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Bündner Power RoBock
- Funktionsablauf
- Mechanik
- Elektronik
- Informatik
Der Ablauf kann in folgende Positionen unterteilt werden:
Startpositon
Beide Roboter starten an einem zufälligen Ort auf gegenüberliegenden Seiten des Hindernisses.
Suchposition
Beide Roboter ziehen sich auf eine vordefinierte Höhe (200mm) und suchen auf ihrer Seite nach der LED der Zielplattform.
Andockposition
Sobald die Roboter ihre Seite abgesucht haben, ziehen sie sich weiter nach oben (700mm).
Andocken
Wenn beide Roboter in Andockposition sind, ziehen sie sich mit dem dritten Seil in die Mitte und docken mittels Elektromagneten aneinander an.
Abschwenken und Landen
Nun, da die Roboter zusammenhängen, können sie sich auf die Seite des Roboters, der sich auf der Zielplattformseite befindet, abschwenken und auf der Zielplattform landen.
Der mechanische Teil des«Bündner Power RoBock» besteht hauptsächlich aus drei Platten, welche parallel übereinander angeordnet sind. Durch seitliche Verbindungen ergibt sich das Erscheinungsbild eines Würfels, in welchem alle notwendigen Komponenten untergebracht werden.
Auf der oberen Seite der Deckplatte befinden sich alle Bedienungselemente sowie die Anzeige-LEDs. Auf der unteren Seite der Deckplatte wurde ein Magnet, eine Magnetgegenplatte und eine Seilöse montiert.
Die Mittelplatte beherbergt Komponten wie die Hauptplatine, Akkuhalterung, Seilwinden und weitere Seilösen.
Auf der Bodenplatte wurden die schwersten Komponenten platziert, um den Schwerpunkt tief zu halten. Diese Komponten sind: Zwei Seilwinden, ein weiterer Magnet und eine Magnetgegenplatte sowie vier Lichtsensoren, um die Zielplattform zu erkennen.
Der Aufbau wurde möglichst zweckmässig gehalten, einerseits um Material zu sparen und die Montage zu vereinfachen, andererseits um Komponenten möglichst einfach austauschen zu können.
Der «Bündner Power RoBock» besteht aus vielen verschiedenen Komponenten, welche alle eine spezifische Aufgabe erfüllen. Das Herz des Roboters ist die Hauptprintplatte. Sämtliche Komponenten des Roboters sind mit ihr verbunden. Auf ihr sind alle Schaltungen eingebaut und sie dient zusätzlich als Schnittstelle zwischen Aktoren und Sensoren.
Ebenfalls auf dem Hauptprint ist das Gehirn des Roboters, das MPC-Board. Er führt das Programm der Informatik aus und macht den Roboter selbständig. Um mit anderen Robotern kommunizieren zu können, wurde ein Wifi-Modul in den Hauptprint eingebaut. So können sich die Roboter gegenseitig Befehle schicken und den Ablauf besser koordinieren.
Angetrieben wird der «Bündner Power RoBock» durch drei starke 12V Motoren, sodass jeder Berg bezwungen werden kann. Die dafür benötigte Energie wird aus einem leistungsfähigen Akku gewonnen. Die Motoren sind mit Encoder verbunden, welche zur Regelung der Motoren und ihrer Drehzahlen dienen.
Koppelt sich der Roboter mit dem Partner-Roboter, werden die sie durch 2x2 Elektromagnete zusammengehalten. Um überprüfen zu können, ob sich die Roboter gekoppelt haben, wird ein Fotowiderstand eingesetzt. Dessen Widerstand ist abhängig von der Helligkeit.
Für die Suche der Plattform haben wir vier Lichtsensoren eingebaut. Diese befinden sich auf der Unterseite es Roboters auf kleinen angefertigten Printplatten. Die OPT-Fotodioden, wie sie in der Fachsprache genannt werden, haben einen aufsetzbaren Farbglasfilter, welcher das Tageslicht ausblenden und nur die rote LED der Landeplattform erkennen kann.
Auf der Deckfläche des Roboters sind verschiedene Schalter und LEDs angebracht. Diese geben dem «Bündner Power RoBock» nicht nur ein professionelles Aussehen, sondern dienen zu einem einfacheren Handling und zur visuellen Unterstützung. Beispielsweise wird mit einen Schalter der Roboter eingeschaltet und mit den drei Tastern werden die Seile aufgewickelt. Die verschiedenen LEDs visualisieren verschiedene Aktivitäten, wie zum Beispiel das Ankoppeln mit dem Partnerroboter oder das Landen auf der Plattform.
Damit der „Bündner Power RoBock“ seine Aufgabe erfüllen kann, wurde mit der Programmiersprache Java die Software entwickelt. Die Software besteht aus verschiedenen Teilsystemen, welche ihre eigenen Funktionen haben.
Mit den drei Motoren kann sich der Roboter mit geeigneter Geschwindigkeit zu jedem Punkt bewegen und sich dort stabil halten. Dabei wird dauerhaft die Position des Roboters gemessen.
Um während des Ablaufs Informationen mit dem Partnerroboter austauschen zu können, werden via WLAN Daten ausgetauscht. Diese Daten in Form von Codes werden gesendet bzw. empfangen, damit beide Roboter wissen, was der Andere macht.
Bei bestimmten Positionen des Roboters werden Sensoren verwendet. Die gemessenen Werte werden verarbeitet und entsprechend für das weitere Vorgehen verwendet.
Damit LEDs leuchten oder eine Schalterstellung erkannt wird, verfügt die Software über Funktionen, welche diese steuern oder auslesen können.
Zu guter Letzt braucht es auch einen Softwareteil, welche die Aufgaben der Teilsysteme koordiniert. Dazu wird der Ablauf softwaretechnisch nachgestellt und die passenden Teilsysteme eingebunden.