team projects 2021

MOVER 1.0 (Stěhovák 1.0)

V rámci týmového projektu v roce 2020 a navazující diplomové a bakalářské práce v roce 2021 vznikl robot “Stěhovák 1.0”. Je to modifikovaný klon “sawppy” roveru, doplněný o vlastní elektroniku, LIDAR senzor a robotickou ruku. Hlavní řízení obstarává RaspberryPi s ROS, jednotlivé moduly jsou řízeny mikrokontroléry STM32 komunikující po sběrnici CAN. Ovládání na dálku speciálním ovladačem a přes WiFi (vlastní web s ovládacím rozhraním, obrazem z kamery a LIDARu).

Cílem týmového projektu v roce 2021 je vylepšit stávající konstrukci a/nebo odstranit některé nedodělky.
Například něco z níže uvedeného, ale nebráním se ani dalším nápadům:

  • lepší gripper pro robotickou ruku
  • úprava webovského rozhraní robota
  • zprovoznění hlasového syntezátoru robota
  • implementace modulu detektoru radiace vzniklého v rámci BP do systému robota
  • přidání efektových výstražných světel (3 již téměř hotové moduly s LED řízené STM32)
  • úprava driveru krokového motoru pro LIDAR senzor – stávající driver zřejmě způsobuje nějaké potíže…
  • nějaká jednoduchá úloha s autonomní navigace robota
  • ???

Proč si vybrat tento projekt?
Rozšíříte si obzory ve vybraném segmentu (elektronika, STM32, web, ROS…) a potěšíte dětské návštěvníky různých akcí, kde robota ukazujeme (např. MakerFaire, Noc vědců apod.)

Lock-in ressurection (lock-in zmrtvýchvstání )

V rámci vědecké činnosti a průmyslové spolupráce potřebujeme často měřit šum námi vyvíjených fluxgate senzorů magnetického pole. Běžně používáme komerční lock-in zesilovač (např. SR830 thinkSRS.com) doplněný o vlastní konstrukci budící jednotky a LabView software pro zpracování dat. Komerční lock-in má ale nějaké nevýhody (velký, těžký, drahý, s velmi hlasitým kvílejícím ventilátorem, zbytečně univerzální…).

Vznikla tedy idea vytvořit téměř jednoúčelovou konstrukci specificky určenou pro výše uvedený účel. Tedy nízkošumový zesilovač s nastavitelným zesílením, AD převodník a FPGA obstarávající funkci lock-in zesilovače v číslicové doméně, to celé doplněné o modul buzení, čímž odpadne trápení s referenčním vstupem, který bude “vnitřní”. Jako poslední doplněk bude modul s DA převodníkem pro zpětnovazební kompenzaci, což by z celého zařízení učinilo jednoosý digitální fluxgate magnetometr.

Zkušenost říká, že během týmového projektu se toho mnoho nestihne, návrh a sestavení modulů HW se tedy pokusím provést před začátkem semestru. Na členech týmu by tak bylo vlastní programování modulu s FPGA (pro jednoduchost některý dostupný vývojový kit, například Lattice MachXO2-7000HE, MachXO3LF StarterKit nebo jiný) a modulu pro ovládání a komunikaci (s uživatelem i PC) – založeno například na 32F746GDISCOVERY (vývojový modul s STM32 a LCD displejem, USB rozhraní…). Zapojení výše uvedených věcí do funkčního celku, případně úprava existující aplikace v LabView pro finální zpracování dat.

Konkrétní popis činnosti
FPGA – naprogramovat čítače pro generování excitačních průběhů (řízení H-můstku), řízení vyčítání dat z AD převodníku přes SPI, číslicové násobení těchto dat se vzorky ideální sinusovky (to vše pro několik různých frekvencí), dolnopropustný filtr (FIR, IIR), odesílání dat do modulu STM32, případně integrace dat a delta-sigma modulátor pro přidání extra bitů k 20-bitovému DAC ve zpětnovazebním modulu (opět řízen přes SPI).

MCU – naprogramovat jednoduchý GUI pro základní ovládání přístroje (frekvence, amplituda excitace, nastavení vstupního zesilovače, posílání naměřených dat do PC, jednoduché orientační zobrazení naměřených dat v časové oblasti)

LabView -úprava existujícího software, který data z lock-inu přijímá přes VISA knihovnu a GPIB sběrnici, na příjem přes virtuální sériový port…

Proč si vybrat tento projekt?

Konečně pořádně zjistíte, co znamená to sprosté slovo “lock-in”, získáte/zlepšíte znalosti programování ve VHDL nebo Verilogu, porozumíte signal processingu, zažijete trochu pekla při boji s STM32 a STM32CubeIDE…

…tedy, není to určeno pro slabé povahy a mátohy : – )

Další info? napište mi mail petruvoj@fel.cvut.cz nebo se stavte…

V roce 2021 vznikla v MAGLABu v rámci projektu v týmu tato konstrukce: