Robot samojezdny

---

Założenia

Stworzenie robota - pojazdu, który mógłby służyć do nauki elementów robotyki. Przykładowe etapy projektu:

• przygotowanie platformy opartej na czterech kołach mecanum (dowolny kierunek jazdy),
• przygotowanie elektroniki zasilającej opartej na ogniwach 16850 i ładowaniu przez USB-C,
• uruchomienie wstępne na Arduino Uno,
• stworzenie aplikacji sterującej na Androida sterującej robotem przez bluetooth (np. w MIT App Inventor),
• przetestowanie podstawowych czujników: odległości, podążania za linią,
• wprowadzenie możliwości graficznego tworzenia programu sterującego robotem,
• dodanie np. ramienia robota bądź innego elementu, który sprawi, że całość będzie bardziej robotem a mniej samochodzikiem RC,
• potencjalna zmiana elektroniki sterującęj: Arduino Mega, ESP32, RaspberryPI,
• potencjalnie dodanie obsługi Wifi, być może wbudowanie w robota AP ze stroną sterującą,
• potencjalne dodanie kamer i analizy obrazu,
• potencjalne dodanie użycia AI do sterowania.

Platforma bazowa

Jako bazę do projektu, użyto gotowego zestawu platformy dwupoziomowej z czterema silnikami DC i czterema kołami mecanum. Każde koło mecanum składa się z szeregu ukośnych walców/baryłek umieszczonych na obwodzie. Obracanie kół w określonych kierunkach powoduje dzięki tym walcom powstawanie dodatkowych sił bocznych i cała platforma może nie tylko jeździć przód/tył, ale także przesuwać się na boki, bądź skręcać w miejscu. Ponieważ założeniem było bardziej stworzenie programowalnego robota a nie samochodu RC, wybrano taki właśnie rodzaj kół dających większe możliwości mobilne. Przy montażu kół mecanum ważna jest ich orientacja - na zdjęciu poniżej widać jak są ułożone cylindry kół względem całej platformy.

Zasilanie

Zasilanie oparte jest na 4 ogniwach 18650 podłączonych w układzie 2S2P z układem BMS. Z pomiarów wynikało, że jeden silniczek nie pobiera prądu więcej niż 200mA więc szacunkowo całość elektroniki nie powinna przekraczać poziomu 1A. Użyto starych ogniw z baterii laptopa dając im drugie życie. Całość zapewnia napięcie 7-8.4V przy pojemności około 3500mAh. Robot powinien więc działać przez około 4 godzin ciągłej pracy, w praktyce poziom 8 godzin powinien być osiągalny. Czas ten można wydłużyć dwukrotnie używając nowych ogniw.

Całość ładowana jest przez USB-C za pomocą modułu opartego na układzie CN3302. W czasie ładowania z zewnątrz pobierane jest 2A przy 5V, a ładowanie użytych ogniw powinno trwać około 4 godziny. Moduł oryginalnie pozwalał na ładowanie prądem nawet 4A, ale temperatury układu zbliżały się do granicznego poziomu 150°C. Po przekonfigurowaniu modułu na 2A temperatury spadły do 75°C.

Obwody wyjściowe zasilania zostały dodatkowo zabezpieczone bezpiecznikiem polimerowym 5A.

Montaż Arduino Uno z modułem sterowania silników

Na górnej platformie wykorzystano gotowe otwory pod arduino i zamontowano Arduino Uno z podstawowym modułem sterowania silnikami DC.