Mini-Sumo

Uit RobotMC.be
Ga naar: navigatie, zoeken

Mini-Sumo

Robotmc 007 t.jpg


Mini-sumo is een variant van het oosterse sumoworstelen, maar dan met robots. Het basisprincipe is dat er getracht moet worden de tegenstander uit de ring te duwen. Dit gaat het beste met een robot die beschikt over voldoende kracht maar ook over goede sensoren en software. Er zijn verschillende klassen die gekenmerkt worden door de afmetingen van de robots en de grootte van de ring waarop gespeeld wordt. Voor iedere klasse is er ook een maximum gewicht vastgesteld.

Van alle varianten is de Mini klasse het meest populair en dat heeft vooral te maken met de afmetingen. Wanneer het veel groter of kleiner moet valt een dergelijk projekt altijd duurder of complexer uit. Voor Mini Sumo hebben de robots een maximum grootte van 10cm x 10cm en een maximum gewicht van 500g. Voor de gemiddelde robotbouwer is het bouwen van een mini sumo goed te doen en de kosten voor het bouwen van een robot zijn (reken op 50 tot 100 euro) nog redelijk te overzien. Veel bouwers gaan uit van een commercieel verkrijgbaar bouwpakket om daar vervolgens op basis van testresultaten of wedstrijdervaring allerlei wijzigingen in aan te brengen.

Uiteraard is wedstrijdervaring de beste testmethode omdat daarbij de zwakke punten van een ontwerp het duidelijkst naar voren komen. In een eigen testomgeving zijn de mogelijkheden over het algemeen beperkt en wordt alleen datgene getest wat je zelf kunt verzinnen, in een wedstrijd zie je pas wat je vergeten bent...

Het wedstrijdreglement vind je hier:


Reglement 0.1


Bouwtips voor Mini-Sumo

Wat moeten we hier nu nog over zeggen? Als u deze pagina kunt opvragen heeft u toegang tot het Internet dat is, ook op dit gebied, een enorme bron van informatie. Toch is het wellicht handig om een deel van de informatie in het Nederlands beschikbaar te hebben en zodoende snel een inschatting te kunnen maken van de eigen mogelijkheden om zelf een MiniSumo te bouwen.

Het belangrijkste zijn de technische specificaties. Voor de MiniSumo klasse geldt een maximum gewicht van 500 gram en een afmeting van (L x B) 10 x 10 cm. De hoogte is onbeperkt maar die is impliciet begrensd door het gewicht. In de praktijk zie je zelden een robot die hoger is dan 15cm. Toch is het verbazend om te zien hoeveel verschillende ontwerpen er binnen de gestelde grenzen gerealiseerd kunnen worden.


Hoe ziet dan een goed ontwerp eruit? Het ontwerpen van een robot is natuurlijk een zeer persoonlijk gebeuren maar er zijn wel degelijk een aantal algemene zaken waar iedereen rekening mee moet houden om een beetje in de competitie te blijven. Een groot aantal daarvan zijn rechtstreeks af te leiden uit de natuurkunde.


1: Zorg dat de robot zo dicht mogelijk bij de 500g weegt. De verklaring voor deze eis is als volgt: De bewegingenergie van een robot is het produkt van zijn snelheid en massa. Als twee robots met dezelfde snelheid op elkaar botsen zal de zwaarste van de twee een voordeel hebben omdat hij meer massa achter de botsing kan zetten.


2: Direct daarmee verband houdend is de grip die een robot heeft op de baan. Hoe meer grip, hoe meer vermogen er kan worden overgebracht. Over het algemeen zijn de motoren voldoende sterk om de robot te laten bewegen en daarbij twee maal het eigen gewicht (sumo + tegenstander) voorwaarts te bewegen. Waar het vaak mis gaat is bij de grip. De wielen draaien braaf vooruit maar de gehele robot beweegt naar achter omdat de tegenstander meer grip heeft. Hoe zwaarder de robot, hoe meer neerwaartse druk op de banden, hoe meer grip. Daarnaast speelt ook het materiaal van de banden een rol. Hoe plakkeriger hoe beter. Het reglement bepaalt hoe kleverig de wielen mogen zijn, kleverige materialen om de grip te verbeteren zijn niet toegestaan. Het reglement stelt het als volgt: Wielen en andere onderdelen van de robot die contact maken met de ring mogen een standaard (ansicht)kaart van 3 x 5inch (7,5 x 12,5cm) niet oppikken en meer dan twee seconden vasthouden.

Zacht rubber, polyurethaan of siliconen zijn heel geschikt. Ook zijn er op Internet een aantal sites waar je informatie kunt vinden over het zelf maken van dit soort banden.


3: Zorg dat het zwaartepunt van de robot voldoende laag ligt. Dit voorkomt dat de robot al te snel kantelt. Om dit te bereiken moeten zware onderdelen (motoren, batterijen) zo laag mogelijk worden geplaatst.


4: Vermogen. Uit de elektriciteitsleer weten we dat P = U x I. Dit geldt ook voor elektromotoren die arbeid verrichten. 1A x 6V = 6W, 1A x 12V = 12W. Hoe hoger dus de spanning, hoe meer vermogen er wordt geleverd bij dezelfde stroomsterkte. Om meer spanning te krijgen moeten er echter meer batterijen in serie worden geschakeld. Een 1,5 of 1,2 volt batterij weegt circa 25gram. Het aantal batterijen is daarom rechtstreeks van invloed op het gewicht en dus beperkt. Elektromotoren zijn vrij goed bestand tegen kortstondige overbelasting, dus over het algemeen hoef je niet al te bang te zijn om een 6V-motor op 9V te laten werken.


5: Optimaal benutten van het gewicht. De belangrijkste (zwaarste) onderdelen van de robot zijn de motoren en de batterijen. Het aanbrengen van ballast is een optie maar het is natuurlijk beter om het toegelaten gewicht maximaal nuttig te besteden. Het chassis moet zo licht mogelijk zijn en de elektronica weegt uit zichzelf al weinig.

Controleer het totale gewicht voor je gaat bouwen. Een keukenweegschaal is daarvoor ideaal. Bedenk ook dat niet alle typen batterijen even zwaar zijn. Weeg de onderdelen dus opnieuw nadat je de batterijen hebt vervangen.

Batterijhouders zijn verkrijgbaar voor twee of vier batterijen, het verdient dus aanbeveling om het aantal batterijen te laten uitkomen op een veelvoud van twee. Natuurlijk kun je in plaats van standaard batterijen ook speciale accu's gebruiken met een betere verhouding tussen gewicht en energie. De accu of batterij moet natuurlijk wel voldoende capaciteit hebben om een wedstrijd uit te dienen.


6: Zorg voor goede sensoren. Uit de datasheet is af te leiden welke openingshoek een sensor heeft. De openingshoek is de hoek waarbinnen de sensor gevoelig is. Dit is van belang omdat de sensors de tegenstander ook nog moeten zien wanneer deze dichtbij is. Als dat niet het geval is ziet men wel eens dat er maar 1 motor gebruikt wordt om de tegenstander van de baan te duwen. De robot 'ziet' de tegenstander namelijk slechts met 1 sensor en stelt in respons daarop de motoren zodanig in dat er een draai gemaakt wordt naar de tegenstander toe. De robot heeft geen idee dat de tegenstander reeds zo dichtbij is dat er eigenlijk met beide motoren volle kracht vooruit gedraaid moet worden. Extra sensors of een (mechanische) nabijheidsdetectie zijn in dit soort gevallen erg nuttig. Veel Sumo's gebruiken infrarood om hun tegenstander op te sporen. In de praktijk zijn de daarvoor gebruikte sensors vaak gevoelig voor omgevingslicht en voor signalen van de tegenstander. Het opzettelijk storen van een tegenstander is verboden maar onopzettelijke interferentie is natuurlijk niet te voorkomen. Het correct interpreteren van de signalen van de sensoren is een zaak die veelal met behulp van de software moet worden opgelost.


7: Lijndetectie en ontwijkgedrag. De meest knullige manier om te verliezen is wanneer de robot zelf buiten de baan geraakt, zonder daarbij door een tegenstander te zijn aangeraakt. Een goed werkende robot zorgt er dus allereerst voor dat hij ten allen tijde binnen de baan blijft wanneer er geen tegenstander in het spel is. Dit klinkt natuurlijk eenvoudig maar in de praktijk zijn er veel robots die niet aan deze elementaire voorwaarde voldoen.

Een goede testcase zou zijn om een robot te bouwen die uitsluitend ontwijkgedrag vertoont maar er wel voor zorgt dat hij altijd binnen de baan blijft. Het zal velen verbazen hoeveel punten er te behalen zijn met alleen maar afwachten tot de tegenstander in de fout gaat.


8: Stoorsignalen. De belangrijste storingsbron zijn de motoren. Een via PWM aangestuurde elektromotor stuurt constant stoorsignalen in vrijwel het gehele frekwentiegebied. De sensoren mogen hiervan geen hinder ondervinden. Dit is een van de eerste serieuzere uitdagingen waarmee men te maken krijgt nadat alle voorgaande hobbels min of meer succesvol genomen zijn. Binnen het toegestane gewicht zijn alle ontstoringsmethoden toegestaan: laagdoorlaatfilters, smoorspoelen, gescheiden voeding, ... Verzin het maar!


9: Bezint eer ge begint, ofwel: Kijk eerst eens rond op het web om te zien hoe anderen het gedaan hebben. Niet ieder ontwerp zal even sterk tot de verbeelding spreken en sommige oplossingen zijn niet voor iedereen haalbaar omdat er speciale apparatuur (draai/freesbank) nodig is bij de produktie. Niet iedereen heeft dat zo maar in het schuurtje staan. Toch is een uurtje surfen een uitstekende manier om ideen op te doen. Kijk ook eens naar onze verzameling links over Sumo bouw projekten op de Mini-Sumo pagina


10: Het mooie van robotica is dat er een heleboel technieken samen nodig zijn om een autonoom bewegend voertuig te bouwen. Bij een goede robot is er sprake van een uitgebalanceerd geheel en werkt het mechanische deel vlekkeloos samen met de elektronica en de software. MiniSumo is een sport waarbij al deze aspecten aan de orde komen. Leren door te doen is eigenlijk een heel geschikte manier om met deze fascinerende hobby te beginnen. Ergens op het web heeft iemand geschreven: Pas als je een Sumo gebouwd hebt ontdek je hoe het anders zou kunnen. De ideale Sumo is nog niet gebouwd!