Mikrocontroller-Programmierung: Fahrerloses Transportsystem

In diesem Projekt sind die Fachschülerinnen/-schüler als Techniker in der Abteilung Software-Entwicklung der Firma "Altöttinger System- Und Robotertechnik" (ASURO) angestellt. Sie sollen einen Regelalgorithmus für ein fahrerloses Transportsystem (FTS) entwickeln, das nicht wie herkömmliche FTS mittels einer im Boden eingelassenen Eisenschiene, sondern durch optische Sensorik eine Linienverfolgung realisiert. Die Kollegen der Abteilung Hardware-Entwicklung haben dazu bereits einen Prototypen aufgebaut, in dessen Funktionen und Schaltungen sich die Fachschülerinnen/-schüler zunächst einarbeiten müssen. Anschließend entwickeln sie den Regelalgorithmus in der vorher schon erlernten Programmiersprache C.

Asuro: Roboter mit einem ATmega8 als Prototyp für das zu entwickelnde FTS
Front-Ansicht: Optische Liniensensoren, Kollisionstaster
Heck-Ansicht: Rücklichter und Odometrie-Sensoren an der Zahnrad-Innenseite
Ansicht von unten: Optische Liniensensoren, halbierter Tischtennisball als "Vorderrad"
Arduino Robot: Roboter mit einem ATmega328P als Prototyp für das zu entwickelnde FTS
Gegenüberstellung Asuro <-> Arduino Robot
Asuro mit der Erweiterungplatine "Ultraschallsensoren"
Integrierte Entwicklungsumgebung IDE WinAVR (Freeware) in der Projektansicht mit einem kleinen Programmausschnitt
Kernstück des Arduino Robot: Mikrocontroller ATmega328P
Kernstück des Asuro: Mikrocontroller ATmega8A-PU

Testfahrt der beiden FTS mit optischer Linienverfolgung

An der Unterseite des FTS sind eine rote LED und zwei Fototransistoren verbaut. Die LED leuchtet auf den Untergrund und die beiden Fototransistoren messen mittels eines 10Bit AD-Wandler das reflektierte Licht. Ist ein Fototransistor über der schwarzen Linie und der andere über der weißen Oberfläche muss das FTS gegensteuern. Die beiden Gleichstrommotoren können über eine H-Brückenschaltung aus vier Transistoren in beide Drehrichtungen und mittels eines im Mikrocontroller generierten PWM-Signals auch in der Geschwindigkeit geregelt werden.

FTS (Asuro) mit optischer Linienverfolgung und Kollisionserkennung

An der Vorderseite des FTS (nur bei Asuro) sind sechs Kollisionstaster angebracht, deren Signalzustände in den Mikrocontroller eingelesen werden. Befindet sich ein Hindernis auf der vorgegebenen Spur, soll das FTS stehen bleiben und warten bis ein Mitarbeiter den Gegenstand entfernt und dies über einen der Taster quittiert hat. Danach soll die Fahrt wieder ganz normal fortgesetzt werden.