Integrated Design Project

Někteří říkají, že se jedná o noční můru plnou dlouhých nocí strávených v oddělení inženýrství,  jiní přiznávají časovou náročnost projektu, ale tvrdí, že to bylo bezva. Já již mám tento projekt za sebou a musím říct, že to bylo opravdu časově náročné, ale také odměňující a zábavné.

Náš robot na odkládacím místě

IDP je čtyři týdny dlouhý projekt během termu. Protože je v našem roce okolo 250 studentů, jsme rozděleni do skupin po zhruba 60 studentech, kteří se prostřídají během prvních dvou 8 týdenních termů. Každá kohorta je rozdělena do skupinek o šesti studentech. V rámci jednotlivých skupinek se studenti dohodnou, na které oblasti robota chtějí pracovat: mechanika, elektronika nebo programování. Cílem tohoto projektu je postavit automatické vozidlo, které vykoná různé úkoly. Na konci čtyř týdnů intenzivní práce nastává soutěž.

Naše kohorta měla za úkol postavit robota, který by naložil dvě parcely z dopravního pásu a doručil je na správné stanoviště. Parcely jsou 6x3x2 centimetrové krabičky s čárkovým kódem. Liší se barvou, jsou zelené, červené a modré, s hmotností 14g, 10g a 4g. Některé z nich měly vevnitř magnety. Robot mohl následovat bílé čáry na černém pozadí.

Náš tým se rozhodl použít k identifikaci parcel tenzometr¹ . Důvodem bylo to, že tenzometr by stačilo kalibrovat pouze jednou, protože hmotnost krabiček se nemění. Naopak měření detektorem barev mohou být ovlivněna světelnými podmínkami okolního prostředí. Nemohli jsme se více mýlit. Tenzometry se ukázaly být úplnou noční můrou. Bylo skoro nemožné postavit tak citlivý elektrický obvod. Potřebovali jsme detekovat rozdíl čtyř gramů. Šum byl asi stejně velký jako rozdíl měření. V jednu chvíli jsme tak neplánovaně měli čidlo měřící proudění vzduchu, protože měření se lišilo v závislosti na tom, jak silně jeden foukal na elektrický obvod.  Nakonec  se nám podařilo obvod postavit s použitím operačního zesilovače za 120 Kč (zisk jednoho stupně zesilování 55 000), který ale musel být neustále kalibrován. Vzhledem k tomu, o jak citlivý obvod se jednalo, museli jsme použít oscilloscope k jeho kalibrování, takže jsem se při tom cítil jako doktor.

Náš robot sbírá parcely

Den před soutěží se zdálo, že vše funguje. Robot se pohyboval v poli výborně, sbíral, identifikoval a odkládal krabičky tak, jak to mělo být. Kdyby se soutěž konala v onen den, měli bychom 136 bodů. Bohužel naše bezpilotní vozidlo nebylo robustní a spolehlivé, a tak jsme získali pouze 36 bodů. To bylo ale stále dobré na čtvrté místo z dvanácti.

IDP byl opravdu skvělou zkušeností. Demonstroval důležitost spolehlivosti, robustnosti a tolerance inženýrských produktů. Bylo by to víc zábavné, kdybychom, měli více času. Vzhledem k tomu, že jsem před tím žádné elektrické obvody nepostavil, opravdu jsem si užil, že jsem byl součástí elektronického sub-teamu, obzvláště pak výzvu zvanou tenzometr. Bylo také pěkné aplikovat to, co jsme se naučili na přednáškách.

Doporučená četba
IDP website: http://www3.eng.cam.ac.uk/DesignOffice/idp/resources/index.html
Více fotografií: http://www3.eng.cam.ac.uk/DesignOffice/idp/idp_photos/index.html

_________________________________________

¹Tenzometr je elektronický přístroj na měření mechanického napětí. Pracuje na následujícím principu. Kovový pruh se ohne pod hmotností předmětu na něj položeného. To znamená, že horní povrch se malinko prodloužil a spodní zkrátil. Pokud se připevní drátek k hornímu povrchu, prodlouží se společně s povrchem kvůli ohybu. Protože je drát delší, má větší elektrický odpor, což je ale něco, co lze změřit jednoduše. Pro více informací http://cs.wikipedia.org/wiki/Tenzometr.