Sterowanie modelem mobilnej platformy po określonej trajektorii z

Sterowanie modelem mobilnej platformy po okre lonej trajektorii z wykorzystaniem
układów programowalnych,
stanowisko powstało w ramach pracy dyplomowej
magisterskiej wykonanej przez Ptach Piotr, Siera ski Sebastian, AM, Gdynia, 2008
Budowany
model
mobilnej
platformy
jest
wykorzystany
jako
stanowisko
laboratoryjne w Katedrze Automatyki Okr towej Akademii Morskiej w Gdyni w
laboratorium Techniki Cyfrowej. Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono widok stanowiska, które
składa si z nast puj cych elementów:
1. modelu platformy mobilnej wraz z układem sterowania,
2. odbiornika radiowego komunikuj cego si z komputerem poprzez interfejs RS232,
3. komputera osobistego z zainstalowanym oprogramowaniem WebPack ISE wyposa onego
dodatkowo w opracowany w ramach pracy dyplomowej program do rysowania trajektorii
robota,
4. programatora ZL11PRG.
1
2
4
Rys. 1. Widok stanowiska laboratoryjnego (z góry)
Program steruj cy przygotowano w
rodowisku WebPack, przeznaczonym do
programowania układów CPLD firmy Xilinx. Programator podł czony jest do portu
równoległego komputera oraz do portu JTAG na układzie steruj cym. Za jego pomoc
wysyłany jest na układ XC95108 program realizuj cy sterowanie modelem. Natomiast moduł
odbiornika radiowego podł czony jest do portu szeregowego (COM1) komputera przez
interfejs RS232.
Rys. 2. Model mobilnej platformy (widok z boku)
Schemat ideowy modelu przedstawiono na rysunku 3. Model ten zbudowano jako
podwozie wykonane ze szkła akrylowego, do którego przymocowano trójkołowy układ
lokomocji. Na górze mobilnej platformy platformy umieszczono układ steruj cy wraz z
akumulatorem zasilaj cym. Na przedniej listwie znajduj si trzy czujniki dotykowe, które
zbieraj informacji o przeszkodach znajduj cych si na drodze poruszaj cego si obiektu.
Tylne koło jest kołem swobodnym, nie nap dzanym, pełni ono rol podparcia. Natomiast dwa
przednie koła s stałe i s nap dzane dwoma niezale nymi silnikami, które wykonano na
bazie przerobionych serwomechanizmów (MG995). Zaprojektowana i zbudowana platforma
stanowi stabilny obiekt, który mo e porusza si we wszystkich kierunkach. Obiekt ten
wyposa ono równie w czujniki, których zadaniem jest zbieranie informacji o pracy układu.
Rol
czujników pełni
dwa transoptory szczelinowe umiejscowione przy silnikach
nap dzaj cych. Ich zadaniem jest pomiar obrotów silników w celu rozpoznania poło enia
obiektu. Wykrywaj one tak e fizyczny kontakt z przeszkodami wyst puj cymi na trasie
poruszania si modelu. Taki układ wprowadza sygnał sprz enia zwrotnego, co umo liwia
autonomiczn prac obiektu.
250
koło nap dowe
lewe
czujnik dotykowy
rodkowy
235
czujnik
obrotów lewy
140
wolne koło
czujnik
dotykowy lewy
czujnik
obrotów prawy
koło nap dowe
prawe
czujnik
dotykowy prawy
Rys 3. Budowa modelu platformy mobilnej
Do sterowania modelem wykorzystano jedena cie sygnałów wyprowadzonych z
układu CPLD. Cztery sygnały odpowiadaj
za sterowanie silnikami, po dwa na ka dy
serwomechanizm. Jeden z sygnałów odpowiada za zał czanie napi cia na nap dzie, za drugi
za zamian kierunku obrotów. Pozostałe siedem sygnałów wykorzystano do pracy czujników.
Trzy sygnały zbieraj informacje z czujników dotykowych. Kolejne cztery odpowiadaj za
prac czujników pomiaru obrotów, po dwa na ka dy transoptor, przy czym jeden z sygnałów
zał cza zasilanie elementu, natomiast drugi odbiera impulsy okre laj ce obroty silnika.
Mo liwa jest praca obu silników jednocze nie oraz nagła zmiana kierunku obrotów bez
konieczno ci stosowania przerw mi dzy kolejnymi sekwencjami ruchu. ,Zbudowany obiekt
wyposa ono w akumulator Sunnyway SW613 (6V, 1.3Ah) zamontowany za układem
steruj cym. Wykorzystanie takiego
mobilnej przez czas do jednej godziny.
ródła zasilania umo liwia prac
modelu platformy