Concursul intern de roboţi mobili Calificare pentru ZEM 2018
Având un istoric de 10 ediții, a devenit deja tradiţie ca, odată pe an să se organizeze pe plan național competiția Zilele Educației Mecatronice, ce aduce împreună echipe de studenţi din marile centre universitare ce au ca program de studii Mecatronica.
Anul acesta, organizatoare a fost Universitatea Lucian Blaga din Sibiu. La manifestare au fost invitate să participe cele mai importante centrele universitare din România care asigură pregătire de excelență în domeniul mecatronic: Universitatea Politehnica din București, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Universitatea din Craiova, Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iași, Universitatea Politehnica Timișoara, Universitatea Lucian Blaga din Sibiu, Universitatea Ștefan cel Mare din Suceava, Universitatea din Oradea, Universitatea Transilvania din Brașov.
Concursul are mai multe secțiuni: roboți mobili, sisteme mecatronice, realizări științifice studențești și comunicări studențești. Proba de Roboți Mobili stârnește interes ridicat în rândul studenţilor. Echipele de studenți participă în concurs cu roboţi mobili de tip urmărire linie, construiți de ei, trebuind să respecte un regulament clar. Proba constă din parcurgerea a două trasee, unul de viteză şi unul de obstacole.
Cel de viteză constă în urmărirea liniei cu viteză maximă, iar cel de obstacole urmăreşte trecerea de zone în care liniile urmărite se intersectează, se întrerup pentru o anumită distanţă, zone în care apare un obstacol de tip perete.
Sunt puse în evidenţă capabilitatea studenţilor de a proiecta mecanic, de a realiza circuite electronice şi de a realiza şi implementa programe de conducere a roboților, de a adapta programele pentru provocări de ultim moment. Printr-o probă surpriză.
Soluţiile de roboţi mobili ale echipelor participante de la concursul intern de calificare
Aurocon COMPEC este şi va fi alături de viitoarea generaţie de ingineri!
Din dorinţa de a fi aproape de studenți, viitori ingineri, Aurocon COMPEC a fost alături de echipa de Roboţi Mobili a Universităţii POLITEHNICA din Bucureşti. Astfel, la Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti, Departamentul de Mecatronică şi Mecanică de precizie, s-au înscris 12 echipe de studenţi, doritoare de a participa de concursul intern de selecție pentru Zilele Educației Mecatronice. Aurocon COMPEC a asigurat suportul hardware pentru realizarea structurilor robotice (motoare electrice, PCB şi circuite electronice, microcontrolere, cabluri, conectori, filament pentru imprimare 3D etc.). Traseele de concurs intern au fost de asemenea puse la dispoziție de Aurocon COMPEC.
Pornind de la regulamentul ce impune o dimensiune care să se încadreze în volumul de 200 mm × 200 mm × 200 mm, fiecare echipă a proiectat o structură mecanică de robot mobil cu roţi. Unele soluţii au constat în platforme imprimate 3D, pe care s-au fixat motoarele şi roţile, partea electronică şi baterie. Alte soluţii au pornit de la ideea că însuși PCB-ul se poate constitui în şasiu, mai ales că ideea generală era o structură cât mai compactă. Poate părea banal, dar o problemă importantă a fost distribuirea optimă a sarcinii pe roţi, motiv pentru care poziţionarea bateriei, ca şi componentă grea, a jucat un rol foarte important. Tot din punct de vedere mecanic, o structură prea uşoară prezintă riscul de patinare a roţilor la o anumită acceleraţie, în schimb o sarcină mai mare impune motoare mai puternice.
Robotul calificat la competiția națională ZEM 2018
Motoarele alese au fost prinse de şasiul proiectat, iar din punct de vedere al roţilor, unele echipe au achiziţionat roţi existente comercial, iar altele le-au proiectat, pentru o dimensiune optimă şi aderenţă maximă. De asemenea, unele echipe au optat pentru proiectarea roților, cu scopul unei aderențe maxime la traseu. În concluzie, soluțiile au fost diferite, în limitele regulamentului.
Echipele şi-au ales apoi platforma cu microcontroler dorită, aici selecţia fiind făcută în zona Arduino, dar au fost și abordări bazate pe Raspberry Pi. A trebuit ca fiecare să aleagă soluția de control în funcție de numărul de I/O necesare pentru partea de comandă motoare, senzori etc. Tot regulamentul a impus apoi ca driverele pentru comanda motoarelor să fie realizate de către concurenţi, utilizând circuite integrate, nefiind acceptate soluţii de drivere direct disponibile pe piață.
Pentru suport s-a optat fie pentru plăcuţe PCB uzuale, fie pentru soluții de prototipare cu găuri și insule conductive. De succes s-a dovedit a fi aici circuitul L298, circuit destul de des utilizat în comanda motoarelor.
Pentru urmărirea liniei era nevoie de elemente senzoriale de tip senzori de detecţie linie în infraroşu (QTR, QTI, TCRT5000), dar şi de un senzor de proximitate pentru detectarea peretelui obstacol (Sharp, senzori ultrasonici). În funcţie de consumatori, au trebuit să fie alese sursele de tensiune, acumulatori de diferite tipuri. Acolo unde a fost necesar, circuitul electronic a fost înzestrat şi cu circuite de conversie şi stabilizare (ex.LM7805).
Echipa de Roboți Mobili de la UPB, prezentă la ZEM 2018
Echipa de Roboți Mobili de la UPB, prezentă la Universitatea din Craiova
În urma concursului intern de la UPB, desfășurat în data de 17 aprilie 2018, echipa calificată la Zilele Educației Mecatronice 2018 a fost cea formată din: Emil Ionuț NIȚĂ și Andrei Silviu COLGICEANU, studenți în anul IV, la specializarea de Mecatronică.
A urmat apoi concursul naţional. Acesta a avut loc în perioada 24-27 aprilie 2018, fiind organizat în acest an la Universitatea Lucian Blaga din Sibiu.
S-a arătat un interes deosebit pentru concursul studenţesc, alături de studenţii şi cadrele didactice din centrele universitare menţionate la început, fiind prezente numeroase companii și institute de cercetare.
Ne-am bucurat să aflăm că echipa susținută de Aurocon COMPEC, cu robotul Universității POLITEHNICA din Bucureşti s-a comportat foarte bine, clasându-se pe locul al întâi, echipa făcând diferența la proba de obstacole.
Anul acesta, suplimentar concursului menționat, s-a desfășurat în zilele de 3-4 mai, la Universitatea din Craiova, concursul național “Să cunoaștem Mecatronica și Robotica”.
Din dorința de a promova câți mai mulți studenți, la proba de roboți mobili, Universitatea Politehnica din București a trimis echipa clasată a doua la selecția internă, formată din Anghel Răzvan Mihai și Mateescu Dănuț, de asemenea studenți la specializarea de Mecatronică. Deși regulile de concurs au fost un pic diferite, echipa a reușit să câștige locul al doilea. Deci un dublu succes!
Cu scopul de a îmbunătăţi colaborarea cu echipele studenţeşti formate la Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti, acestea au fost invitate în data de 7 mai 2018 la sediul Aurocon COMPEC pentru a prezenta rezultatele muncii lor, pentru a face o demonstraţie şi pentru a optimiza colaborarea pentru acţiunile viitoare.
Placă de dezvoltare Arduino Nano 3.0 cu ATmega328
• Nr. stoc RS: 696-1667
• Marca: Arduino
• Cod producător: A000005
Arduino Nano este o placă de 18.5 mm × 43.1 mm, similară cu Arduino Due.
Principalele caracteristici și avantaje sunt:
• Microcontroler on-board ATmega328
• 14 pini de I/O (6 PWM)
• 8 pini analogici de intrare
• 40 mA DC pe pin I/O
• Frecvență de ceas 16 MHz
• 32 KB memorie flash, 2 KB SRAM, 1 KB EEPROM
• LED-uri Tx/Rx, alimentare, test
• Buton de reinițializare
• Interfață de comunicație serială I²C
• Stabilizator de tensiune
• Cip FTDI USB
• Alimentare de 5V
Arduino M0 Pro (Arduino Zero)
• Status RoHS: Conform
• Nr. stoc RS: 865-9004
• Marca: Arduino
• Cod producător: A000111
Arduino Zero Pro oferă performanțe crescute, furnizându-vă potențialul de a pune în practică idei noi ce implică și IoT (Internetul Lucrurilor).
Arduino Zero Pro repre- zintă o extensie simplă, dar puternică pe 32 de biţi a platformei Arduino UNO. Având la bază un microcontroler Atmel SAMD21, nucleul utilizat este ARM Cortex® M0 pe 32 de biți. Flexibilitatea crescută conduce la posibile aplicații precum: tehnologii purtabile, automatizare de înaltă performanță sau robotică. Placa este o unealtă educațională ideală pentru a învăța despre dezvoltarea de aplicații pe 32 de biți. Depanatorul Atmel integrat (EDBG) oferă o interfață de depanare completă, fără a fi necesar hardware suplimentar.
Caracteristici tehnice
• Microcontroler ATSAMD21G18 48 pini LQFP
• Microcontroler EDBG AT32UC3A4256, 100 pini VFBGA
• Tensiune de operare 3.3V
• Tensiune de intrare recomandată 6-15 V (limită 4.5-20V)
• 14 pini de I/O digitali, cu 12 PWM şi UART
• 6 pini de intrare analogici cu convertoare A/D pe 12 biţi
• 1 pin de intrare analogic con convertor D/A pe 10 biţi
• Curent DC pe pin de I/O 7mA
• Memorie flash 256 KB / SRAM 32 KB
• Frecvență ceas 48 MHz
Placă suplimentară Arduino cu 4 relee
• Nr. stoc RS: 875-0292
• Marca: Arduino
• Cod producător: A000110
Această placă de extensie, A000110, oferă patru relee și asigură suport ca orice placă Arduino de 3.3 V și 5 V, să poată comanda sarcini de curent ridicat. Fiecare dintre relee oferă contacte de tip normal închis sau normal deschis și dispun de LED de stare. De asemenea, se poate realiza interfațare și cu diferite module Tinkerkit cu ajutorul shield-ului de I/O Tinkerkit, precum și cu interfețe de comunicație, pentru a adăuga funcționalitate proiectului dvs.
Imprimantă 3D – RS Pro IdeaWerk Pro
• Nr. stoc RS: 862-5705
• Marca: RS Pro
• Cod producător: RS IdeaWerk 2
IdeaWerk Pro de la RS este o imprimantă 3D compactă, construită după specificațiile noastre de înaltă calitate. Ea este perfect de utilizat pentru aplicații casnice, dar și profesionale, cu scop de prototipare rapidă. Imprimanta utilizează tehnologia FDM. Printre caracteristici pot fi menționate: volumul de lucru 150mm × 150mm × 140mm, masa de 7.5kg, conectivitate prin SD Card sau USB. De asemenea, diametrul firului este de 1.75 mm, iar înălțimea minimă a stratului este de 0.2 mm. Imprimanta permite imprimare multimaterial. Viteza de imprimare este de la 30, până la 150 mm/s. Dimensiunea totală a dispozitivului este de 298mm × 221mm × 403mm.
Filament imprimare 3D RS Pro, PLA, 1.75 mm, albastru, 1kg
• Nr. stoc RS: 832-0226
• Marca: RS Pro
• Cod producător: PLA-175BU1-1000C
Materialul ideal în cazul imprimării 3D, îl reprezintă PLA sub formă de filament, rezistent și ușor de utilizat. Ușor modificat, filamentul beneficiază de caracteristicile tipice ale PLA, dar este mai dur și mai puțin casant. Datorită factorului redus de contractare, PLA nu se va deforma după răcire. Poly Lactic Acid este un plastic biodegradabil realizat din resurse naturale regenerabile. PLA poate fi imprimat și fără pat de depunere încălzit. Filamentele sunt disponibile în mai multe culori: albastru, negru, roșu, alb, gri, galben, verde, argintiu.
Autor:
Bogdan Grămescu
Aurocon Compec
www.compec.ro