Elektronik

Worum geht's?

Bei der Elektronik im Roboterfussball geht es darum, die komplette Steuerungs-Elektronik, die Elektronik für die Funk-Verbindung zwischen Rechner und Roboter und die Microcontroller-Technik für die Regelungen am Roboter zu entwickeln.

Wer kann mitmachen?

Bestens bist Du geeignet für diesen Bereich, wenn Du EEI, I&K oder Mechatronik studierst. Aber viel wichtiger als das Fach, das Du studierst ist, dass Du Spaß am Basteln und am selbstständigen Entwickeln von Elektronik-Komponenten hast.

Was gibt's zu tun?

 Wir entwickeln alle Schaltpläne, Layouts und Platinen komplett selbst. Wir verwenden dazu die leicht zu bedienende Layout-Software EAGLE von CadSoft. Außerdem bestücken wir unsere Platinen auch selbst. Viele SMD-Bauteile und Microcontroller mit kleinen Beinchen zu löten erfordert eine ruhige Hand, stellt aber mit dem vorhandenen passenden Werkzeug kein größeren Problem dar.

 

 

 

 

 

  

Ansteuerung Brushless-Motoren

Seit 2010 verwenden wir 30W-Brushless Motoren von Maxon. Diese bürstenlosen Gleichstrom-Motoren besitzen keine Bürsten zur Kommutierung des Stroms durch die Anker-Spulen. Dieses Umpolen muss elektronisch geschehen. Dazu müssen wir zunächst genau wissen, wo der Rotor sich gerade befindet und dann den Strom immer genau im richitgen Moment umpolen. Außerdem arbeiten wir gerade an einer kompletten Neuüberarbeitung der gesamten Elektronik.

 

 

 

 

Roboter 2011

Microcontroller

Wir verwenden mitterlweile eigentlich nur noch ARM Cortex M3, speziell STM32 (32-bit Controller von STMicroelectronics). Die sehr leistungsfähigen Microcontroller setzen wir in verschiedenen Größen zwischen 48 und 100 Pins an. Diese moderne Microcontroller-Familie hat bei uns die weit verbreiteten ATMegas abgelöst.

Komponenten im Roboter

1. Hauptplatine

Aufgaben
  • Ansteuerung der Rad-Motoren
  • Regelung der Geschwindigkeiten und Drehgeschwindigkeiten
  • Funkmodule
  • Ansteuerung des Dribbler-Motors
Teile
  • ARM7-Controller
  • Atmel-Controller
  • 433 MHz Funkmodul
  • 868 MHz Funkmodul
  • CAN-Bus

2. Schussplatine

Aufgaben
  • DC-DC-Wandler Step-Up-Converter 12V => 200V
  • Ansteuerung der Hubmagneten für
    • Hochschuss
    • Linearschuss
Teile
  • ARM Cortex M3-Controller
  • Kondensator 250 V, 4700 µF
  • 2 Hochleistungs-MOSFETs
  • Spitzenstrom: 200 A
  • CAN-Bus
  • Sicherheitsrelais

Ball-Erkennung

  • Die Erkennung der Ball-Position über das Kamera-System ist zu ungenau.
  • Direkt vor den Schusseinrichtungen ist eine Lichtschranke aufgebaut, bestehend aus:
    • Einer Infrarot-LED als Licht-Sender
    • Einem Infrarot-Phototransistor
  • Sobald der Ball die Lichtschranke unterbricht kann der Schuss ausgelöst werden
  • (Der eigentliche Schuss-Befehl kommt von der KI)