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Elektronik, Kommunikation, Regelung Projekt: RoboCup -- Fußballspielende Roboter Kirill Koulechov 23.10.01.

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Präsentation zum Thema: "Elektronik, Kommunikation, Regelung Projekt: RoboCup -- Fußballspielende Roboter Kirill Koulechov 23.10.01."—  Präsentation transkript:

1 Elektronik, Kommunikation, Regelung Projekt: RoboCup -- Fußballspielende Roboter Kirill Koulechov

2 Elektronik zWas ist wichtig? yViele I/O‘s: Ansteuerung der Motoren, Einlesen der Sensordaten, Servoansteuerung, Kommunikation, Signaldioden... yGröße des Mikroprozessors mit allen benötigten Modulen ySpeicher, Geschwindigkeit yArbeitsumgebung: Assembler, Compiler, Debugger...

3 Elektronik: Mikroprozessor zMikroprozessor aus Motorola M68HC12- Familie (68HC912DG128): y16Bit-Prozessor mit 8MHz, 5V: xein 16-Bit Accumulator (zwei 8-Bit Acc.), zwei Indexregister, etc ySpeicher: x4 x 32KB flash EEPROM: Programmcode x8KB RAM: Stack, Variablen x2KB EEPROM: nichtflüchtige Daten (Einstellungen etc.)

4 Elektronik: Mikroprozessor yflexibles Timer-Modul (8 Kanäle) y4 PWM Kanäle: x2 Hardwaregezählte Tickcounter, 2 bei weiteren Motoren müssen 2 weitere in SW realisiert werden (z.B. ein Interrupt pro Tick) y2 (asynchrone) serielle Schnittstellen, z.B. Hin- und Rückkanal yviele viele I/O‘s (LED‘s, Jumper etc)

5 Elektronik: Mikroprozessor zEntwicklung: yAssembler für CPU12 yevtl. C mit Codewarrior yassemblieren, linken, laden mit Debugger ySchwierigkeit: xlanger Testzyklus xlow-level Programmierung (Vor- und Nachteil) xHardware ist sensibel (z.B. Systemzustand nach Reset)

6 Elektronik: Kommmunikation zFunkmodul: FM-Transceiver FM200: y15 Kanäle im Bereich von 433,2MHz bis 434,6MHz yAls Sender und Empfänger einstellbar yLow-Level: xPlus: keine komplexen Softwareschichten => schnell xMinus: begrenzte Möglichkeiten (kein Rückkanal), schwierig zu debuggen (genaue Timings)

7 Elektronik: Kommunikation zWg. Synchronisierung muß Manchester-Code verwendet werden (für jedes Datenbit zwei Bits versenden, das 2. negiert) zAlternativen: yDECT (2,4GHz): wg. bestimmter Eigenschaften evtl. nicht zur Befehlsübertragung geeignet yBluetooth (2,4GHz): theoretisch ideal, noch keine funktionierende Lösung zzuverlässige Kommunikation ist sehr wichtig!

8 zRegelung: yFührungsgröße: Motorgeschwindigkeit yMeßgröße: Ticks yStörgröße: Schlupf, Reibung,.... yMeßrauschen: zu vernachlässigen Elektronik: Regelkreis

9 Elektronik: Regelung zRegelung versucht, einen vorhandenen Fehler durch „gegenlenken“ auszugleichen zRäder werden getrennt geregelt

10 Elektronik: Regelung zPID-Regler: yP(proportionaler) Anteil: „Je größer die Regelabweichung, umso größer muß die Stellgröße sein“ yI(integraler) Anteil: „Solange eine Regelab- weichung vorliegt, muß die Stellgröße verändert werden“ yD(differentieller) Anteil: „Je stärker sich die Regelabweichung verändert, umso stärker muß die Regelung eingreifen“

11 Elektronik: Programm z1. Pollen der seriellen Schnittstelle z2. gültige Daten werden gespeichert z3. wenn keine neuen Daten, Log-Daten senden (z.Zt. per Kabel an 2. seriellen Schnittstelle) z4. Regelung wird Timer-gesteuert jede 8ms, arbeitet auf letzten gültigen Daten z5. Programmüberwachung mit Watchdog (Reset wenn nichts passiert)

12 Elektronik: Was tun? zKommunikation: Rückkanal, Hinkanal? zHardware: testen zSoftware: user-freundlicher machen (Einstellungen, Signale), in C programmieren? zRegelung: ykeine getrennte Regelung der Räder yRegelung auf höherer Ebene (primitiven, keine Geschwindigkeiten)

13 Elektronik: Was tun? zWeitere Sensoren: yIR-Maus (Messung des optischen Flows) yUltraschall-Sensoren (für F2000-Prototypen) zServo-Ansteuerung yMotoren für F2000-Prototypen yneue Schussvorrichtung


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