Ontwerpproject

Lieven Standaert - lieven.standaert@vub.ac.be

Yannick Verbelen - yannick.verbelen@vub.ac.be

Jan Lemeire - jan.lemeire@vub.ac.be

Sensor- en componentenbibliotheek

Hier vinden jullie praktische informatie over sensors en componenten. jMail vragen of opmerkingen!

Overzicht

Het Ontwerpproject is een vakoverschrijdende ontwerpopdracht die start in de 1e week van het academiejaar en eindigt voor de Paasvakantie. Het bouwt voort op de basisvaardigheden die je hebt verworven in het Wekkerproject, in Basiselektronica en in Informatica. De inhoud van deze vakken wordt verondersteld gekend te zijn bij de start van het Ontwerpproject. Je kan het Ontwerpproject niet starten als je nog één van deze 3 vakken moet afleggen. Als je het gevoel hebt delen van deze vakken vergeten te zijn, dan is het sterk aanbevolen om de betreffende cursussen van onder het stof te halen.

In het Ontwerpproject krijg je een open probleem voorgeschoteld dat je in groepen van 3 studenten dient op te lossen. Hiervoor krijg je een reeks doelstellingen waaraan incrementeel complexere deliverables zijn gekoppeld, die je moet afleveren om punten te verzamelen. Er worden restricties opgelegd qua grootte van de robot, en de onderdelen waar je gebruik van mag maken zijn beperkt. Hiervoor krijg je in het begin van het project per groep een verzameling onderdelen waarmee je kan starten. In het Ontwerpproject wordt de focus gelegd op rapid prototyping en dus wordt er verwacht dat je zelf ontbrekende ontderdelen ontwerpt en fabriceert met 3D-printers, lasercutters, CNC freesmachines e.d.

Het Ontwerpproject bouwt verder op de fablabfilosofie Prototypes, not PowerPoints. De meeste deliverables worden digitaal beoordeeld omdat de doelstellingen digitaal zijn opgesteld. Ofwel haalt je ontwerp die doelstellingen en krijg je alle punten voor de bijhorende deelopdracht, ofwel voldoet je ontwerp niet en krijg je dus geen punten voor die deelopdracht. Gelukkig omvat het Ontwerpproject een groot aantal deelopdrachten met verschillende doelstellingen en deliverables, en er zijn in totaal 100 punten te verdienen. De puntenverdeling is zodanig opgesteld dat je kan slagen voor het Ontwerpproject met een werkend ontwerp en slecht verslag, maar niet omgekeerd. Ook dit weerspiegelt de fablabfilosofie.

Opgave

Tijdens het academiejaar 2016-2017 ligt de nadruk van de opdracht op elektronica en informatica, met als thema autonome voertuigen. De opdracht luidt als volgt:

Bouw een autonome racer die

  • minder dan 12\,cm breed en 25\,cm lang is;
  • zelfstandig zijn weg kan vinden over een aantal vastgelegde, progressief moeilijkere racecircuits;
  • van energie voorzien wordt door 3 EDLC's van 400\,F of één enkele 180\,mAh 2 cel Li-po batterij, en zichzelf kan herladen in een pitstop die zich op het circuit bevindt;
  • in staat is om een sprong van 50\,cm over een schans te maken;
  • zonder manuele bijsturing op het parcours kan blijven, dat afgebakend is met een doorlopende witte lijn of een vertikale wand;
  • in staat is om obstakels en andere racers te detecteren en te ontwijken;

De finale proef voor het Ontwerpproject bestaat erin minstens 5 opeenvolgende rondes op het finale circuit af te leggen binnen de 6 minuten, excl. de tijd die in de pits wordt doorgebracht. De gedetailleerde opdrachtbeschrijving is gepubliceerd in het dossier.

Finale racecircuit

De finale racetrack bestaat bestaat onder meer uit een dubbele pitstop langs weerszijde van de baan, gevolgd door de jump, een looping, een scherpe bocht, een chicane, een sink hole, een ribble track, een obstacle course en een tunnel.

Materiaal

Het materiaal dat nodig is voor de bouw van je robot is reeds in het fablab aanwezig. Je zal hoofdzakelijk gebruik maken van MDF (via lasercutter) of PLA (via 3D-printers) om de nodige onderdelen voor je robot te bouwen. Daarnaast wordt je ook een doos materiaal toevertrouwd waarin o.a. motors en elektronica zit, waaronder een Raspberry Pi 3. Je mag indien nodig meer onderdelen van hetzelfde type bijvragen, tot de limieten die in het dossier opgelegd zijn. Het is niet toegelaten om onderdelen uit andere toestellen te gebruiken (bv. krachtigere motors) of andere onderdelen die je een tactisch of praktisch voordeel opleveren ten opzichte van andere groepen.

Er wordt van je verwacht dat je je eigen gereedschap voorziet. Breng dus systematisch multimeter, schroevendraaierset, striptang, kniptang, schuifmaat en -- uiteraard -- laptop mee. Als je voor Arduino kiest als microcontrollerplatform, dan neem je ook je eigen Arduino Uno en USB-kabel mee. Voorzie zoveel breadboards en breadboardkabels als nodig om verschillende prototypes in parallel op te bouwen. Een volledig overzicht van het materiaal waarvan wordt verwacht dat je het zelf meerbrengt staat in de materiaallijst.

Begeleiding

Atelierbegeleiding

Het fablab is dagelijks geopend, maar de uurregeling is variabel. Als het fablab open is dan kan je er terecht om aan je ontwerp verder te werken, en gebruik te maken van de machines. Verwacht echter niet van de aanwezige laboverantwoordelijken dat zij tijd zullen hebben om jouw ontwerp te remedi\"eren of te debuggen. Op donderdagnamiddag is dat echter wel het geval, en wordt er atelierbegeleiding georganiseerd, ook tijdens weken dat er geen deadlines vallen. Je kan dan advies inwinnen over je ontwerp, om extra materiaal vragen, enz. De atelierbegeleiding loopt op donderdag van 13u30 tot 21u00.

Let op: alvorens hulp in te roepen bij het debuggen van schakelingen, zal er van je verwacht worden dat je eerste zelf een grondige poging hebt gedaan om de oorzaak van je fout(en) te achterhalen. Als je niet ten minste een schema van je schakeling en een bekabelingsschema op je werktafel hebt liggen, dan zal men niet geneigd zijn je te helpen.

Syllabus

Om je te begeleiden bij het Ontwerpproject, is er een syllabus ter beschikking met daarin alle info over de elektronicakant van het project: elektronische meettoestellen, sensors, actuators, prototyping- en debuggingtechnieken, enz. Deze syllabus is eveneens verkrijgbaar bij de cursusdienst. Het is aanbevolen een papieren kopie aan te kopen, omdat je daarin gemakkelijker aantekeningen kan maken dan in de digitale versie. Extra informatie en nuttige links vind je in het dossier.

Slack

De collaboration tool bij uitstek is Slack, en voor het Ontwerpproject is er een kanaal (channel) voorzien binnen het "team" voor de elektronicavakken. Hierin kan je terecht voor snelle vragen, opmerkingen, enz. Als je snel reactie wil, dan is Slack een betere keuze dan vragen naar docenten te mailen. Je kan op Slack registreren met je VUB-e-mailadres. Voor Linux is een desktop client voor Slack beschikbaar.