Projektlabor Robotik MINTgrün

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=====Projektplanung AlboT=====

====Einführung==== 

AlboT ist ein auf die Sortierung von Wertstoffmüll spezialisierter Roboter. In die Wertstofftonne kommen in Berlin verschiedende Kunststoffe, Verbundsstoffe und Metalle. Bevor diese Stoffe recycled werden können müssen sie nochmals sortiert werden. Für diese Aufgabe haben wir AlboT entwickelt. Für den Fall das mal was neben die Tonne geht ist AlboT außerdem in der Lage die Stoffe vom Boden aufzusammeln und direkt zu sortieren. Jedoch ist er nur für kleine und leichte Müllteile gemacht. Der Roboter besteht aus einem Fahrgestell auf das ein Arm zur Materialbestimmung, ein Greifarm sowie zwei Behältnisse montiert sind. In diese Behältnisse wird der jeweilige Wertstoff über den Greifarm einsortiert nachdem die Objekte vom Greifarm vom Boden aufgesammelt wurden. Die Sortierung in die groben Kategorien Metall / Plastik geschieht durch die Unterschiedlichkeit der Materialien bezüglich der Leitfähigkeit. Nach der Sortierung können die Stoffe wieder dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden und wiederverwendet werden. Der Name ist in Anlehnung auf ein großes Entsorgungsunternehmen entstanden. \\



===Funktionsweise===

AlboT orientiert sich mittels Sensoren im Raum und soll Hindernisse umfahren können und Müllobjekte erkennen.
Ist ein Obejekt als Müll identifiziert worden wird ein Arm ausgefahren, um das Material festzustellen. Dies geschieht mit dem Metal Touch Sensor. Ist das Objekt aus Metall erfolgt eine Wertänderung der an den Controller übermittelten Daten, da der Widerstand sich ändert. Eine Wertänderung bedeutet also immer das das Material leitfähig ist wodurch AlboT das Material als Metall einordnet.
Informationen über den hierfür verwendeten Sesor gibt es hier: [[http://sensorkit.en.joy-it.net/index.php?title=KY-036_Metal-touch_sensor_module]]  \\
Im zweiten Schritt greift ein zweiter Arm das Objekt. Hat es zuvor eine Wertänderung gegeben, dreht sich der Greifarm-Servo zur Position des Metallbehälters (auf Skizze 40° Servoposition). Anderenfalls zur Position des Plastikbehälters( Skizze: 140° Servoposition). An der entsprechenden Position wird das Objekt losgelassen. Der Greifarm nimmt wieder die Ruheposition bei 90° ein.

== Funktionsdiagramm Sortierung ==

{{funktionsdiagramm.jpg}}


====Aufbau==== 

Der Roboter besteht aus zwei Ebenen die mit Klettverschluss modular aufeinander aufgebaut sind. 
Die Erste Ebene ist das Fahrgestell mit Sensoren und Rädern, also der Bewegungsapparat. Auf der zweiten Ebene ist die Müllsortierung montiert, also Testarm //(Arm zur Materialbestimmung) wird im folgenden als Testarm bezeichnet)//, Greifarm und die beiden Behälter. Im Zwischenraum der beiden Ebenen sitzt die Elektronik.
Der Greifarm ist mittig angebracht. Jeweils Seitlich davon sitzen die Behältnisse. Die Ruheposition des Greifarms ist bei 90° (Servoposition). \\
 
Weitere Informationen über den Aufbau sind aus den Skizzen entnehmbar.\\

== AlboT Draufsicht==

{{albot_draufsicht.jpg}}

==AlboT Seitenansicht==

{{albot_seitensansicht.jpg}}

====Ziele und Prioritäten====

===AlboT muss auf jeden Fall… ===

… sich bewegen und orientieren können \\
… Objekte erkennen und anfahren können \\
… zwischen Plastik und Metall unterscheiden können \\
… je nach Material den entsprechenden Arm aktivieren, das Objekt greifen und in den entsprechenden Behältnis legen.

===Optional: ===

Müllkippe 
Müllpresse

===Folgendes wird weggelassen: ===

große, schwere Objekte\\
anderer Müll (Restmüll, Biomüll, Papiermüll, Glas…. ) \\
Sortierung nach unterschiedlichen Metallen bzw. Polymeren \\

====Projektstrukturplan und Gantt Project====

Mit jeder Bau- und Programmiereinheit geht eine Testphase einher. Zudem ist nach jedem Arbeitsschritt eine einwöchige Testphase eingeplant. \\
Da wir nur zwei Personen in unserem Team sind haben wir die Aufgaben nicht unterteilt sondern arbeiten zusammen. Programmierarbeiten werden wir Situationsbedingt aufteilen.\\

===0. Recherche===
Vor Baubeginn führen wir Recherchen zu den Bauteilen durch die wir zu verwenden Planen. Auch möchten wir uns Wissen aneignen, wie man diese Teile programmieren kann, so dass sie die von uns gewünschten Funktionen ausführen. 

===1. Unterbau und Bewegungsapparat  (1. Ebene) ===
In diesem Schritt bauen wir einen Unterbau mit Rädern und Ultraschallsensoren und eventuell Kamera als Orientierungs- und Bewegungsapparat für den Roboter

==Materialien: ==

Holzbrett für Platform \\
Räder (2 groß, 1 klein und beweglich)\\
Drehachse für die Räder\\
Servomotor für Vorderrad\\
Antriebsmotor für die Hinterräder\\
Sensoren zur Entfernungsmessung ( min. 5) (Wir müssen noch entscheiden ob Infrarot oder Ultrachall) \\
eventuell Kamera  → wir benötigen Rasberry PI \\
Akku (1)\\
Schaltplatine (1)\\
Arduino, Rasberry PI\\
Kabel (viele) \\


==Ziel: Müllobjekt soll angefahren und erkannt werden==
Wissen: 

Sensoren und Kamera kennenlernen \\
Bewegungssysteme aus anderen Semestern anschauen 

==1.1 Bauen und erste Bewegung programmieren==
- Grundgestell bauen \\
- Räder und Antriebsmoter anschließen\\
bei Anschalten des Roboters soll der Antriebsmotor die Drehachse bewegen auf der die Hinterräder montiert sind. Dadurch ist nur eine lineare Bewegung möglich. Nach hinten oder vorne\\
- Im nächsten Schritt soll Kurvenbewegung ermöglicht werden. \\
Dies geschieht in dem die Winkelposition des Vorderrads über einen Servomotor geändert wird

==1.2 Anstoßen verhindern und Hindernisse erkennen==
- Über die Sensoren wird die Entfernung zu Gegenständen (Wänden, Stühlen…) gemessen. Wenn AlboT einem Hindernis zu nahe kommt wird der Winkel des Servomotors (Vorderrad) entsprechend geändert sodass das Hindernis umfahren wird

==1.3 Müllobjekte erkennen und anfahren==
- Über Sensoren und Kamera sollen Müllobjekte von Hindernissen unterschieden werden\\
- dies geschieht eventuell über Farbunterschiede und die bestimmte Größe der Müllobjekte auf die wir AlboT spezialisieren \\
- Wir müssen AlboT so programmieren, dass nur diese bestimmten Objekte angefahren werden, während bei Objekten, die den Kriterien nicht entsprechen gewendet werden muss\\
- Objekt soll angefahren werden und dann an einer exakt bestimmten Position vor dem Roboter sein\\
- Schwierigkeiten könnten bei der Unterscheidung von Objekt und Hindernis auftreten\\




===2. Greifarmsystem und 2. Ebene ===

==Materialien: ==

2 Starke Servos zur Armbewegung \\
Elektromagnet (eventuell)\\
Metal Touch Sensor\\
passende Materialien zum Arm basteln\\
Klett \\
Platz für Elektonik \\
2. Holzplattform\\
2 Müllbehälter (eventuell Pappe oder Plastikbehälter aus Müll)\\

==2.1 Aufbau bauen auf der die Müllsation sitzt  (2. Ebene)== 
==2.2 Arme bauen und programmieren und Bewegung in verschiedene Richtungen testen==
Es gibt einen Testarm und einen Greifarm\\
ein Arm soll Greifen, der andere berührt mit Sensor das Objekt um Leitfähigkeit zu prüfen\\
==2.3 Metalldetektion testen==
Der Testarm wird ausgefahren und berührt das Objekt\\
 Wertänderung → Metall  
==2.4 Unterscheidung Testen. ==
Wertänderung: Greifarm soll das Objekt greifen und in den Metallbehälter legen\\
keine Wertänderung:  Greifarm soll Objekt greifen und in Plastikbehälter legen\\
Dies soll über unterschiedliche Winkelpostition der Behälter geschehen. Der Greifarm wird über einen Servomotor gedreht und lässt das Objekt bei entsprechender Winkelposition los\\

==2.5 Umfangreiche Testphase==

===3. eventuell Müllpresse===
===4. eventuell Müllkippe===
===5. Gestaltung Roboter===

=== Gantt-Diagramm ===

{{projektplanung_albot_diagramm.jpg}}
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