Dieses Projekt entsteht in Zusammenarbeit mit drei Klassenkameraden und unserem Mathe- und Physiklehrer. Ziel unserer Arbeit ist ein geländetauglicher (hohes Gras, leichte Hügel, Waldwege), fernsteuerbarer Roboter, der eventuell später bei Empfangsverlust autonom arbeiten soll. Als Basis dient dabei nicht etwa ein einfacher Mikrocontroller oder dergleichen, sondern ein vollständiger Desktop-PC mit Linux als Betriebssystem, der über zwei Bleiakkus und ein entsprechendes Netzteil versorgt wird. Die zwei Motoren werden per PWM angesteuert, das neben weiteren digitalen Signalen auf der parallelen Schnittstelle des PCs ausgegeben wird. Dieser Schritt ist bereits erfolgreich gelungen und auch das parallele Abarbeiten mehrerer PWM-Kanäle funktioniert bereits. Eine Webcam soll Bilder aufzeichnen und per Live-Stream auf den Rechner übertragen, mit dem der Roboter gesteuert wird. Dieser wiederum sendet über Wlan oder das Mobilfunknetz Signale (vor allem zur Steuerung) über Peer to Peer an den Roboter. Diese werden von beispielsweise einem Gamepad, der Tastatur, einem Flightstick oder einem Lenkrad eingelesen und verarbeitet. Die Hardware des Roboters besteht im Wesentlichen aus einem quaderförmigen Aluminium-Chassis, auf dem die Komponenten instaliert werden können.

Da das alte Chassis unseren Anforderungen nicht mehr gerecht wurde, musste etwas Besseres her. Nachdem die Finanzierung geklärt war, wurden Aluminiumprofile, Komponenten für einen kettenbasierten Antriebsstrang und 16 Zoll Räder bestellt. Die Räder sind bereits angekommen und vorbereitet, auf die anderen Bauteile müssen wir noch warten.

Vor einigen Wochen habe ich einen Vortrag über das Projekt THOMAS, beziehungsweise meine Facharbeit über das Projekt, im Rahmen des Seminarunterrichts an der Schule gehalten. Zunächst gebe ich dort einen Überblick über das Projekt und das Team sowie über unsere Ziele. Des Weiteren gehe ich auf die Umsetzung von Hard- und Software ein und veranschauliche dies auch direkt am Roboter. Abgeschlossen wird der erste Teil der Präsentation durch einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung des Projekts.
Im zweiten Teil der Präsentation erläutere ich die Ergebnisse der Berechnungen, die am Roboter durchgeführt wurden und stelle die Ergbenisse in einen praktischen Bezug.

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Heute haben wir das Debugging der xml-rpc Funktionen fortgesetzt und konnten einige wichtige Erkenntnisse gewinnen:
1) Entgegen der Vermutungen vom letzten Treffen ist unsere Software client-seitig voll funktionsfähig.
2) Der Fehler liegt im xml-rpc-Server. Dieser wird nur bis zu einem bestimmten Punkt ausgeführt, bis es zu einem sogenannten “Segmentation Fault” oder zu Deutsch “Speicherzugriffsfehler” kommt. Ursachen hierfür können nicht richtig gesetzte Zeiger oder ungültige Operationen mit Zeigern sein. Zeiger haben die Funktion auf den Speicherbereich von im Arbeitsspeicher des PCs gespeicherten Daten (z.B. Variablen innerhalb einer Anwendung) zu verweisen [1].

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Heute hatten wir ein kurzes Teambriefing, in dem unter anderem geklärt wurde, wie wir im Weiteren mit dem Projekt THOMAS verfahren. Hintergrund ist die Tatsache, dass wir nächstes Jahr um diese Zeit unser Abitur schreiben werden und anschließend höchstwahrscheinlich nicht mehr die Möglichkeit haben, uns im Team zu treffen und an THOMAS weiterzuarbeiten. Aus diesem Grund sehen wir uns in unteren Klassenstufen nach geeigneten Nachfolgern um, die wir in das Projekt einweisen werden und die es nächstes Jahr ohne unsere Hilfe fortsetzen können.

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Endlich ist das Video unserer Testfahrt mit der neuen Joystick-Steuerung fertig geworden, sodass es nun präsentiert werden kann. Zu beachten ist, dass die meisten Probleme, die in diesem Video ersichtlich werden, bereits behoben sind. Darunter fallen die Verschiebung des Schwerpunktes nach hinten sowie der Umbau der Stoßdämpfer für eine härtere Federung des Roboters.

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Gestern wurden einige kleinere Veränderungen am Chassis vorgenommen, sodass sich der Schwerpunkt des Roboters etwas nach hinten verlagert hat und ein Umkippen verhindert wird.
Einer der nächsten Schritte wird die Implementierung der xml-rpc-Funktionen in den THOMAS-Quellcode sein, sodass eine vollständige Fernsteuerung auch im Joystick-Betrieb möglich sein wird.

Nachdem das Projekt THOMAS nun seit über eineinhalb Jahren läuft, ist es an der Zeit die zuletzt erstellte Projektdokumentation zu veröffentlichen.
Die Dokumentation wurde im Rahmen meiner Facharbeit erstellt, die neben der reinen Dokumentation auch einige sehr interessante Messungen am Roboter beinhaltet. Aus diesem Grund habe ich mich entschieden, an dieser Stelle die gesamte Facharbeit zu veröffentlichen. Anzumerken ist, dass es sich hierbei um eine ungekürzte Fassung handelt.

Die Dokumentation bzw. Facharbeit kann demnächst als gedrucktes Buch bzw. E-Book erworben werden. Nähere Informationen und eine Leseprobe zum Buch finden Sie im entsprechenden Artikel.

Heute hat das Software-Team die bisher nicht funktionstüchtige Software auf Fehler untersucht und diese behoben, sodass jetzt eine Steuerung des Roboters mithilfe des Joysticks möglich ist. Die nächsten Arbeitsschritte sehen die Übertragung der Joystick-Daten vom Host-Rechner zum Roboter mithilfe von xml-rpc (Übertragungsprotokoll) vor.
Im folgenden sind aktuelle Bilder des Roboters, sowie das Video der Testfahrt mit Joystick-Steuerung zu sehen.

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Gestern haben wir im PCGHX-Forum einen Projektthread gestartet. Dieser wird ebenso wie die Dokumentation auf LB-Projects mit Updates und Bildern versorgt. Reinschauen lohnt sich!