Solar Transmittet Power (STP)

Portefølje 1 i Hardware og Robotteknologi
Lavet af: Frederik Hove Devantier, Kristian Sondrup Sørensen, Jake Sødring Sølberg

 

1:Indhold.

1: Indhold.

2: Hvordan ser systemet ud.

  • Hvad er tanken omkring opbygningen.
  • Gearing.
  • Motor placering.
  • Sensor placering.
  • Problemer ved opbygning.

3: Hardware sammensætning.

  • Diagram tegning
  • Beskrivelse af del komponenter.
  • Problemer med hardware.

4: Hvordan er Robotten’s opførsel implementeret.

  • Overordnet opførsel og metoder.
  • Flow diagram for opførsel.
  • Kode beskrivelse.
  • Udfordringer ved kode udvikling

5: Konklusion.

  • Løser robotten opgaven.
  • Evt forbedringer.
  • Demo video.

 

2: Hvordan ser systemet ud.

Hvad er tanken omkring opbygningen.

Tanken omkring opbygningen af produktet var at få samlet konstruktionen på en platform, for at skabe overblik over de forskellige deles funktioner.

Der blev implementeret gearing som første skridt af konstruktionen og derefter blev solcelle pladen tilføjet ovenpå den centrale snurrende stolpe.

Opbygningen var blevet udtænkt allerede inden vi fik udleveret lego klodserne og fungerede næsten som planlagt ved implementation, der manglede blot lidt ekstra gearing for at Solcellen ikke snurrede for hurtigt rundt.

 

Gearing.

Gearing i produktet fungerer ved at motoren går direkte til et lille tandhjul som er sammensat med et meget større tandhjul. Da det lille tandhjul har en mindre omkreds end det store kræver den flere omdrejninger for at få det store tandhjul til at lave en hel omdrejning, derved nedsænker det rotationen på stolpeen der er sat i det store tandhjul.

Denne stolpe går videre til en skrue, som er i forbindelse med et tandhjul på den centrale stolpe der holder vores solcelle.

Dette fungerer både som endnu en gearing, som nedsætter rotationen på den centrale stolpe og fungerer samtidig som vores metode til at få motorens horisontale kraft rettet om til en vertikal kraft.

 

Motor placering.

Motoren er placeret på platformen med en horisontal vinkel. Den var som udgangspunkt placeret i hjørnet hvor den stak ud over konstruktionens firkant. Motoren blev senere flyttet ind midten på platformen, da gruppen mente det ville være optimalt at bruge så lidt plads som muligt.

Teknisk set kunne motoren have været vendt vertikalt i stedet for horisontalt, havde der ikke været behov for at ændre retningen i gearingen som vi gjorde. Gruppen valgte dog at gøre som vi gjorde da det er en del mere kompliceret at bygge med lego vertikalt på denne måde og det var desuden også interessant at bruge forskellige gearings metoder som kunne skifte retning på denne måde.

 

Sensor placering.

Konstruktionen har 2 typer sensorer indbygget. 2 lys sensorer samt et potentiometer.

Lys sensorerne er placeret på hver side af solcellen. Her vil den ene lyssensor modtage mere lys end den anden hvis solcellen ikke vender rigtigt, når solcellen er rigtig placeret vil de få den samme mængde lys.

Potentiometeret er under den centrale stolpe som solcellen er placeret på. Når denne centrale stolpe drejer vil det ændre på potentiometerets interne modstand som den så vil sende tilbage til arduinoen, denne data kan vi så bruge til at vurdere hvor langt platformen har drejet og hvor meget mere den må dreje for at undgå ledningerne til lyssensorerne bliver viklet ind i konstruktionen.

 

Problemer ved opbygning.

Der opstod et problem da gruppen fik ideen til at implementere et potentiometer for at holde styr på retningen af solcellen da stolpen på potentiometeret i sig selv er relativ lang og fylder en del, dette blev løst ved at lave et nyt lag under den originale platform som samtidig gav mulighed for at opbevare Arduino og breadboard.

Da dette nye lag blev konstrueret sent i processen var gruppen også lidt presset i at finde gode klodser til at skabe dette lag da mange af de gode klodser var taget, så det tog længere tid at få lavet end det var regnet med.

Efter adskillige forsøg på at tape potentiometeret direkte fast på den centrale pæl blev det tydeligt at at tapen ikke kunne holde ordentligt fast på stolpen. Efter et par forskellige eksperimenter med henblik på at få potentiometeret og stolpen til at bevæge sig samlet, opdagede gruppen at et krokodillenæb passede godt ind over potentiometerets stolpe, kunne få et godt greb på den centrale stolpe, den blev sikret fast med tape og endte med at være en god løsning på problemet.

Da lys sensorerne blev sat fast på siden af solcellerne opdagede gruppen hurtigt at der ville være fare for at ledningerne ville blive viklet ind i gearingen. Dette blev simpelt løst ved at bygge klodser uden om gearingen så ledningerne ikke kunne komme til tandhjulene.

 

3: Hardware sammensætning.

Diagram tegning

Beskrivelse af del komponenter.½

Problemer med hardware.

 

Hardwaren i sig selv har ikke været besværligt at få til at virke, da der ikke er mange komponenter i dette kredsløb, og få af dem som har skullet placeres udenfor breadboardet og Arduino. Dog har sammensætningen af hardwaren og den figur som vi benytter som solcelle, været lidt problematisk, da figuren drejer rundt og gruppen har placeret sensorer på siderne af figuren. Omdrejningen af figuren gør nemlig at de ledninger, som sidder loddet imellem breadboardet i bunden af figuren og sensorer som sidder i toppen af figuren, let kan blive viklet ind i figuren når den drejes.

Dette er dog blevet løst ved hjælp af et potentiometer, hvor gruppen benytter potentiometeret som en sensor for, hvor meget gruppens figur har drejet. Figuren reagere derfor ved, at når den har drejet et vist stykke til den ene side og potentiometeret har nået en bestemt værdi (laveste værdi i programmet eller højeste værdi i programmet), så vil figuren stoppe med at bevæge sig yderligere i den nuværende retning.

De forskellige komponenter, som er sat udenfor breadboardet og Arduino, er blevet loddet sammen med lange ledninger for at kunne få forbindelse med breadboardet. Dette gør som sagt at der er ledninger som ville kunne blive viklet rundt omkring på figuren. Her har gruppen tilføjet et ”skjold” af lego rundt om gearingen, for at modvirke ledninger som kunne komme til at sidde fast i gearene. Yderligere har gruppen benyttet tape til at holde de ledninger sammen som skal føres op til toppen af figuren til de LDR-sensorer som gruppen har monteret. Dette gøres for at prøve at dæmpe ledninger, så de ikke ”flyver” rundt omkring figuren, når figuren starter med at dreje.

De to LDR-sensorer har en lille output-værdi forskel imellem dem (ca. 20) på en generel basis. Gruppen har dog vurderet at denne forskel ikke er til besvær, da forskellen er så lille at denne ikke ville komme i konflikt med koden i kredsløbet, eller være forstyrrende ved styring af figuren på andet vis. En alternativ måde at placere sensorer på, kunne være at placeret på toppen af lego-figuren. Her kunne Toppen af figuren være lavet med høje vægge i kanten og sensorerne kunne placeres indenfor disse vægge. Derved ville kredsløbet reagere når skyggen fra en af væggene rammer en af sensorerne. dog mener gruppen af den nuværende konstruktion er ligeså effektiv som denne ide, da den nuværende opsætning fungere på en næsten identisk måde.

 

Robottens opførelse

Overordnet opførsel og metoder.

Robotten fungerer ved at den tjekker hvor den største eller laveste spænding er på de to lyssensorer er. Når den finder en forskel, vil den bevæge sig enten mod højre, eller venstre, for at udligne forskellen til nul. Der bliver brugt et potentiometer, for at ’måle’ hvor langt solcellen har bevæget sig. Når potentiometret har nået sit maximale punkt, så vil det ikke længere være muligt for anlægget at bevæge sig mere den vej.

Flow diagram for opførsel.

Kode beskrivelse

 

Dette if’ statement tjekker om de 2 lyssensorer har de samme værdier. Hvis de har de samme værdier skal motoren stoppe med at køre, så anlægget ville stå stille.

Det øverste af disse if’ statements får data fra de 2 lyssensorer og potentiometeret. Dataene fra lyssensorerne tjekker om den ene er større end den anden og om værdien fra potentiometeret har oversteget den maximale værdi som gruppen har sat. Hvis det er tilfældet, så vil motoren starte, og køre anlægget.

Den nederste tjekker om potentiometeret er over den tilladte værdi, hvis det er tilfældet. Så vil motoren stoppe.

disse ’if’ statements gør det samme som de ovenover, Der bliver bare tjekket på de minimale værdier og der bliver sørget for at motoren drejer den modsatte vej.

Udfordringer ved kode udvikling

Den største udfordring var at få et overblik over hvordan koden skulle fungere og se ud. Der skulle tænkes meget fremadrettet med hvordan man ville have opførelsen af solanlægget til at fungere. Der opstod flere problemer i løbet af kodning ifht at bruge dataen fra lys sensorerne og potentiometeret.

 

5:Konklusion.

Løser robotten opgaven.

Robotten kan dreje sin platform i retning af en lys kilde og stoppe ved den rigtige placering.

Den har desuden en funktionalitet som stopper den i at dreje hele vejen rundt hvilket undgår at ledningerne bliver viklet rundt om den centrale stolpe.

Gearingen er blevet tilpasset så sol cellen ikke overskyder lyskilden og kører frem og tilbage i lang tid fordi at den muligvis ikke rammer den rigtige vinkel.

 

Evt. forbedringer.

En forbedring som gruppen kunne tilføje er en ny kode, som ville få solcelleanlægget til at vende tilbage til start, når solen er gået ned. Koden kunne fungere igennem en ‘timer’, som holdte øje med hvor lang tid siden, der sidst havde været sol på anlægget, når et vist stykke tid er gået kunne koden få solcellen til at dreje tilbage til en startposition i retning af solopgangen.

En anden forbedring skulle være en bedre måde at få potentiometeret til at sidde sammen med resten af opstilling da krokodille næbbet nemt vil kunne hoppe af. Det skulle give noget mere sikkerhed, til at den ikke hopper af, og at den bliver så præcis som mulig. Det kunne forebygge eventuelle fejl opståelser, hvis potentiometeret ikke virker optimalt på grund af opstillingen.

Noget andet der kunne være godt for opstilling, ville være at bygge et beskyttede rum til alt elektronik delen samt flytte motoren ned til det andet elektronik, som sidder nederst på gruppens anlæg. Det skulle beskytte mod vejr forhold, som ville kunne skade elektronikken

 

Leave a Reply