Samořízené auto na autodráhu

Transkript

1 Bakalářská práce Samořízené auto na autodráhu Autor: Jan Šimon Vedoucí: Ing. Jan Koprnický, Ph.D. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/ , který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

2 Struktura prezentace Úvod Hardware Software Zhodnocení 2

3 Úvod Práce se zabývá tvorbou samořízeného auta na autodráhu a účastí na soutěži FRC Auto je řízené procesorem. Obsahuje řadu senzorů, jako je například akcelerometr, senzor startu, senzor otáček, atd. 3

4 Hardware 4

5 Řízení a napájení Procesor pomocí H-můstku řídí otáčky a směr otáčení motorku. Řízení je prováděno pomocí PWM. Auto obsahuje záložní zdroj, který je připojen pomocí elektronického spínání do stabilizátoru. 5

6 6

7 Senzory Oba senzory jsou připojeny pomocí OZ k procesoru. Jejich stav je signalizován LED diodami. 7

8 Software Základem je rozeznávání napětí a spínání záložního zdroje. Dále je to měření překřížení a startů. Nastavování načítacího, ukládacího a synchronizačního podprogramu. 8

9 Ukládání mapy trati Prvním krokem je správné filtrování dat a správné čtení ze senzorů. Pro ukládání naměřených dat byla použita SD karta, na kterou se hodnoty zapisují do souboru. Uložená data jsem zobrazoval do grafů pomocí prostředí Matlab. 9

10 Zobrazení dat 10

11 Vyčítání z mapy trati Vyčítají se dvě hodnoty najednou. Začátek a konec zatáčky. Nastavování rychlostí je posunuté tak, aby se rychlost snížila ještě před zatáčkou a zvýšila ještě před vjezdem do rovinky. Při vyjetí ze zatáčky se nastaví rychlost a načtou nové dvě hodnoty. 11

12 Zhodnocení Podařilo se mi zkonstruovat funkční model auta na autodráhu a navrhnout slušný řídicí algoritmus. Úspěšně jsem se účastnil soutěže FRC 2012, kde jsem obhájil čtvrté místo. Získal jsem řadu zkušeností s různými vývojovými prostředími. 12

13 Děkuji za pozornost 13

14 Výpočet zrychlení 14

15 V našem případě je tedy maximální zrychlení, kterého auto dosahovalo a = 8 m/s 2. Hodnota 180 odpovídá zrychlení a = 1,779 m/s 2. Hodnota 175 odpovídá zrychlení a = 1,729 m/s 2. 15

16 16

17 Mikrokontrolér a mikroprocesor. Mikrokontrolér nebo také mikropočítač je součástka, která obsahuje mikroprocesor, paměť, I/O, atd. Mikrokontrolér se používá pro řízení různých procesů. Zároveň je schopen komunikovat s okolím. Mikroprocesor je zodpovědný za správné načítání, dekódování a vykonávání jednotlivých instrukcí uložených v programové paměti. (Většinou bývá spojen s ALU) 17

18 Úpravy hardwaru Oboustranný plošný spoj. Snížení hmotnosti auta. Změna senzoru startu. Použití ultrazvukového snímače. 18

19 Úpravy softwaru Zrychlování každé kolo. Při výpadku použití nižší rychlosti. Ukládání bodů výpadku do mapy trati. 19