[MOC] Katamaran NXT RC

Mindstorms, WeDo, Lego Digital Desinger, Stud.io

Moderatorzy: Mod Team, Mod Team

Autor
Wiadomość
marek.kaminski
Posty: 15
Rejestracja: 2014-12-14, 23:12
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

[MOC] Katamaran NXT RC

#1 Post autor: marek.kaminski »

Witam Wszystkich,

Chciałbym Wam zaprezentować swój zdalnie sterowany katamaran (lego technic + lego mindstorms).

Jego cechy i główne elementy są następujące:
[*] jednostką centralną jest cegła NXT 2.0,
[*] katamaran wyposażony jest w dwa serwomotory (każdy napędza śrubę na innej burcie),
[*] z cegłą NXT komunikujemy się poprzez bluetooth (co daje zasięg dobrych 10 metrów),
[*] nadajnikiem bluetooth jest urządzenie mobilne (na którym zainstalowano javową "NXT mobile application" i uruchomiono ją w trybie "Program Control", lub na którym zainstalowano aplikację "NXTPad", działającą pod systemem Android),
[*] wciśnięcie na urządzeniu mobilnym dowolnego z klawiszy od 1 do 9 wysyła do cegły odpowiedni komunikat (interpretowany przez uruchomiony na niej program, napisany w języku NXC).[/list] Jako śrub do katamaranu użyłem skrzyżowanych legowych śmigieł, można jednak z powodzeniem używać także śrub z mocowaniem typu Dog-Drive (np. firmy MSP, o otworze 4,75mm i średnicy płatów 55mm). Istnieje także coś takiego jak śruba Effermana ale tego nie testowałem.

Do obejrzenia załączam: Przy tworzeniu katamaranu przyświecały mi dwa cele:
  1. przede wszystkim ma sprawnie pływać (wychodzi mu to lepiej, gdy na jeziorze jest flauta, katamaran-motorówkę, do pływania w "sztormach", zamierzam stworzyć w przyszłości :-)
  2. ma mieć estetyczną zabudowę, pozostawiającą wiele miejsca na transport dodatkowych akcesoriów (np. AbsoluteIMU-ACG firmy Mindsensors, z którym właśnie eksperymentuję)
Na przestrzeni kilku ostatnich lat (w sezonie wakacyjnym :-) eksperymentowałem z tworzeniem katamaranów.
Ta wersja statku powstała specjalnie na konkurs 'Pierwsza Krew 2015', do kategorii 'Konstrukcja Technic'.

Stworzony program umożliwia sterowanie katamaranem na trzy sposoby. A jako, że 9 klawiszy to dosyć mało dla tylu potrzeb, zaimplementowałem w programie obsługę dwuklików oraz kombinacji dwuklawiszowych.
Oto opis sterowania nałożony na schemat klawiatury telefonu:
  1. sterowanie podstawowe, mam nadzieję intuicyjne:
    http://mkpk.knot.kudzia.eu/Trimaran/sterowanie_podstawowe.pdf
  2. sterowanie podstawowe z regulacją prędkości (krokami co 10%, w zakresie od 0% do 100%):
    http://mkpk.knot.kudzia.eu/Trimaran/sterowanie_podstawowe_z_regulacja_predkosci.pdf
  3. sterowanie precyzyjne (gdzie pracę każdego z serwomotorów można regulować niezależnie):
    http://mkpk.knot.kudzia.eu/Trimaran/sterowanie_precyzyjne.pdf
Wszystkie trzy sposoby dostępne są pod palcami jednocześnie. Dzięki wspomnianym dwuklikom i kombinacjom klawiszy, udało mi się uniknąć wprowadzania czegoś takiego jak przełączanie pomiędzy trybami.

Program starałem się napisać w sposób uniwersalny. Zgodnie z zasadami sztuki.
Zatem gdyby ktoś chciał go wykorzystać we własnym MOCu, gdzie np. kable z serwomotorów ma w innych portach, podłączenie napędu do śrub daje inny kierunek ich obrotu, lub po prostu życzy sobie maksymalny czas dwuklika inny niż 250 ms, to modyfikowanie źródła ograniczy się do przestawienia kliku zmiennych podanych na jego początku.

A program kompilujemy w genialnym środowisku BricxCC. I powinien on bezproblemowo działać na cegle ze standardowym firmware firmy lego (choć osobiście używam firmware 1.32 w wersji enhanced).

Z ostatnich uwag mogę dodać, że katamaran bez problemu utrzymuje się na wodzie (nie jest zbyt ciężki). Poziom pokładu znajduje się ponad poziomem wody w sposób widoczny.
Ma to jednak miejsce w przypadku flauty (na jeziorze lub w wannie :-)

Moje doświadczenia pokazują jednak, że w warunkach "sztormowych" przekształcenie się okrętu w "łódź podwodną" (rzeczywista wciąż czeka na liście "do zbudowania") jest wysoce prawdopodobne.

Dlatego też w przypadku tego katamaranu (w przeszłości były to doczepiane przy burtach butelki) wypchałem wszystkie trzy kadłuby styropianem, a porty od cegły zasłoniłem taśmowo-tekturową zaślepką.

Mam nadzieję, że MOC się Wam spodoba i zainspiruje Was do własnych konstrukcji oraz zapewni przyjemną zabawę :-)

Na zakończenie chciałbym serdecznie podziękować mojej Małżonce (za odciążanie mnie od obowiązków domowych, abym mógł zrealizować ten projekt, i za pomoc w nakręceniu większości filmów) oraz mojemu Tacie (za pomoc w nakręceniu filmu na Chełmie).
Gorąco Wam dziękuję, jesteście Kochani :-)

pozdrawiam,
Marek
Ostatnio zmieniony 2017-01-13, 19:01 przez marek.kaminski, łącznie zmieniany 14 razy.

Awatar użytkownika
Kocur
Posty: 884
Rejestracja: 2014-11-30, 19:15
Lokalizacja: Kraków
brickshelf: Kocur

 

#2 Post autor: Kocur »

Wszystko super, tylko "TRIMARAN" znaczy że ma trzy kadłuby, a ten na pierwszy rzut oka ma dwa. Albo coś przeoczyłem albo zmień na 'katamaran' ;)
Ride the wind, take on your destiny
You gotta get much higher
Fly your flight, get over society
The world is by far much bigger!
- Samael

marek.kaminski
Posty: 15
Rejestracja: 2014-12-14, 23:12
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#3 Post autor: marek.kaminski »

Kocur pisze:Wszystko super, tylko "TRIMARAN" znaczy że ma trzy kadłuby, a ten na pierwszy rzut oka ma dwa. Albo coś przeoczyłem albo zmień na 'katamaran' ;)
dzięki :) kurcze, faktycznie. Na pierwszy rzut oka jest jak piszesz.

No jest to trimaran, bo pod środkowym pokładem jest kadłub z zestawu 4011 (co zaznaczyłem tu i ówdzie w opisie).

Katamaran jest jedynie w PDFie i na renderach (dopóki nie dorobię całości). Postaram się dorzucić zdjęcie, które eksponuje, że to trimaran.

Awatar użytkownika
Kocur
Posty: 884
Rejestracja: 2014-11-30, 19:15
Lokalizacja: Kraków
brickshelf: Kocur

 

#4 Post autor: Kocur »

No to właśnie tej fotki mi brakowało żeby wyeksponowany był trzeci kadłub, takie życie żeglarza, że tak oczywiste sprawy rażą :)

Myślę że dwa zdjęcia - centralnie od dziobu i od rufy powinny wszystkie wątpliwości rozwiać.
Ride the wind, take on your destiny
You gotta get much higher
Fly your flight, get over society
The world is by far much bigger!
- Samael

Awatar użytkownika
legosamigos
VIP
Posty: 3941
Rejestracja: 2012-04-11, 07:01
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: legosamigos
Kontakt:

 

#5 Post autor: legosamigos »

Skoro użyłeś Mindstormsa, to taki dział też mamy i tam też możesz wstawiać swoje MOCe, ale najwyżej któryś z moderatorów przeniesie w odpowiednie miejsce, jeśli będzie taka potrzeba. Zgodzę się z Kocurem, bo wg mnie również jest to katamaran, a nie trimaran. Patrzyłem na necie na trimarany, to większość z nich ma albo 3 jednakowe kadłuby, albo środkowy jako główny, największy, a te 2 po bokach są zdecydowanie mniejsze od tego środkowego, a Ty zbudowałeś MOCa, że wygląda to jak katamaran
Moje życie jest jak klocki Lego, nigdy nie wiem, co zbuduję

marek.kaminski
Posty: 15
Rejestracja: 2014-12-14, 23:12
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#6 Post autor: marek.kaminski »

legosamigos pisze:Skoro użyłeś Mindstormsa, to taki dział też mamy i tam też możesz wstawiać swoje MOCe, ale najwyżej któryś z moderatorów przeniesie w odpowiednie miejsce, jeśli będzie taka potrzeba. Zgodzę się z Kocurem, bo wg mnie również jest to katamaran, a nie trimaran. Patrzyłem na necie na trimarany, to większość z nich ma albo 3 jednakowe kadłuby, albo środkowy jako główny, największy, a te 2 po bokach są zdecydowanie mniejsze od tego środkowego, a Ty zbudowałeś MOCa, że wygląda to jak katamaran
ok, zdjęcia od dziobu i rufy pokazane. A nazwę i tak zamieniłem w większości miejsc opisu na katamaran. Dopiąłem także do działu Mindstorms :) Faktycznie, tam bardziej pasuje.

pozdrawiam,
Marek

Jea
Posty: 8
Rejestracja: 2015-07-06, 09:52
Lokalizacja: Warszawa
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#7 Post autor: Jea »

Strasznie go przechyla do tyłu na wodzie. Powinnieneś dodać jakąś przeciwwagę.

Awatar użytkownika
legosamigos
VIP
Posty: 3941
Rejestracja: 2012-04-11, 07:01
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: legosamigos
Kontakt:

 

#8 Post autor: legosamigos »

Przy tym drugim filmie można choroby morskiej dostać :D Mam pytanko, jak skręcasz katamaranem skoro nie ma steru, przynajmniej nie widzę ani na filmie ani na zdjęciach
Moje życie jest jak klocki Lego, nigdy nie wiem, co zbuduję

Awatar użytkownika
Stelario
VIP
Posty: 1795
Rejestracja: 2014-11-30, 19:49
Lokalizacja: z PRLu

#9 Post autor: Stelario »

legosamigos pisze:Przy tym drugim filmie można choroby morskiej dostać :D Mam pytanko, jak skręcasz katamaranem skoro nie ma steru, przynajmniej nie widzę ani na filmie ani na zdjęciach
Silnikami skręca, ma przecież 2 sztuki :P

Awatar użytkownika
Lomeltor
Posty: 264
Rejestracja: 2015-03-01, 21:19
Lokalizacja: Tarnowskie Góry
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#10 Post autor: Lomeltor »

Kolega operuje jak czołgiem ;) Jak widać całkiem fajnie się to sprawuje.
STT | Typowy technicowiec

marek.kaminski
Posty: 15
Rejestracja: 2014-12-14, 23:12
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#11 Post autor: marek.kaminski »

Jea pisze:Strasznie go przechyla do tyłu na wodzie. Powinnieneś dodać jakąś przeciwwagę.
Racja! dzięki za pomysł. A i tak rufa została podniesiona środkowym minikadłubem.

Jeszcze kilka studów z przodu zostało. W przyszłych wersjach postaram się zatem wysunąć cegłę NXT bardziej do przodu. To powinno pomóc.

Śruby, cokolwiek nimi nie będzie, będą przecież efektywniej pracować obracając się w płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni wody.

marek.kaminski
Posty: 15
Rejestracja: 2014-12-14, 23:12
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#12 Post autor: marek.kaminski »

legosamigos pisze:Przy tym drugim filmie można choroby morskiej dostać :D
hehe, dobre, można zrobić minifiga, który ją zobrazuje :)
legosamigos pisze:Mam pytanko, jak skręcasz katamaranem skoro nie ma steru, przynajmniej nie widzę ani na filmie ani na zdjęciach
tak jak napisał Stelario skręcam regulując pracę silników. Skrajny przypadek (tj. gdy jedna śruba obraca się z taką samą prędkością jak druga lecz w przeciwną stronę) skutkuje obracaniem się katamaranu.

A np. śruby obracające się z różnymi prędkościami lecz w tą samą stronę dają ruch katamaranu po krzywej.

Obecność steru lub ruchomych motorów zaburtowych daje jeszcze inne trajektorie ruchu. Co ufam kiedyś pokażę na tym forum także.
Ostatnio zmieniony 2015-07-10, 00:59 przez marek.kaminski, łącznie zmieniany 1 raz.

marek.kaminski
Posty: 15
Rejestracja: 2014-12-14, 23:12
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#13 Post autor: marek.kaminski »

lomeltor pisze:Kolega operuje jak czołgiem ;)
dobre, określenie mnie rozbawiło :)

Można także skręcać mniej żywiołowo niż czołgiem (tj. zamienić rotację na ruch po krzywej). Kolejne filmiki, na których postaram się to wyraźnie zademonstrować, dorzucę tu pod koniec sierpnia, kiedy to wrócę z urlopu nad jeziorem.
lomeltor pisze:Jak widać całkiem fajnie się to sprawuje.
I dziękuję :)

PS. no i właśnie przypomniałeś mi tym czołgiem, że chciałem kiedyś dorzucić na pokład jakieś pneumatyczne działko ;)

(wyszło mi raz takie jako efekt uboczny tworzenia airtanka ze zbyt słabo zamkniętej plastikowej buteleczki po jakimś lekarstwie :)
Ostatnio zmieniony 2015-07-10, 01:00 przez marek.kaminski, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
legosamigos
VIP
Posty: 3941
Rejestracja: 2012-04-11, 07:01
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: legosamigos
Kontakt:

 

#14 Post autor: legosamigos »

Spróbuj zbudować katamaran, gdzie 1 silnik będzie napędzał obie śruby, a drugi będzie skręcał sterem/sterami ;)
Moje życie jest jak klocki Lego, nigdy nie wiem, co zbuduję

marek.kaminski
Posty: 15
Rejestracja: 2014-12-14, 23:12
Lokalizacja: Gdańsk
brickshelf: Proszę uzupełnić

 

#15 Post autor: marek.kaminski »

legosamigos pisze:Spróbuj zbudować katamaran, gdzie 1 silnik będzie napędzał obie śruby, a drugi będzie skręcał sterem/sterami ;)
Dobra, jak zrobię to pokażę :)

Zapewne stworzenie samej płetwy sterowej, zapewniającej sensowną sterowność, jest wyzwaniem ale jakoś średnio mnie ciągnie w tym kierunku. Pewnie dlatego, że skręcanie na różne sposoby już mam.

Stworzyłem rok temu prototyp z trzema serwami, gdzie trzeci obracał niezależnie napędzane (tj. jak tu) motory zaburtowe (o dowolny kąt, w zakresie ok. -90 do +90 stopni). Po prostu stelaże dla śrub (podobne do tych z tego MOCa) były podczepione pod dwa turntable ułożone równolegle do pokładu.

Było to zatem takie uogólnienie mechanizmu z tego MOCa. Generowało to podobną trajektorię ruchu do tej, jaką dawałaby płetwa sterowa.

Inny pomysł jaki chciałbym zrealizować, to: jeden silnik (lub dwa połączone) dla napędzania wału dla obu śrub, a drugi do dystrybucji tego napędu pomiędzy śrubami. Można to zrobić z dwoma dyferencjałami. Coś jak czołg, gdzie jest jeden silnik na obie gąsiennice, a drugi na rozkładanie napędu pomiędzy nimi.

Dzięki temu miałbym mechaniczną synchronizację pracy śrub. Bo synchronizacja PID kontrolerem jest taka sobie.

Zilustruję problem na przykładzie: czołg oparty o PID kontroler zamiast synchronizację mechaniczną niekoniecznie pojedzie idealnie prosto jeśli kołom napędowym obu gąsiennic nakażesz pracować z tą samą prędkością (bo może wyjść ona różna, bo opory i inne problemy).

ODPOWIEDZ