Наш балансирующий робот представляет собой двухколесное транспортное средство, которое состоит из одной колесной пары и корпуса, на котором располагается система управления и аккумулятор. В конструкции этого робота центр масс корпуса находится выше оси вращения колес, поэтому такая конструкция является неустойчивой, и для ее стабилизации во время движения необходима надежная система управления.

С математической точки зрения модель движения такого робота аналогична модели перевернутого маятника. Задача стабилизации перевернутого маятника в неустойчивом положении является классическим примером в теории автоматического управления и часто используется для сравнения различных алгоритмов управления (ПИД-регуляторы, нечеткая логика, нейронные сети и генетические алгоритмы).

Робот собран из конструктора fischertechnik ROBO TX учебная лаборатория (арт. 505286). Конструкция состоит из прямоугольной рамы, на которой закреплены следующие узлы: в нижней части — двигатели и датчик наклона, в средней части — бортовой управляющий контроллер, и в верхней части — аккумуляторная батарея.

Первые конструкторы fischetechnik появились в Германии в середине 1960-х годов. Первоначально это были механические конструкторы, которые состояли из пластиковых строительных блоков и соединялись друг с другом с помощью зацепления «ласточкин хвост». Постепенно перечень деталей увеличивался, в составе конструктора появились простые электронные блоки, а затем и микропроцессорные блоки управления. Первые наборы fischertechnik с программируемыми контроллерами появились во второй  половине 1980-х годов.

Вес робота — 600 г. Диаметр колес — 90 мм. Для измерения угла наклона используется плата с трех-осевым акселерометром ADXL335 и двухосевым гироскопом IDG500, которая подключается напрямую к бортовой системе управления на базе микропроцессорного блока Arduino. На плате Arduino установлен микроконтроллер ATmega328P, работающий на частоте 16 МГц. Объем flash-памяти микроконтроллера — 32 кБ. Программное обеспечение написано на языке Wiring с расширениями для Arduino. Для стабилизации робота в вертикальном положении используется стандартный ПИД-регулятор. Частота работы регулятора 100 Гц.

Для вращения колес используются двигатели (135484 Encoder Motor) из конструктора fischertechnik. Максимальная скорость вращения двигателей 300 об/мин. Двигатели получают питание от платы расширения Arduino, на которой установлен драйвер L293. Управление скоростью двигателей с помощью ШИМ.

==
ПАКПАК — обучение через игру!

Мы построили балансирующего робота из конструктора FISCHERTECHNIK. Основные системы работают нормально, но есть еще много работы по улучшению стабилизации положения.

Роботом управляет контроллер arduino.

Вышло обновление для программы ROBO Pro. Новую версию 3.1 можно скачать с сайта fischertechnik.de  — UpdateEN.zip

Конструкторы fischertechnik уже давно пользуются популярностью у любителей инженерного творчества во всем мире. Эти конструкторы стали первыми, в комплект которых вошел программируемый блок управления и программное обеспечение для создания управляющих программ. Впервые такой набор появился в продаже во второй половине 1980-х годов. С тех пор fischertechnik постоянно совершенствует «игрушечные» блоки управления и выпускает новые версии программ.  Блок управления ROBO TX (арт. 500995) – это самая последняя версия «мозга» роботов fischertechnik.  Этот интеллектуальный строительный блок позволяет роботу «ожить» и выполнять различные действия, записанные в него программистом. Внутри блока ROBO TX находится плата с микроконтроллером и разъемами ввода-вывода, к которым подключаются датчики и исполнительные устройства.

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер I8048 фирмы Intel

Микроконтроллер – это всего лишь микросхема, которая выполняет записанную в неё программу. Можно сказать, что это маленький компьютер, почти такой же, как и тот, на котором вы сейчас читаете эту статью. От обыкновенной персоналки микроконтроллер отличается своими маленькими размерами. А еще к нему можно подключить разные датчики и запрограммировать его для управления различными устройствами.

Первый микроконтроллер был создан в 1976 году в США  фирмой Intel.

Можете не верить, но каждый день вам приходится иметь дело с устройствами под управлением микроконтроллеров. Утром вы разогреваете завтрак в микроволновке с программным управлением. Турникет, который проверяет ваш билет и пропускает вас в метро, управляется микроконтроллером. Внутри мышки, подключенной к вашему компьютеру, тоже скрывается микроконтроллер. В двух словах: микроконтроллер можно встретить везде, где требуется принимать информацию от разных датчиков, обрабатывать её и управлять каким-либо устройством.

Фирма Semico подсчитала, что в 2006 году было выпущено 4 миллиарда микроконтроллеров.

Читать дальше →

С 20 по 26 марта 2011 года фирма ПАКПАК.РУ примет участие во Всероссийском форуме научной молодежи «Шаг в будущее», посвященном ХХ-летию программы «Шаг в будущее», который пройдет в учебно-лабораторном корпусе МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Программа «Шаг в будущее» осуществляет поиск талантливых молодых людей по всей России и способствует раскрытию их способностей. Цель программы – воспитание молодых людей, увлеченных инженерным творчеством, способных создавать и внедрять новую технику и современные технологии в условиях инновационной экономики. Ежегодно программа «Шаг в будущее» через свои региональные представительства проводит около 700 научно-профессиональных мероприятий с молодежью на территории России и стран СНГ.

Церемония открытия Юбилейного форума состоится 21 марта 2011 года в Большом концертном зале МГТУ им. Н.Э.Баумана (начало в 11:00), Национальная выставка научных и инновационных проектов молодых исследователей открыта для посещения с 12:30. В Церемонии открытия примут участие: официальные лица, региональные делегации творческой молодежи, научной и педагогической общественности. Церемония награждения пройдет там же 25 марта 2011 года (начало в 16:00). На Церемонии награждения будут вручены дипломы и призы победителям форума в абсолютном первенстве, в профессиональных номинациях, научные и академические медали, Большой научный кубок России, специальные призы, а также представлена команда Российской Федерации на Соревнование молодых ученых Европейского Союза и призер в «Нобелевской» номинации.

Фирма ПАКПАК.РУ выступает спонсором Всероссийского соревнования юных исследователей «Шаг в будущее, ЮНИОР».

В этом году на выставке International Toy Fair в Нюрнберге компания fischertechnik представила пять новых наборов, которые поступят в продажу в 2011 году.

JUNIOR Little Starter

JUNIOR Jumbo Starter

ADVANCED Universal 3

PROFI Dynamic

ROBO TX Automation Robots

8-9 января, Москва, Политехнический музей

Лаборатория робототехники и искусственного интеллекта Политехнического музея приглашает всех на Открытый робототехнический турнир.

В рамках программы:

8 января 2011 г. выставка-демонстрация робототехнических устройств, научно-популярные доклады и сообщения ведущих ученых и специалистов в области робототехники, мехатроники и интеллектуальных систем, а также тренировки команд.

9 января 2011 г. проведение Открытого робототехнического турнира на кубок Политехнического музея. Соревнования в следующих дисциплинах:

• Линия
• Дорога-1
• Кегельринг-МАКРО
• Лестница-2
• Канат
• Теннис
• Мини-сумо

Место проведения: Политехнический музей (фойе 9-го подъезда и Большая аудитория), с 11 до 17 часов.
Вход свободный. Приглашаются как командные, так и индивидуальные участники.

Информация о турнире на сайте лаборатории искусственного интеллекта.

Как и в прошлом году, команда фирмы ПАКПАК.РУ примет участие в этом мероприятии.

Читает руководитель группы коллективной робототехники Сергей Кернбах из института параллельных и распределенных систем  (Штутгартский университет, Германия).

Лекция организована при поддержке культурного центра имени Гёте в Москве.

Стоимость: 100 рублей.

Источник: T&P