Obligatorisk oppgave nr. 4

Denne oppgaven best?r av valgfrie deloppgaver, flere valg kommer snart. Man velger en av oppgavene

Hva som skal leveres

Fysisk demonstrasjon for din gruppel?rer av system som virker som beskrevet under:

All kode m? lastes opp p? Devilry.

Det kan bli etterspurt muntlig forklaring av koden, og gruppel?rer vil typisk ikke godkjenne obligen hvis dere ikke kan forklare godt hva koden gj?r.

Tilbakemeldinger

Under demonstrasjon for gruppel?rer i gruppetime, vil man kunne diskutere med gruppel?rer de l?sninger og metoder som er valgt, samt problemer og overraskelser som m?tte dukke opp.

Leveringsfrist

• 10/5 kl. 23.59

Oppgave - valg 1

Lysf?lger

Den medf?lgende fototransistoren er mest f?lsom for lys som kommer inn vinkelrett p? toppplaten. Vil man ha enda bedre retningsf?lsomhet kan man evt. lime sort tape rundt sidene slik at man f?r en trakt/skylapper. Denne effekten kan man bruke til ? lage en liten robotarm som f?lger solen eller en annen lyskilde som beveger seg. Man kan enkelt montere fototransistoren til servoen i Adruino kittet slik som vist i figurene under. Servoen roterer til vinkel gitt av gjennomsnittsverdien p? et PWM signal (analogWrite). Sort ledning er GND, r?d ledning er 5V (power) og hvit ledning er PWM.?

Man kan koble den lysf?lsomme transistoren til ledninger slik som vist i figurene under. Hvis man presser med fingeren slik som vist, vil pinnene f? relativt god kontakt med ledningene.

For ? f? servoen til ? f?lge en lyskilde m? man lese av fototransistorens verdi. Man kan for eksempel la servoen s?ke ved ? ?ke vinkelen s? lenge lysstyrken ?ker, og n?r styrken minker - stopper man og g?r tilbake. P? denne m?ten oscillerer servoens vinkel rundt den vinkelen som gir st?rst lysstyrke. Det kan v?re gunstig ? inkludere noe delay i koden.

Arduinos fototransistor - datablad. 1kOhm resistor i serie er bra. Lang pinne kobles mot Vdd.

• NB: med kun en sensor m? servoen oscillere rundt m?lvinkel. Hvis dere vil slippe dette, kan dere l?ne en ekstra sensor (h?r med grupel?rer) slik at dere leser av to sensorer som har en liten vinkel mellom seg. Dette gir enklere kontroll, men mer ? koble opp.?

Oppgave - valg 2

Dynamixel-basert robotarm

I figuren under ser vi de komponentene som skal til for ? lage en 2-akse robotarm. Dynamixel-sevoene er her montert inn i en 3D printet fot. Hvis dere har lyst og tid kan dere ogs? 3D printe holdere og fiksturer, men det er ogs? greit ? bruke de ferdige brakettene som ligger p? labben til ? lage en minimalistisk robot arm.

De komponeneten som m? brukes er:

• En power regulator, kobles til 12V batterieliminator
• En USB dongle, pass p? at bryteren peker vekk fra USB porten
• 2 stk AX12 eller AX18 servoer
• 3-pins kabler som kobler sammen alle komponentene over. Vilk?rlig rekkef?lge

Servoene styres fra din egen Python kode (sp?r GPT-4) gjennom serieport. For ? f? en servo til ? rotere til en gitt vinkel med en gitt hastighet

• Send f?rst over hastigheten (1-1023) til "Moving Speed"-register i servoen, adressen til dette registeret er 32
• Send s? over den nye vinkelen (0-1023) tilsvarer 0-300 grader, til "Goal Position"-registeret i servoen, adresse er 30

I det ?yeblikket den nye vinkelen er sendt over til registeret vil servoen g? til den nye vinkelen med spesifisert hastighet.

For ? spesifisere hvilken servo dere vil snakke med, m? dere F?RST sette inn en unik ID i hver servo - typisk verdi 1-10. Dette gj?r dere ved ?

• f?rst s?rge for at KUN en servo er koblet til 3-pins bussen. F?rste gang dere bruker en servo har den ID=1, og baud rate = 1000000 som default,
• bruke programmet DYNAMIXEL Wizard 2.0 til ? sette ID til en unik verdi. Fint ? teste servoen samtidig fra programmet. Vi bruker position mode ikke wheel mode

Under ser vi DynamixelWizard. F?rst klikker man options, i vinduet som kommer opp setter man parametre for skanning slik som vist med din aktuelle serieport valgt, s? skanner man, og s? finner programmet servoen og du kan sette ID slik som indikert. Her kan man ogs? teste ? bevege servoen til en ny posisjon

Spesifikasjoner

Oppgave - valg 3

I denne oppgaven styrer vi en steppermotor i begge retninger ved ? kommutere den i fullstep. Vi bruker en enkel og billig motordriver (TB6612FNG) som er basert p? 2 stk H-bruer. Denne motordriveren er brukt i eksempler i forelesningene som snart kommer. Forelesning fra 2025. Det vil v?re tilgjengelig steppermotorer p? labben av typen Nema-17 Mercury motors. Motordriveren b?r forsynes med 10V p? pinne VM (maks 12V).

Hva som skal demonstreres:

1. Motor som kj?rer i fullstep med 0.1 omdreininger per sekund (6 RPM) i 10 sekund. Retning: med klokken (CW)
2. Motor som kj?rer i fullstep med 0.2 omdreininger per sekund (12 RPM) i 5 sekund. Retning: mot klokken (CCW)

Man m? bruke motordriveren TB6612FNG

Frivillig - konkurranse:

Ved fullstep lager motoren tydelig lyd med en frekvens som er gitt av steppfrekvensen, dvs. man kan spille musikk p? en steppermotor. Eksempel: 440 stepp per sekund gir 440 Hz som er note A. Pause mellom noter kan lages av delayMicroseconds(). P? nettet finner man mange gratis eksempler p? musikk i formatet MIDI. Dette er et enkelt format som man kan kikke p? og manuelt eller automatisk omforme MIDI musikkfiler til stepp med riktige pauser mellom.?

Her er endel eksempler p? musikk spilt av p? diverse mekatroniske system. Alle er MIDI basert. Man kan godt bruke flere motorer i denne konkurransen, maks 4 stk.

1. Steppermotorer: Star Wars, Daft Punk, Dr. Wily's Theme
2. Floppotron: Final countdown
3. Tesla coils (livsfarlig ? v?re n?r, 1 million volt): Bach - Toccata, Beethoven - Virus

Det vil bli demonstrasjon og k?ring av beste steppermusikk p? siste felles?velse - premie til den beste.

Oppgave - valg 4

"Do it yourself" DC motor

I denne oppgaven vikler dere en spole av kobbertr?d ved hjelp av en elektrisk drill, og bygger en DC motor slik som vist i denne videoen.

Dere kan bruke ferdig 3D printede deler slik som vist i figuren under.

?

Her vises permanentmagnet (nedodynium) med bl? farge, spole med gul farge og aksling med r?d farge. Kommutatoren er ikke vist p? dette bildet. Dere kan tilf?re str?m ved ? manuelt holde to ledninger fra spenningskilden intil kommutatoren.

F?r dere kobler til spenning m? dere m?le motstanden i spolen med multimeteret og beregne str?mmen som vil g?. Str?mmen b?r ikke v?re st?rre en 2 -3 ampere pga. varmeutvikling og smelting av PLA plasten i spolen. Ha dette i tankene n?r dere velger antall vindinger.

Dere m? vikle deres egne spoler og montere deres eget oppsett.

VIDEO

NB1 : N?r dere vikler spolen, pass p? ? vikle veldig forsiktig s? ikke den 3-delte spoleholderen demonteres, da f?r dere ikke p? den tr?den dere har viklet og m? starte ? vikle ny tr?d p? nytt

NB2 : N?r dere har tredd tr?d i kommutatoren m? dere slipe vekk lakken med sandpapir. Lakken er en isolator.

NB3 : For ? f? hastighet m? dere holde ledningene veldig forsiktig intill kommutatoren slik at den ikke bremses.

(Husk at mangetene har en retning) :)

?