Vincent Poté Nelis Vandermeiren Simen Akkermans Kevin De Neef 1.

Vincent PotéNelis VandermeirenSimen Akkermans

Kevin De Neef

1

ProbleemstellingProbleem:

Ontwikkeling van Robot met:• Intelligentie met behulp van elektronica• Tastsensoren• Elektronica monteren

2

Inhoud:• Probleemstelling• Overzicht• De Robot• Hardware/

Software

• Oplossingen• Planning• Elementen robot• Programma• Werkwijze• Constructie

• Problemen• Besluit

Overzicht presentatie• Probleem• Gekregen materiaal, hardware en software.• Oplossing• Hardware van de robot• Software van de robot• Constructie• Problemen• Besluit

3


Software



De Robot

• Tamiya Insect• 2 Motoren • Bediening

4


Software




Software



Hardware/Software• Hardware:

– Brein: FPGA– Tastsensoren: Microswitch– Snelheid: Motor Controller– Voeding: Batterij

• Communicatie: Software– QFSM

5

Oplossingen1) Een muur volgen

6


Software



Oplossingen2) Zig-zag een muur volgen

7


Software



Oplossingen2) Zig-zag een muur volgen

8


Software



OplossingenProbleem:

Wat in de hoeken?

9


Software



Nadeel: Enkel toepasbaar op doolhof met de ingestelde hoek

OplossingenHet uiteindelijke ontwerp:

10


Software



OplossingenHet uiteindelijke ontwerp:

11


Software



Planning

• Week 1: Montage Robot• Week 2: Literatuurstudie• Week 3: QFSM• Week 4: Testen van motorsnelheden• Week 5: Ontwerp draagconstructie• Week 6: Montage elektronica• Week 7: Presentatie uitwerken

12


Software



Elementen Robot

FPGA• Xilinx Spartan 3E• FPGA = Field programmable Gate Array• Geïntegreerde schakeling bestaande

uit:– Programmeerbare logische componenten– I/O blokken– Programmeerbare inter-connecties

13


Software



Elementen Robot

FSM• FSM = Finite state Machine• Model voor het gedrag van een systeem• Opgebouwd uit toestanden en overgangen

14


Software



Elementen Robot

QFSM• QFSM = programma voor opmaken van FSM

diagrammen.• Laat toe het diagram te exporteren in VHDL.

VHDL• VHDL= hardware beschrijvingstaal (code).• taal om elektronische schakelingen te

programmeren .• Met de code FPGA programmeerbaar

15


Software



Elementen Robot

Microswitch• Werken als sensoren• Gewone schakelaar met hefboom• Signaal als input van FPGA

16


Software



Elementen Robot

17


Software



Microswitch: werking (pull down resistor)

Elementen Robot

Motor Controller• Trex Jr. motor controller• Apparaat dat op voorgeprogrammeerde

manier de prestaties van de motorenregelt.

• Zet signalen om naar spanningen.

18


Software



Programma• Plaatsing sensoreno 2 zijdelingse o 1 frontale

• Werking ideeo Bochtjes voorwaarts met sensoren: S1 & S2o Vast komen te zitten in een hoek: met S3 corrigeren

19


Software



Programma

Algoritme• Voortbewegen in bochtjes.• Richting veranderen als een wand wordt geraakt opzij.• Achteruit als vooraan een wand wordt geraakt

20


Software



21


Software



22


Software



23


Software



Programma

Timer• Achteruit kunnen gaan over vooraf bepaalde tijdspanne• Dient als inputsignaal van de FPGA• Geprogrammeerd door projectbegeleider

24


Software



Programma

Timer• Hoe groot moet de geheugenplaats zijn waarin

de timer loopt?– Tijdsinterval: 2s– Klokfrequentie FPGA: 50 MHz– Aantal Clocks = 2s x 50.000.000 Hz

= 100.000.000

2^27 = 134.217.728 > 100.000.000

25


Software



Programma

Signalen Motorcontroller• Verzonden als output door FPGA• Signalen opgebouwd uit:

– Commando byte: bevat richtingen van de motoren– 2 data bytes: geeft snelheid aan per motor

• Voorbeeld:– 0xD5 0x7F 0x7F – 2 motoren achteruit aan maximale snelheid.

26


Software



Overzicht werkwijze

27


Software



Constructie• Prototype:

28


Software



Constructie• Ontwerp van de constructie op AutoCADBestaande uit 2 niveau’s:

29


Software



Niveau 1:SensorenBaterij

Niveau 2:FPGAMotor Controller

Constructie• Materiaal :

– Harde plastiekWaarom plastiek?

licht materiaalbewerkbaar

• Verbindingen:– A.d.h.v. Moeren & bouten = in hoogte verstelbaar

30


Software



• Bevestiging van alle elektronische componenten

31


Software



Problemen

Kleine beweegruimte• Robot was relatief groot in vergelijking met het

doolhof.• Oplossing: Afronden van de hoeken van

constructie= meer bewegelijkheid

32


Software



Problemen

VHDL code maken• Fout in het programma QFSM waardoor het

algoritme niet kon geëxporteerd worden naar VHDL

• Oplossingen:– Zelf de code schrijven.– Oudere versie van QFSM gebruiken.

33


Software



Besluit

34


Software



• Intelligentie maken is niet eenvoudig

• Finite-state machine is een goede manier om het maken van de intelligentie eenvoudig te maken

• Eigen FSM niet kunnen testen

Besluit

• Bedankt voor uw aandacht• Zijn er eventueel nog vragen?

35


Software



Vincent Poté Nelis Vandermeiren Simen Akkermans Kevin De Neef 1.

Documents

Transcript of Vincent Poté Nelis Vandermeiren Simen Akkermans Kevin De Neef 1.