Diplomová práce se zabývá návrhem, realizací a programováním balancujícího robota založeném na principu inverzního kyvadla. Návrh těla robota byl vypracován ve formě 3D modelu a vytištěn pomocí 3D tiskárny. Pro ovládání a řízení je použit jednočipový mikropočítač řady ATmega doplněný o příslušné vstupně-výstupní obvody. Pro podpůrné obvody a svorkovnice byla navržena a vytvořena deska plošných spojů ve formě doplňujícího modulu. Pohyb robota je zajištěn dvojicí krokových motorů, které tvoří diferenciální podvozek. Robot pomocí navrženého programu, jehož základem je kaskádní regulátor, plní funkci stabilizace polohy, dálkového ovládání a autonomního režimu. Ovládání a konfigurace robota je zajištěna přes integrovaný dotykový displej nebo mobilní telefon s operačním systémem Android podporující komunikačním rozhraní Bluetooth.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with the design, implementation and programming of a balancing robot based on the principle of an inverse pendulum. The design of the robot body was developed as a 3D model and printed on a 3D printer. For controlling the robot is used a single-chip microcomputer of ATmega series, supplemented by input-output circuits. For input-output circuits and terminal blocks was developed a printed circuit board as additional module. The movement of the robot is ensured by a pair of stepper motors, which form a differential chassis. Using the developed program, the robot performs the function of position stabilization, remote control and autonomous mode. Control and configuration of the robot is provided via a touch screen or a mobile phone with the Android operating system supporting the Bluetooth communication interface.
Diplomová práce se zabývá návrhem, realizací a programováním balancujícího robota založeném na principu inverzního kyvadla. Návrh těla robota byl vypracován ve formě 3D modelu a vytištěn pomocí 3D tiskárny. Pro ovládání a řízení je použit jednočipový mikropočítač řady ATmega doplněný o příslušné vstupně-výstupní obvody. Pro podpůrné obvody a svorkovnice byla navržena a vytvořena deska plošných spojů ve formě doplňujícího modulu. Pohyb robota je zajištěn dvojicí krokových motorů, které tvoří diferenciální podvozek. Robot pomocí navrženého programu, jehož základem je kaskádní regulátor, plní funkci stabilizace polohy, dálkového ovládání a autonomního režimu. Ovládání a konfigurace robota je zajištěna přes integrovaný dotykový displej nebo mobilní telefon s operačním systémem Android podporující komunikačním rozhraní Bluetooth.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with the design, implementation and programming of a balancing robot based on the principle of an inverse pendulum. The design of the robot body was developed as a 3D model and printed on a 3D printer. For controlling the robot is used a single-chip microcomputer of ATmega series, supplemented by input-output circuits. For input-output circuits and terminal blocks was developed a printed circuit board as additional module. The movement of the robot is ensured by a pair of stepper motors, which form a differential chassis. Using the developed program, the robot performs the function of position stabilization, remote control and autonomous mode. Control and configuration of the robot is provided via a touch screen or a mobile phone with the Android operating system supporting the Bluetooth communication interface.
Cílem práce je návrh a realizace balancujícího robota na principu funkce inverzního kyvadla. Pro realizaci robota bude vytvořen model ve formě 3D návrhu, ve volně dostupném typu CAD software. Základem řídicí jednotky robota bude jednočipový mikropočítač řady ATmega doplněný o příslušnou senzorickou síť. Pohyb robota bude realizován diferenciálně řízeným podvozkem, s pohonem stejnosměrnými motory. Robot bude plnit úlohy řízení stabilizace polohy a pohybu pomocí vytvořených a implementovaných algoritmů řízení. Ovládání robota bude kombinací autonomního a dálkového řízení. Součástí práce bude rešerše na dané téma, kompletní výrobní dokumentace robota, zdrojové kódy vytvořeného software a podrobný uživatelský manuál.
Zásady pro vypracování
Cílem práce je návrh a realizace balancujícího robota na principu funkce inverzního kyvadla. Pro realizaci robota bude vytvořen model ve formě 3D návrhu, ve volně dostupném typu CAD software. Základem řídicí jednotky robota bude jednočipový mikropočítač řady ATmega doplněný o příslušnou senzorickou síť. Pohyb robota bude realizován diferenciálně řízeným podvozkem, s pohonem stejnosměrnými motory. Robot bude plnit úlohy řízení stabilizace polohy a pohybu pomocí vytvořených a implementovaných algoritmů řízení. Ovládání robota bude kombinací autonomního a dálkového řízení. Součástí práce bude rešerše na dané téma, kompletní výrobní dokumentace robota, zdrojové kódy vytvořeného software a podrobný uživatelský manuál.
Seznam doporučené literatury
MATOUŠEK, D., Práce s mikrokontroléry ATMEL AVR-3.díl, edice uP a praxe, 2. vydání, BEN - technická literatura, 2006, ISBN 80-7300-209-4
EVERETT, H., R. Sensors for Mobile Robots, Theory and Applications. 1.vyd. A.K.Peters, Ltd. ISBN 1-568811-048-2.
NOVÁK, P. Mobilní roboty - pohony, senzory, řízení, BEN-technická literatura, Praha 2007, ISBN 80-7300-141-1
Seznam doporučené literatury
MATOUŠEK, D., Práce s mikrokontroléry ATMEL AVR-3.díl, edice uP a praxe, 2. vydání, BEN - technická literatura, 2006, ISBN 80-7300-209-4
EVERETT, H., R. Sensors for Mobile Robots, Theory and Applications. 1.vyd. A.K.Peters, Ltd. ISBN 1-568811-048-2.
NOVÁK, P. Mobilní roboty - pohony, senzory, řízení, BEN-technická literatura, Praha 2007, ISBN 80-7300-141-1
Přílohy volně vložené
Příloha A: CD-ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Cílem práce byl návrh a realizace balancujícího robota, s využitím zvoleného typu jednočipového mikropočítače. Součástí řešení byla i tvorba kompletní výrobní dokumentace navrženého řešení, včetně zpracování 3D modelu vytvořeném ve vybraném CAD software a uživatelský manuál realizované konstrukce. Student prokázal, že zvládl návrh i složitou konstrukci balancujícího robotu. Řešení je komplexní a předložená práce působí jak po teoretické, tak i po praktické stránce velmi dobrým dojmem. Její výsledky lze tak bez obtíží využít při návrhu a realizaci podobných zařízení.