Bygga en robotarm för Science Olympiad (1 / 14 steg)

Steg 1: S. 1, Plan: kontrollera strukturerar

I detta system har en eller två piloter direkt kontroll över varje ställdon i hela systemet. Detta innebär vanligtvis en VEX remote med joysticks som är tänkta för att placera en massa servon på samma gång. En konkurrent såg vi hade någon slags Lego eller K'nex kit som tillät honom att skriva i vinklar med en bärbar dator med en bluetooth-sändare.

Även om det är den absolut enklaste vägen att gå om att bygga en robotarm, det också fungerar inte mycket bra och är långsam till kontroll. I bästa fall människor med VEX robotar kunde placera 2-3 objekt (inte batterierna ändå, eftersom de var för tung), och i värsta fall de placeras ingen och havererade spelplanen.

Ett lag används detta robotarm kit, tillsammans med mycket små mekaniska ändringar (bara nog för dem att inte blir diskvalificerad, dock), men kunde inte placera ett objekt.

Fördelar:
-Billig och lätt att montera, om VEX eller Lego delar finns till hands
-Kan byggas kvällen innan om du skjutit
-Ingen kod
Nackdelar:
-Svårt att kontrollera och vag

II. automatiserade, nr Feedback

Varför göra en mänsklig pilot armen när du kan bara preprogram ett gäng vinkel koordinater och gripdon för armen att resa mellan? Eftersom vi på förhand vet platserna för alla objekt på spelplanen, deras platser kan vara hårdkodad och vi kan hoppas att domarna kommer att ställa in deras spelplanen exakt till de korrekta specifikationerna.

Fördelar
-Ingen användarfel
-Snabbare än helt manuell kontroll
-Ingen GUI krävs
Nackdelar
-Kommer att misslyckas om objekten inte är exakt på den förprogrammerade platser, med undantag för naglar, som kan plockas upp av en elektromagnet som bara behöver vara tillräckligt nära, men inte just på sina platser
-Betydande kodning (jämfört med noll) inblandade

III. automatiserade, med Feedback

OK, i själva verket gör domarna misstag - tillräckligt stort misstag för armen att missa om du bara svårt koden vissa koordinater. Vi upptäckte detta den hårda vägen på regiontävlingen, även om vi fortfarande vann med en automatiserad controller utan feedback, att majoriteten av de objekt vi avsåg att plocka upp.

En lösning på detta problem är att lägga till sensorer som IR-sensorer eller ultraljudssensorer att försöka fastställa om ett objekt är. Detta skulle kräva mycket mer kod än någon annan alternativa, och dubbelriktad kommunikation mellan dator och mikrokontroller, om inte all kod finns på chip.

Fördelar
-Samma som automatiserad, utan återkoppling
-Kommer inte att misslyckas om objekt är placerade med några fel
Nackdelar
-Kräver dyra sensorer
-Ännu mer kod, igen ökar genom ett betydande belopp från det tidigare fallet

IV. en kompromiss...

Den enklaste lösningen på det problemet med den automatiska kontrollanten med någon feedback är att lägga till några grundläggande användare inmatningsalternativ att justera positionen på armen när det handlar om att plocka upp eller placera ett objekt, inte för att lägga till sensorer. Armen går igenom hårdkodade positioner, väntar på att användaren att använda piltangenterna för att göra justeringar och fortsätter sedan. I huvudsak ger användaren feedback, i stället för eventuella givare på armen själv. Detta är vad vi gjorde.

Fördelar
-Alla fördelarna med en handkontroll som är automatiserade med feedback, men utan nackdelen att kräva sensorer och mycket mer kod
Nackdelar
-Du vill skriva ett GUI för detta (bild 1), vilket är lite mer kod