VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF CONTROL AND INSTRUMENTATION ROBOTICKÉ PROSTŘEDKY PRO TĚLESNĚ POSTIŽENÉ ROBOTIC DEVICES FOR DISABLED BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR MARIAN DOJAVA Ing. JAROSLAV ŠEMBERA BRNO 2009
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav automatizace a měřicí techniky Bakalářská práce bakalářský studijní obor Automatizační a měřicí technika Student: Marian Dojava ID: 73065 Ročník: 3 Akademický rok: 2008/2009 NÁZEV TÉMATU: Robotické prostředky pro tělesně postižené POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ: Navrhněte a realizujte vylepšení vozíku pro tělesně postižené. Hlavním cílem je usnadnění naložení vozíku pohybově postiženým spoluobčanům do jejich automobilu po usednutí za volant a opětovné přistavení vozíku ke dveřím řidiče. Vozík je koncipován jako diferenciálně řízený podvozek. Pro řízení bude použito miniaturní PC s operačním systémem Linux. Vozík je nutné osadit vhodnými senzory. DOPORUČENÁ LITERATURA: Hrbáček, J.: Komunikace mikrokontroléru s okolím 1, BEN, 2002, ISBN: 80-86056-42-2 Robin R. Murphy: Introduction To Ai Robotics, The MIT press, 2000, ISBN: 0-262-13383-0. Termín zadání: 9.2.2009 Termín odevzdání: 1.6.2009 Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Šembera prof. Ing. Pavel Jura, CSc. Předseda oborové rady UPOZORNĚNÍ: Autor bakalářské práce nesmí při vytváření bakalářské práce porušit autorská práve třetích osob, zejména nesmí zasahovat nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a musí si být plně vědom následků porušení ustanovení 11 a následujících autorského zákona č. 121/2000 Sb., včetně možných trestněprávních důsledků vyplývajících z ustanovení 152 trestního zákona č. 140/1961 Sb.
Abstarakt Cílem bakaláské práce je vylepšení vozíku pro tlesn postižené. Ulehit je teba zejména naložení do auta postiženého. ešení spoívá zejména v realizaci dálkového ovládání. Práce se zabývá realizací komunikace mezi vybranými komponentami a realizací celého systému. Klíová slova I 2 C RS232 Ultrazvukový sníma SRF08 FOX Board LX832 Sabertooth 2X25 TCP/IP C/C++ C#
Abstract The goal of this bachelor thesis is a improvement of a wheelchair. It is need to facilitate placing a wheelchair into a car of person with disability. The solvent of this problem is especially realizing of a remote control. This thesis deals with implementation communication between the selected components and it deals with implementation the integral system, too. Keywords I 2 C RS232 Ultrasonic sensor SRF08 FOX Board LX832 Sabertooth 2X25 TCP/IP C/C++ C#
Bibliografická citace DOJAVA, M. Robotické prostedky pro tlesn postižené. Brno: Vysoké uení technické v Brn, Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií, 2009. 49 s., píloh 4. Vedoucí bakaláské práce Ing. Jaroslav Šembera.
Prohlášení Prohlašuji, že svou bakaláskou práci na téma "Robotické prostedky pro tlesn postižené" jsem vypracoval samostatn pod vedením vedoucího bakaláské práce a s použitím odborné literatury a dalších informaních zdroj, které jsou všechny citovány v práci a uvedeny v seznamu literatury na konci práce. Jako autor uvedené bakaláské práce dále prohlašuji, že v souvislosti s vytvoením této bakaláské práce jsem neporušil autorská práva tetích osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným zpsobem do cizích autorských práv osobnostních a jsem si pln vdom následk porušení ustanovení 11 a následujících autorského zákona. 121/2000 Sb., vetn možných trestnprávních dsledk vyplývajících z ustanovení 152 trestního zákona. 140/1961 Sb. V Brn dne: Podpis: Podkování Dkuji tímto Ing Jaroslavu Šemberovi za cenné pipomínky a rady pi vypracování bakaláské práce. V Brn dne: Podpis:
ÚSTAV AUTOMATIZACE A MICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií Vysoké uení technické v Brn I Píloha A Konfiguraní soubor Formát zápisu je: KLÍOVÉ SLOVO=HODNOTA;. Jednotlivá nastavení jsou oddlená novým ádkem. UPOZORNNÍ: na konci souboru musí být prázdný ádek. Klíové slovo Výchozí hodnota Význam SENSOR1 0xE8 Adresa 1. ultrazvukového senzoru SENSOR2 0xE2 Adresa 2. ultrazvukového senzoru SENSOR3 0xE6 Adresa 3. ultrazvukového senzoru SENSOR4 0xE0 Adresa 4. ultrazvukového senzoru SERIAL_ADDRESS 128 Adresa driveru Sabertooth 2x25 ( paket mód ) SPEED_REDUCTION 2 Redukce rychlosti (výsledná rychlost je touto hodnotou dlena) MOTOR_STEP_UP 2500 Nastavení nejvyššího možného skoku rychlosti ( zrychlení ) MOTOR_STEP_DOWN 2500 Nastavení nejvyššího možného skoku rychlosti ( zpomalení ) SENSOR_CORRECTION -131 Korekce výsledných hodnot získaných z ultrazvukových senzor SERVER_PORT 7090 íslo portu kde naslouchá server STOP_RANGE1 20 Vzdálenost pro zastavení na základ mení ultrazvukovým senzorem 1 STOP_RANGE2 20 Vzdálenost pro zastavení na základ mení ultrazvukovým senzorem 2 STOP_RANGE3 20 Vzdálenost pro zastavení na základ mení ultrazvukovým senzorem 3 STOP_RANGE4 20 Vzdálenost pro zastavení na základ mení ultrazvukovým senzorem 4 I2C_DEV /dev/i2c Cesta k zaízení I 2 C JOYSTICK_DEV /dev/js0 Cesta k zaízení JOYSTICK SERIAL_DEV /dev/ttys2 Cesta k RS232
ÚSTAV AUTOMATIZACE A MICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií Vysoké uení technické v Brn II Píloha B Ovládání Vozík je ovládán pomocí joysticku, podle jeho natoení se ídí motory. Jejich rychlost kopíruje polohu joysticku. V programu je aplikovaný píkaz pro blokování motor v rzných nebezpených situacích. Jejich optovné odemknutí je možné stiskem tlaítka 1 (stelba). Systém obsahuje také emergenci tlaítko, po jeho stisknutí dojde k okamžitému zastavení a zamknutí motor. Vzdálené ovládání pomocí klienta je totožné s lokálním ( nainstalovaným na vozíku ).
ÚSTAV AUTOMATIZACE A MICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií Vysoké uení technické v Brn III Píloha C Zdroj 5V/1A Pro napájení FOX boardu LX832 jsem postavil zdroj 5V/1A. Tento zdroj pracuje jako spínaný stabilizátor. Tento mní naptí 12-24V na 5V. Zapojení je pevzato z datasheetu obvodu LM2575. Návrh desky plošných spoj probhl v programu Eagle. Obrázek 1 Schéma zapojení zdroje Obrázek 2 Osazovací schéma
ÚSTAV AUTOMATIZACE A MICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií Vysoké uení technické v Brn IV Obrázek 3 Obraz spoj ze strany spoj Píloha D Obsah DVD Elektronická verze bakaláské práce Soubory Eagle Zdroj naptí Zdrojové kódy ídícího programu (FOX) Zdrojové kódy klienta pro ovládání Dokumentace ídící aplikace v HTML Skript pro spuštní aplikace pi startu FOX boardu Soubor s instrukcemi Funkní obraz systému pro FOX board ( fimage ) Virtuální PC s SDK s upravenými ovladai a aktuálním nastavením