FACULTATEA DE AUTOMATICA, CALCULATOARE, INGINERIE ELECTRICA SI ELECTRONICA

Galati

PROIECT

PROIECTAREA SISTEMELOR INFORMATICE

Profesor coordonator:Serbencu Adrian

Student:Pirvu Ioan Daniel

A.I.A.-2241B

2013

INTRODUCERE

Tema proiectului consta in proiectarea unui robot cu senile controlat de la distatna prin intermediul unui smartphone.

Model Robot

Componentele sistemului sunt urmatoarele:

-placa Arduino

-placa Ardumoto

-platforma

-motoare

-senile

-conector Bluetooth

-smartphone care ruleaza android

-aplicatie android

-acumulator

1

ASPECTE GENERALE

Dintre roboţii mobili, cei care se deplasează pe şenile sau roţi cu pneuri sunt folosiţi tot mai mult pentru executarea unor lucrări speciale cu grad mare de pericol pentru operatorul uman, dintre care se menţionează: manipularea şi neutralizarea muniţiilor neexplodate;executarea unor culoare prin câmpurile demine; cercetarea autovehiculelor, trenurilor, aeronavelor şi a clădirilor, urmată de neutralizarea dispozitivelor explozive descoperite în aceste vehicule.În vederea executării unor astfel de operaţii, roboţii mobili sunt echipaţi cu dispozitive speciale ca:aruncător de flăcări, detectoare de explozivi, disruptoare, cleşti etc.Braţul acestor roboţi mobili este un manipulator spaţial de tip RRT sau RRR, cu trei grade de mobilitate (libertate), utilizat ca mecanism de poziţionare şi generator de traiectorie.Roboţii mobili sunt comandaţi de la distanţă (prin unde radio sau prin cablu), sistemele de acţionare ale braţului manipulator fiind de tip electro-hidraulic sau electric, cu motoare hidraulice liniare sau motoare electrice rotative. La realizarea sistemelor de locomoţie ale roboţilor mobili trebuie să se aibă în atenţie îndeplinirea unor activităţi complexe cum ar fi: abordarea scărilor, escaladarea diferitelor obstacole, deplasarea în terenuri accidentate etc.În astfel de situaţii, siguranţa în funcţionarea robotului mobil depinde în principal de stabilitatea acestuia (pentru evitarea răsturnării sub greutatea proprie sau a sarcinii purtate) şi de aderenţa la terenul pe care se deplasează (pentru evitarea patinării chiar în condiţiile unui sol cu caracteristici nefavorabile).Gabaritul redus (atât longitudinal cât şi transversal), ca şi greutatea proprie redusă, reprezintă condiţii extrem de severe impuse roboţilor mobili; aceştia trebuie să pătrundă în clădiri şi locuri mai puţin accesibile, să se deplaseze pe culoare sau în pasaje proiectate iniţial numai pentru accesul operatorului uman. Ţările puternic industrializate au în dotarea forţelorarmate roboţi mobili înzestraţi cu echipamente de lucru, care permit efectuarea operaţiilor de detecţie,manipulare şi neutralizare a muniţiilor ne-explodate şi a dispozitivelor explozive capcană. Montate la capătul ultimului braţ al manipulatorului – robot, aceste echipamente de lucru pot fi: detector de metale sau explozivi la adâncime, dispozitiv de prehensiune tip cleşte, instalaţie de control prin radiografiere,disruptoare de diferite categorii.În domeniul protecţiei civile, roboţii mobili sunt folosiţi pentru a interveni în locuri aglomerate (aeroporturi, gări, pieţe etc.) pentru a detecta şi neutraliza unele dispozitive explozive capcană (colete, genţi diplomat etc.).Roboţii mobili cu sistem de locomoţie cu şenile sunt realizaţi într-o gamă foarte variată dedimensiuni şi greutăţi, având diferite grade de mobilitate, în funcţie de complexitatea operaţiilorpe care trebuie să le efectueze, cu diferite viteze de deplasare.

2

SPECIFICATII HARDWARE

1.Placa ArduinoArduino UNO este o platforma de procesare open-source, bazata pe software si hardware flexibil si simplu de folosit. Consta intr-o platforma de mici dimensiuni (6.8 cm / 5.3 cm - in cea mai des intalnita varianta) construita in jurul unui procesor de semnal si este capabila de a prelua date din mediul inconjurator printr-o serie de senzori si de a efectua actiuni asupra mediului prin intermediul luminilor, motoarelor, servomotoare, si alte tipuri de dispozitive mecanice. Procesorul este capabil sa ruleze cod scris intr-un limbaj de programare care este foarte similar cu limbajul C++

2.Placa ArdumotoArdumoto este un driver de motoare pentru Arduino, care permite controlul a două motoare de curent continuu. Bazat pe puntea H de tip L298, Ardumoto poate conduce până la 2 amperi pe canal. Placa Ardumoto se alimentează de la aceeași linie Vin ca și placa Arduino, include LED-uri albastre și galbene pentru a indica direcția activă, precum și toate liniile de driver sunt protejate de diode de tip EMF.

Specificatii:-Controlul pentru motor este atașat la OUT1/2 este conectat la linia digitală 12 (direcția A) și la linia digitală 3 (PWM A);-Controlul pentru motor este atașat la OUT3/4 este conectat la linia digitală 13 (direcția B) și la linia digitală 11 (PWM B);

3

Schema electrica Ardumoto

3.MotoareCele doua motoare folosite vor fi motoare de stergataore de parbriz deoarece sunt prevazute cu un cuplu ce ajuta la angrenajul usor al senilelor cat si posibilitatea acestora de a fi alimentate la tensiunea de 12v generata de driverul L298 de pe shield-ul Ardumoto.

4

4.Conector BluetoothCONECTOR BLUETOOTH MATE SILVER PENTRU ARDUINO (CLASA 2, 10 METRI)Acest modem Bluetooth functioneaza excelent cu Arduino. Este foarte simplu de utilizat (pur si simplu datele scrise pe pinii RX/TX sunt disponibili la receptor) - din acest punct de vedere putem considera ca si cum pinii RX/TX sunt conectati prin fire obisnuite intre emitator si receptor.Modemul dispune de un modul de clasa 2 RN-42, simplu de utilizat si cu documentatie excelenta.Modemul are regulatoare de tensiune pe placa, astfel incat poate fi alimentat intre 5V  si 6 V. Specificatii:- modem Bluetooth clasa 2 - atinge 10 metri ca distanta de transmisie- consuma in medie 25 mA- conexiune criptata- frecventa 2.4~2.524 GHz- tensiune de alimentare 3.3 - 6 V- capabil de rate de transfer intre 2400-115200 bps (configurata by default la 9600 bps)- temperatura de operare - 40 ~ + 70 C- antena inclusa pe placa

5.SmartphoneControlul de la distanta al robotului se va face cu un telefon dotat cu bluetooth si senzor de accelerometru.Directia robotului va fi influentata de miscarile telefonului percepute de senzor si preluate de aplicatia android care la randul ei va emite comenzile conectorului bluetooth conectat la microcontrolerul arduino al robotului.

5

SPECIFICATII SOFTWARE

Programarea robotului:Mediul de programare folosit in programarea robotului este in C++ iar acesta este disponibil in functie de sistemul de operare.Inainte de a incarca codul programului se efectueaza pasii urmatori:Tools -> Board se alege optiunea “Arduino Pro or Pro Mini (5 V, 16 MHz) w/Atmega328” si in meniul Tools -> Serial Port se alege portul serial asociat placii Arduino (atunci cand se introduce cablul USB).Se incarca codul sursa in program.

Mai departe, alege “Upload to I/O Board” din meniul File. Mesajul de “Upload Complete”din bara de status semnalizeaza ca totul este in ordine.

6

Software-ul din telefonul mobilAmarino este o aplicatie open-source care trimite prin Bluetooth diverse date care tinde senzorii telefonului mobil. Astfel, poate fi configurata sa trimita pozitia telefonului,directia nordului, SMS-urile primite, si orice alta informatie culeasa de oricare dintresenzorii telefonului.

7

ASAMBLARE ROBOT

Asamblarea componentelor prezentate mai sus se va face pe platforma construita manual din materiale usoare.Aceasta platforma trenbuie sa imbine toate elementele componente ale partii electronice cat cele mecanice.Platforma este compusa din schelet lemnos invelit in fuselaj de tabla subtire de aluminiu.Astfel in interiorul platformei sunt montate motoarele, iar in exterior pe partile laterale sunt montate rotile de sustinere a senilei.În general, sistemul de deplasare cu şenile are în componenţă:• o roată motoare ;• o roată de întindere;• duna sau mai multe roţi purtătoare;• una sau două roţi de susţinere a şenilei;• şenila, realizată ca un lanţ articulat plan.

Senilele vor fi confectionate din 2 randuri de lanturi de bicicleta si ghidate pe role de silicon.

8

DOCUMENTATIE

Arduino.cchttp://www.robofun.ro/kit-roboti/kit-robot-senile-arduino-driver-bluetoothhttp://www.instructables.com/id/How-to-make-custom-and-strong-tank-tracks-for-very/http://www.androider.ro/cum-construisc-un-robot-cu-senile-comandat-de-android-2928http://www.rctankcombat.com/articles/track-systems/http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=0LMrxtlpBQk –test robot video demo

9