B4 project start

Da un po’ troppo tempo mancano aggiornamenti sul sito, se escludiamo una lenta traduzione degli articoli esistenti in Inglese attualmente in corso, volevo in questo post aprire ufficialmente i lavori ad un nuovo Robot che avevo già annunciato in modo molto vago qualche tempo fa. Come al solito, quando mi viene una mezza idea, la prima cosa che riesco a fare è trovargli un nome che questa volta è “B4″, non è proprio un nome di mia fantasia ma si tratta di una citazione, vediamo chi è il primo che posta un commento con l’indicazione della citazione?
Ma veniamo alle cose serie, in passato ho sempre pensato a Robot con dimensioni contenute nel classico 20x20cm della Robot Explorer, ma questa volta ho pensato di realizzare un Robot più grande, che fosse per me una solida e funzionante base di partenza per studi futuri, per questo mi sono orientato su una base circolare con il diametro di 36cm. Il progetto prevede la realizzazione di un sistema in grado di muoversi in un ambiente “domestico”, composto da un controllo motori, sensori di prossimità per evitare gli ostacoli e sistema di alimentazione controllato, mentre per la parte di “super visione/gestione” di queste periferiche non voglio imporre vincoli specifici, ma avere la possibilità di usare qualsiasi cosa, che sia un PIC, un mbed, uno smartphone Android, un piccolo netbook o un mastodontico super server collegato tramite WiFi. Forse sarebbe meglio parlare di una base sperimentale, più che di un Robot vero e proprio, da usare per sviluppare sistemi di controllo principale di tutti i tipi. Per la prima versione ho pensato di utilizzare mbed come sistema centrale che sarà dedicato a controllare tutte le periferiche, anche se ho avuto delle idee per implementare delle funzioni di visioni artificiale per cui dovrei usare almeno un netbook, ma vediamo nel dettaglio lo schema a blocchi del progetto.

B4_Diagram.png


Analizziamo lo schema a partire dal blocco in alto a sinistra, il Battery Monitor, come avevo scritto in un altro post, i tempi sono maturi per passare ad utilizzare batterie LiPo senza spendere una fortuna sui nostri Robot, ma per non rovinare questo tipo di batterie è meglio tenere sotto controllo il loro livello di carica, per farlo pensavo di utilizzare un PIC che potesse segnalare lo stato di carica tramite un LED e staccare l’alimentazione a tutto il sistema se si scende sotto la la soglia minima, poi visto che c’è il PIC perché non permettere al sistema centrale di controllare il livello di carica? Per questa sezione ho già uno schema di massima e idee su come realizzarlo, ma ancora non ho realizzato un circuito per effettuare i primi test.
Continuando verso destra dello schema, c’è il secondo blocco dell’alimentazione, si tratta di un circuito Switching Step Down per l’alimentazione, il cui scopo è quello di ridurre la tensione che arriverà sugli stabilizzatori a 5V delle altre schede. Questo perché l’alimentazione principale sarà fornita da una batteria da 14,4V, tensione che sarà applicata direttamente al Ponte H per pilotare i motori che sono da 12V, mentre per gli stabilizzatori che devono ridurre i 14,4V della batteria a 5V, sono costretti a dissipare tanta energia in calore, con conseguente scarica della batteria più rapida. Per ottimizzare i consumi utilizzerò lo Step Down, grazie anche all’esperienza e il supporto di Guido, in questo modo la tensione che arriverà in ingresso agli stabilizzatori sarà di 7V riducendo al minimo le perdite di energia sotto forma di calore.
Il punto fondamentale dello schema è il BUS RS485 che ho scelto per l’interconessione tra i vari sistemi, il motivo che mi ha orientato su questa soluzione rispetto ad altre tipologie di BUS è dovuta anche al fatto che ultimamente altri amici Robottari lo stanno utilizzando per i loro progetti, e mi è sembrata da subito una buona idea realizzare qualcosa che potesse in qualche modo essere comune ad altri progetti, per permettere oltre allo scambio di esperienze anche la possibilità di utilizzare soluzioni circuitali di altri con il minimo sforzo. In fin dei conti questo per me è un hobby non un lavoro (purtroppo), quindi se qualcuno realizza qualcosa che può tornarmi utile, mi permette di perdere meno tempo e raggiungere prima il risultato che mi sono prefissato.
Passando ai blocchi nella parte bassa dello schema, la Sensor Board come dice il nome stesso, è quella che si occuperà della gestione di tutti i sensori telemetrici e di rilevazione ostacoli. Nell’ottica di realizzare qualcosa che potesse tornare utile anche ad altri sto cercando di progettarla in modo da renderla più versatile possibile, anche se per questioni di costo sono costretto a limitarmi all’utilizzo dei sensori che avevo nei cassetti a prendere polvere. Questa è anche la scheda che al momento si trova in una fase di sviluppo più avanzata, ma ne parlerò più in dettaglio in un prossimo post.
Il controllo motori sarà affidato al blocco Motor Control, tramite una scheda realizzata dall’amico Stefano, con cui collaborerò per lo sviluppo del software per il controllo PID, tale progetto segue le linee di quello di Guido. Dimenticavo di dire che questa scheda è un altro motivo che mi ha spinto verso l’utilizzo del BUS 485, visto che Stefano l’ha progettata e realizzata così (fortunatamente).
Infine la scheda di controllo del Robot, come anticipato prima, sarà basata su mbed, almeno per il momento, dotata di un modulo WiFly per la trasmissione di dati telemetrici verso un PC. Su questa parte al momento ho poche idee, ma ben confuse, non credo che farà cose molto complesse oltre a orchestrare il funzionamento delle varie periferiche.

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