Võitlusroboti ehituse ABC

Kõigepealt olgu ära mainitud, et tehnoloogiliselt erinevaid lahendusi võitlusroboti ehituseks on lõputult palju. Proovin ära kirjeldada mõned lihtsamad ja odavamad võimalused, mida olen katsetanud, kuid kindlasti leidub palju alternatiive pakututele.


Millest üldse koosneb võitlusrobot? Väga üldistavalt võib nimetada komponendid, milleta reeglina võistlusrobot hakkama ei saa:


  • Mootorid ja rattad, mis tagavad roboti liikumise. Nende liikumise tagamiseks on vaja ka kontrollerit.

  • Relv ja selle mootor või muu mehhanism relva aktiveerimiseks. Samuti ka siinkohal on vaja liikumiseks kontrollerit/kontaktori või klappi.

  • Soomus kaitseks vastase relva eest, mis võib ühtlasi moodustada ka roboti kere.

  • Kaugjuhtimise saatja ning vastuvõtja komplekt.

  • Aku(d).

Kõigi eelmainitud komponentide kaalu ja võimsuse suhet saab muuta vastavalt strateegiale, mida soovitakse rakendada – reeglina mida võimsam relv, seda vähem ressurssi jääb soomuseks ja veomootoriteks ning vastupidi. Samuti peab arvestama, et valitud aku mahtuvus võimaldaks vähemasti paar minutit kõigi süsteemide töötamise.



Mootoritest


Mootorite valikul ilmselt kõige suurem otsustuse koht on see, kas valida harjadega või harjavabad mootorid (brushed vs brushless).


Mõned enamlevinud näited harjadega mootoritega varustatud seadmetest, kust neid võib leida:

  • Akutrelli mootor

  • Auto kojamehe mootor. Suuna vahetamiseks on soovituslik nö miinus klemm otse mootori harjale ümber joota – sedasi ei teki lühistust juhul, kui mootori korpus on kerega ühendatud.

  • Ratastooli mootorid (tavaliselt 24V ja ca 250W). Kasutamiseks on soovituslik eemaldada mootoritele külge ehitatud elektromagnet pidur. Seda võib ka juhtida (reeglina on juhtahel 12v), kuid lihtsam on see eemaldada. Isiklikult olen saanud mõned komplektid sellisest kohast: www.e-ratastoolid.eu . Samuti liigub neid nii eBay’s kui ka muudes ostukeskkondades.


Harjavabade mootorite soetamisel tasub silmas pidada nende võimsust ja kV väärtust (ühik tähistab RPM ühe voldi kohta). Mida suurema kV väärtusega mootorit kasutada, seda tõenäolisem on vajadus lisanduvaks rihm- või kettülekandeks, et saavutada soovitud pöördemoment (vastasel juhul ei ole robot võimeline kohapealt startima hoolimata suurest lõppkiirusest)


Võimalused harjavabade mootorite osas:

Mootoritüübist sõltuvalt on järgmine samm neile sobiva kontrolleri leidmine.



Mootorite kontroller (brushed)


Julgen väita, et harjadega mootori puhul on sobiva kontrolleri leidmine kergem – lihtsamate PWM kontrollerite hinnad, mida saab otse kaugjuhtimiskomplekti vastuvõtja PPM signaali abil juhtida, algavad ca 7-st eurost (eBay link). Siinkohal tasub üle mainida, et sobivaimad kontrollerid on need, millel on nö sisse ehitatud mootori pöörlemise suuna vahetus.


Näiteks Mõlvari puhul on kasutatud veidi arenenumat kontrollerit (Cytron mdds30), mille suurimaks eeliseks on võimalus sõidu pealt kiirelt mootorite pöörlemise suunda muuta (ei pea ära ootama mootorite täielikku seiskumist). Mainitud kontrolleri võib-olla ainukeseks miinuseks võib lugeda asjaolu, et sobiva kaitseahela puudumisel ei või robotit ilma akuta kohapeal liigutada (pöörlevate mootorite toodetud pinge kahjustab kontrollerit – see on toote manuaalis suurelt ja punaselt kirjas).



Mootorite kontroller (brushless)


Siinkohal on esimeseks määravaks teguriks kontrolleri pingetaluvus. Juhul kui on planeeritud kasutada nt Li-Po akusid, siis peab jälgima, et kontroller kannataks ära ka soovitud pinge (3S akude puhul kuni 12,6V ja nt 6S akude puhul kuni 25,2V). Samuti on vajalik veenduda veomootoritele rakendavate kontrollerite puhul, et need võimaldavad suunamuutust (kui ei ole planeeritud suunamuutust kuidagi kontrolleri väliselt teha).


Siinkohal edastan mõned teadmised, mis on tekkinud seoses harjavaba kontrolleritega antud kontekstis:

  • 12V-36V 500W PWM Brushless Motor Controller (link). Sarnaseid isendeid on müügil erinevate nimede ja andmetega, kuid Robolahingus kasutamiseks need pigem ei sobi. Selgituseks niipalju, et hoolimata Hall’i anduri tagasisidestusest, vajavad seda tüüpi kontrollerid täielikku seiskumist enne suuna vahetust.

  • 250W brushless kontroller (link, soetuskohti on teisigi)

  • Racerstar 120A ESC Brushless (link, soetuskohti on teisigi). Erinevatest allikatest tuleneva info põhjal võiks see olla parima hinna ja kvaliteedi suhtega tagasisideta kontroller kuni 6S Li-Po akude korral (test veel tegemata).

  • VESC (link, soetuskohti on teisigi). Programmeeritav mootori kontroller



Relv ja kontroller


Sõltuvalt valitud relva tüübist sobivad enamus eelmainitud elektrimootorid ja kontrollerid relva käitamiseks. Juhul, kui kasutada nt auto starteri mootorit relva mootoriks, siis on vajalik lisada süsteemi rohkem voolu läbilaskev solenoid vms lülitus – üheks võimaluseks on kasutada selleks kuni 500A läbilaskvat vintsi solenoidi. Selliste voolude juures on muidugi soovitatav tekitada topelt vooluahel, et robot säilitaks ka liikumise sel hetkel, kui relv on sisse lülitatud.



Soomus ja kere


Robotile soomuse ja/või kere ehitamine on pigem loominguline tegevus – tuleb lihtsalt jälgida, et kaal lõhki ei läheks. Üheks suhteliselt geniaalseks materjaliks soomuse ehitamisel võiks lugeda Hardox’i, mille kättesaadavusega ei tohiks probleeme tekkida.



Kaugjuhtimise komplekt


Sobivad valdav enamus mudelismis kasutatavaid saatja- vastuvõtja komplekte (häirete vähendamiseks soovitatavalt 2.4GHz). Ühe näitena võin välja tuua sellise: LINK. Juhul, kui kasutada roboti juhtimiseks ühte pulti, siis peaks sellel olema minimaalselt 3 kanalit, et tagada nii roboti kui ka relva juhtimine.



Aku


Akude puhul on soovitusi üsna lihtne anda – energiatiheduse poolest on lihtsaim tee valida Li-Po aku. Siinkohal peab lihtsalt jälgima, et aku elementide arv oleks sobiv mootoritele ja nende kontrolleritele. Ehk siis kolme elemendiga ehk 3S Li-Po-st saab kätte 12,6V ning 6S Li-Po-st tuleb välja kuni 25,2V.


Antud tekst on kirjutatud Robolahingu osaleja Mihkel Silla poolt, kes osales 2018 Robolahingus robotiga Mõlvar.

AHHAA Robolahing 14.11.2020

  • White Facebook Icon
  • White Vimeo Icon
  • White Instagram Icon