Plánovanie:
Začali sme uvažovať, ako dokážeme, že sa to posledné koliečko v systéme točí. Napadlo nás pustiť robota na nejaký čas, nech to posledné koliečko pomaličky točí a popritom to budeme natáčať ako časozberné video, teda veľmi veľmi zrýchlené video. Ďalej sme si uvedomili, že čím pomalší pohyb, tým dlhšie to musíme natáčať, aby sme ten pomalý pohyb dokázali. Preto sme museli nájsť balanc medzi rýchlosťou otáčania posledného koliečka a časom, ktorý využijeme na natáčanie. Preto sme sa rozhodli natáčať 6 dní, aby sme mali čas na stavbu robota aj na spracovanie videa.
Meranie
Súčasťou zadania je aj vypočítať za ako dlho sa posledné koliečko otočí. Keďže v zadaní bolo napísané, že máme použiť senzor, preto sme použili podobnú taktiku ako pri meraní najväčšej rýchlosti, teda kombinácia lasera a color senzoru. Laser bude namierený medzi zuby posledného koliečka (6. Obrázok) a časom ako sa otáča, pretne zub koliečka laser (5. Obrázok) a senzor to zaznamená. Takže budeme časovať za ako dlho sa posledné koliečko otočí o 1 zub. A keďže má posledné koliečko 56 zubov, nameraný čas vynásobíme 56 a dostaneme za ako dlho sa posledné koliečko otočí.
Laser
Keďže budeme natáčať 6 dní, baterky by sa v ňom vybili a pokazili meranie. Aj keby sme ich vymenili, budeme ich musieť vymieňať 3-krát a plytvali by sme baterkami. Tiež ako sa baterky vybíjajú, ovplyvňujú aj intenzitu lasera. Takže chceme, aby laser svietil bez prestávky, a bez bateriek, takže bude napájaný zo siete. Sú tam 3 AAA baterky, čo znamená 4.5V pre laser. Takže už len treba nájsť 4.5V adaptér niekde doma. Nenašli sme, preto sme použili štandartnú 5V usb nabíjačku a 10Kohm potenciometer na zníženie napätia na 4.5V.
Prevody:
Ešte pred tým ako začneme stavať robota, musíme zistiť aký veľký prevod nám treba. Pre toto musíme vedieť ako dlho budeme natáčať, o koľko chceme aby sa za ten čas posledné koliečko otočilo a akou rýchlosťou sa motor bude točiť (Nadstavenie POWER). Rozhodli sme sa natáčať 6 dní, chceme aby sa za ten čas koliečko otočilo o 15 stupňov (2,33 zuba, teda 2 merania) a power točiaceho motora bude 20 (34,2 RPM). Z týchto parametrov by sa malo posledné koliečko otočiť o celú otáčku za 144 dní a musíme postaviť prevod 7 091 713:1.
Stavba robota:
Najskôr sme museli zistiť, aká kombinácia koliečok nám dá prevod 7 091 713:1. Našli sme takéto usporiadanie: ako prvý prevod bude prevod 2:1, potom pomocou worm gears a 40 zubových koliečok urobíme 340:1 prevody a na koniec worm gear bude otáčať posledné 56 zubové koliečko. Dokopy 7 168 000:1 prevod.
Keď bol celý prevod hotový, išli sme tam pridať laser, ktorý namierime presne medzi zuby posledného koliečka. Hneď sme aj zistili, že ten laser je príliž hrubý na tú malú škárku medzi zubami. Potrebovali sme nejaký lievik, ktorý by zužil ten laser. Potom nás napadlo: LUPA! Však tá vie veľmi dobre nasmerovať svetelné lúče do jedného bodu (8. Obrázok). Tak sme dali medzi laser a zuby koliečka lupu do takej vzdiallenosti, že bod, kde je laser najtenší je presne v medzere medzi zubami. Takto sa z hrubého lasera stala maličká bodka, ktorú zub koliečka vie zaznamenateľne pretnúť.
Program:
Je jednoduchý, spočívajúci z dvoch časovačov a jednej vetvy na meranie času pre 1 otočku. Jeden časovač zaznamenáva čas od spustenia programu, druhý čas na prejdenie 1 zubu. Tretia, meracia vetva, čaká dokým bude laser v medzeri medzi zubami, vyresetuje druhý časovač, potom čaká dokým zub nepretne laser, a následovne čaká dokým laser už nebude pretnutý. Potom nameraný čas vynásobí 56 a zobrazí na display, ako čas na jednu plnú otočku. Program sme testovali ešte pred natáčaním na rýchlo otáčajúcom poslednom koliečku, a fungoval dobre. Ale počas natáčnia sa vyskytli nejaké problémy.
Priebeh natáčania:
18 Hodín od spustenia - spozorovali sme prvé odchýlky a nepresnosti časovačov a časom sa to iba zhoršovalo.
1D 6H od spustenia - laser začínal byť pretnutý zubom, ale kvôli nestálosti nameraných údajov senzorom, teda hodnota nameraných údajov skákala stále hore dole s čím sme nerátali pri programovaní. Teda program zlyhal a jedno meranie sme mohli zahodiť do koša.
1D 18H od spustenia - nahrali sme opravený program (Väčšia tolerancia pre odchýlky senzora).
3D od spustenia - laser bol pretnutý a tentokrát bez pokazenia programu.
5D 8H od spustenia - blížil sa koniec 1. merania keď sa niečo stalo (myslíme si že to bola tá istá príčina ako minule) a skazilo sa nám aj 2. meranie.
5D 17H od spustenia - Nemali sme už čas na ďalšie meranie tak sme skončili natáčanie.
Po tomto neúspešnom pokuse sme sa rozhodli vylepšiť program, aby bol viac tolerantný k odchýlkam senzora, výrazne sme zmiernili odchýlky a nepresnosti s časovačmi a pridali sme aj datalogger, čo každú pól sekundu zapíše hodnotu zo senzora do súboru, teda ak sa niečo pokazí, budeme vedieť prečo, poprípade môžeme vytvoriť z nameraných údajov graf. Taktiež sme mechanizmus zrýchlili (Odstránili sme 2:1 prevod a POWER sme zvýšili na 45 (76,2 RPM)), takže 1 plná otáčka posledného koliečka by mala byť za 32,66 dní a natočili sme toešte raz. Tentokrát robot úspešne odmeral a vypočítal za ako dlho sa posledné koliečko otočí.
1. Páči sa mi váš systematický prístup a aj trpezlivosť s ktorou ste dokázali merať 6 dní. To je najviac zo všetkých tímov, hoci ostatní mali aj vyššie prevodové stupne, nedokázali pohyb odmerať. Super! 2. Super, že sta sa pustili do poctivého merania a poradili ste si s rôznymi prekážkami. Palec hore 3. Za úlohu Najpomalší zmerateľný pohyb získavate 3b. Páči sa mi detailný popis riešenia úlohy. 4. Vzorové riešenie. Ďakujeme!
