖOHJE

Convergence of messaging

Transkriptio:

S14 09 Sisäpeltorobotti AS 0.3200 Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt Antti Kulpakko, Mikko Ikonen

1. Projektin tavoitteet Projektin tavoitteena on toteuttaa ohjelmisto sisäpeltorobottiin seuraavien vuosien peltorobottikilpailuryhmien opetuskäyttöön. Robotin olisi tarkoitus pystyä liikkumaan kapeaa käytävää pitkin hyödyntäen ultraääni ja infrapuna etäisyysantureita, sekä yaw gyroskooppia hyväksikäyttäen kääntymään 180 astetta uudelle käytävälle. Robotti antaa käyttäjille visuaalinen signaali LED valojen avulla, mitkä osoittavat robotin senhetkisen tilan. Robotin on tarkoitus kulkea suoraan eteenpäin ja havaittuaan päädyn kääntyä viereiselle linjalle ja jatkaa matkaa vastakkaiseen suuntaan. Sillä on siis kaksi ajomoodia: suoraan ja käännös. Äänimerkein summeria käyttäen on tarkoitus kuvata tilan vaihtumista toiseen. Robotti on rakennettu RC auton pohjalle. Ohjelmisto toteutetaan mikrokontrollerille, AVR ATMEGA 128, sekä tietokoneelle, ebox 3350. Mikrokontrolleriin on toteutetaan RS232 sarjaporttirajapinta antureita varten, PWM (Pulse Width Modulation) nopeusohjaus kääntymistä ohjaaville servoille sekä sähkömoottorille, moottorin enkooderi, summeri, LCD näyttö sekä 4 ohjausnappia ja 4 LED merkkivaloa. Lisäksi työn toisessa osassa kerätään anturitietoa etäisyysantureilta ebox tietokoneelle käyttäen sarjaportin RS485 protokollaa ja gyroskoopilta puolestaan RS232 protokollalla. Tietokoneelle ohjelmoidaan ajuri mikrokontrollerille, sekä tehdään demo ohjelma, minkä avulla voidaan robotin eri ominaisuuksia hyödyntää sekä mikrokontrollerin kautta ohjata esimerkiksi moottorien nopeuksia. Robotista ei ole tällä hetkellä vielä kaikkia mekaniikka sekä elektroniikka suunnitteluja sekä toteutuksia tehty täysin valmiiksi, mutta työn ohjaaja Timo Oksanen on luvannut huolehtia näistä osioista. Projektin kokonaispituuden olisi tarkoitus olla kummallekin ryhmäläiselle 3 op verran. Tässä on kuitenkin joustovaraa, mikäli työn toteuttaminen osoittautuu oletettua hankalammaksi ja vaatii tästä syystä enemmän aikaa. Lisäksi on mahdollista, että projekti edistyy edellä aikataulua, jolloin päätämme tehdä hieman alkuperäisestä suunnitelmasta poikkeavaa lisätyötä, kuten piirilevyjen suunnittelua. Tällöinkin on mahdollista, että opintopistemäärää korotetaan.

Kuva 1. Robotin pohjan rakenne.

2. Työn rakenne Työn toteutuksen tarkoituksena on aloittaa mikrokontrollerin ohjelmoinnista. Molemmilla ryhmäläisillä on pientä kokemusta mikrokontrollerien ohjelmoimisesta lähinnä Automaatio 1 kurssilta, mutta alussa on varattu aikaa asioiden kertaamiselle. Nappien, LED valojen sekä LCD näytön ohjelmoimiseen ei pitäisi kulua kovinkaan paljon aikaa, mutta PWM moottorinohjauksen sekä RS232 rajapintojen toteuttaminen vaatii tässä enemmän aikaa. Antilla on jonkin verran kokemusta PWM toteutuksesta, mutta sekin hyvin rajallista ja RS232 sarjaportin rajapinnan toteuttamisesta kummallakaan ei vielä toistaiseksi ole mitään tietoa. Kun mikrokontrollerin toteutus on saatu hyvälle mallille ja sitä pystytään lähteä testaamaan, on tarkoituksena aloittaa robotin mukana olevalle tietokoneelle tulevan mikrokontrolleri ajurin toteuttaminen. Tästäkään kummallakaan meillä ei ole vielä tarkkaa tietoa, joten työmäärän arvioiminen on kohtalaisen hankalaa. Ajurin rajapinnan kautta olisi tarkoitus pystyä ohjaamaan mikrokontrollerin toimintaa tietokoneelta käsin. Työssä on tämän lisäksi tarkoitus toteuttaa demo ohjelma, jonka avulla robotin eri toiminnot ovat käytettävissä. Tämän harjoitustyön pääpaino on kuitenkin mikrokontrollerin sekä mikrokontrollerin ja tietokoneen välisen rajapinnan toteuttamisessa huolellisesti, ja vasta niiden jälkeen tehdä demo ohjelma, mikäli aikaa jää riittävästi. Demo ohjelma kuitenkin tarvitaan, jos laitteistoa halutaan testata. Kuva 2. Robotin eri osien välinen kommunikaatio.

3. Ajanhallinta ja vastuun jako Alla esitetyssä taulukossa 1 on työn toteutuksen alustava aikataulu ja arvio kunkin osion kestosta. Koska projektissamme on vain kaksi henkilöä eikä kumpikaan ole erityisemmin erikoistunut aihepiiriin, toteutamme projektia pääsääntöisesti yhdessä. Molemmilla lähtökohtana projektin tekemiselle onkin uusien hyödyllisten asioiden oppiminen ja haluamme siksi kummatkin osallistua kaikkien osien tekemiseen. Projektin edetessä on mahdollista, että mietimme vastuunjakoa uudestaan, jos sille tulee tarvetta. Alustavien aika arvioiden perusteella eri osiin olisi tarkoitus käyttää aikaa seuraavalla tavalla eli kolmen opintopisteen verran kahdelta opiskelijalta, yhteensä noin (2 x 3 x 27 h =162h) : Mikrokontrollerin ohjelmoiminen 40 50 h Tietokoneen mikrokontrolleri ajurin ohjelmoiminen 40 60 h Demo ohjelman tekeminen 30 h Testaaminen 30 h Raportointi 20 h Huomioitavaa kuitenkin on, että nämä ajat ovat hyvin karkeita arvioita ja jotkin osiot voivat viedä huomattavasti vähemmän aikaa ja toiset huomattavasti enemmän. Tavoitteena kuitenkin olisi, että työmäärä pysyy 3 op suuruisena.

Taulukko 1. Työn aikataulu ja rakenne. Tehtävä\Viikko 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Suunnitelma Mikrokontrolleri ohjelmoinnin kertaaminen RS232 sarjaporttirajapinnan toteutus Enkooderi PWM nopeusohjaus moottoreille LCD näytön ohjelmointi LED valojen ohjelmointi Summerin ohjelmointi Väliraportin tekeminen Mikrokontrollerin ja tietokoneen rajapinnan ohjelmointi Ultraääni ja infrapuna etäisyysantureiden lukeminen Simulink koodigeneroinnin opettelu Demo ohjelma Laitteiston systemaattinen testaus Loppudemo Loppuraportin kirjoittaminen

4. Riskienhallinta Olemme varanneet projektin alkuun aikaa opetella ja palauttaa mieleen mikrokontrollerin ohjelmointia. Lisäksi olemme varautuneet siihen, että työn kuluessa vastaan tulee asioita, joihin paneutuminen vaatii enemmän aikaa. Yksi riski siis on, että olemme aliarvioineet johonkin työsuoritteeseen kuluvan ajan tai emme ole huomioineet, jonkin vastaan tulevan uuden asian opetteluun menevää aikaa. Projektin edetessä vastaan voi tulla myös laitteiston odottamaton bugi eli laite ei toimikaan toivotulla tavalle. Sen vuoksi on mahdollista, että joudumme poikkeamaan alkuperäisestä suunnitelmastamme tai käyttämään enemmän aikaa johonkin työvaiheeseen, jotta saamme bugin korjattua. Viivästymisä saattaa tulla myös robotin rakenteen valmistuksessa, mikäli ohjaaja ei ehdi saada tarvittavia osia ajoissa valmiiksi. Myös jotkin robotin osat voivat rikkoutua, jolloin joudumme käyttämään ylimääräistä aikaa osan korjaamiseen tai odottamaan uuden osan saapumista, koska joitakin osia voi joutua tilaamaan ulkomailta, jolloin toimitusajat voivat olla huomattavan pitkiä projektin kestoon nähden. Kuitenkin monia osia on valmiiksi varastossa koulun puolesta, joten pitkät tilaukset ovat epätodennäköisiä. Sairastuminen on myös mahdollista. Esimerkiksi normaalin flunssan hoitoon voi helposti mennä useita päivä tai jopa viikko. Tästä sairastumisen takia muidenkin kurssien suorittamisesta voi kertyä tekemättömiä töitä, mikä voi vaikuttaa projektin tekemiseen käytettävään aikaan. Aikataulussamme on kuitenkin liikkumavaraa, joten pienten yllätysten ei pitäisi viivästyttää projektia mahdottomasti. On myös mahdollista, ettei jokin robotin suunniteltu osa tulee valmiiksi aikataulussa tai jotain suunniteltua ei osata toteuttaa, mikä voi viivästyttää projektiamme.