Гонки радиоуправляемых тарантасов за 4 недели

Всем привет! Я один из создателей гонок радиоуправляемых тарантасов ^[1].

www.redbullsoapboxrace.ru ^[2] — это онлайн проект, посвященный мероприятию Red Bull Soapbox Race и является гонками тарантасов в миниатюре.

Про наш проект написали пост ^[3], и это — ответ на приглашение рассказать о проекте.

Идея родилась на кухне за чашкой кофе, а как все произошло и как нам удалось реализовать проект за 4 недели, читайте дальше.

Публикую пост по просьбе Дмитрия Максимова ^[4] — автора идеи и архитектуры проекта.

По факту у нас действительно было всего 4 недели на запуск проекта, но, как ни удивительно, командой из 6-ти человек мы справились с этой задачей. Для нас это было хорошей школой командной работы в экстремальных условиях.

Архитектура

Архитектура на первый взгляд довольно простая:

Рассматривали несколько вариантов реализации:

1. Готовые машинки с управлением через интернет ^[5]. Такой вариант получался золотым, поэтому от него отказались сразу.
2. Обращались в www.jokerracer.com ^[6], но они сказали, что на создание проекта у них ушло пол года и столько же потребуется, чтобы его заново поднять, а у нас было чуть больше 3-х недель. Кстати, у них были просто покатушки, а не гонки. Так что, мы по-прежнему можем носить титул «Первые в мире».
3. Aurdino, который одним концом вставляется в usb порт, а другим цепляется к пульту и передает радио сигнал на машинку. Однако под Arduino требовалась разработка на низкоуровневом языке, а времени было уже в обрез.
4. Phidgets ^[7] – платформа с высокоуровневым API на более чем 20 языках и библиотеками для управления контроллерами двигателей, камерой и всевозможными сенсорами.

Последний вариант подошел идеально!

На машинку устанавливается бортовой компьютер на линуксе с 6 usb, к которому подключается микроконтроллер для DC мотора (коллекторный моторчик для движения) и микроконтроллер для серво привода (отвечает за поворот передних колес).

Плюс к компьютеру подключается магнитный датчик для фиксации времени круга, а через usb – камера и wi-fi адаптер.

Выглядит это все следующим образом:

Единственный минус phidgets – нам требовалось 7 комплектов для 7 машинок, а такое количество в полном комплекте можно было купить только в Канаде.

Машинки

С самого начала планировали использовать вот эту машинку: Monster Truck от HCP Racing ^[8]. Машинка профессиональная, и к ней можно легко найти запчасти.

Еще до старта проекта мы консультировались с ребятами из Главбот ^[9], которые рекомендовали машинки с бесколлекторными моторами, поскольку коллекторные придется менять каждые 3 дня при планируемой нагрузке. Но phidgets работают только с DC моторами, поэтому пришлось идти на риск, который, кстати, в итоге оправдался – моторы, конечно, пришлось менять, но не часто, и не из-за большой нагрузки.

Машинка развивает скорость до 16 м/с, а помещение для гонок 15 м в длину, поэтому пришлось придумывать, как замедлять:

1. Если ставить резисторы, то на подсевшей батарейке машинка уже не поедет. Отметаем.
2. Думали сделать редукторы, но у нас получилась бы ручная сборка, которая при планируемой нагрузке ломалась бы ежедневно. Отметаем.
3. Заглянули в API фиджетов и о, чудо! – есть возможность регулировать скорость. На этом и остановились.

Аккумуляторы

Аккумулятор, который идет в комплекте с машинкой, позволяет непрерывно ездить около 15 минут. Заезды у нас практически круглосуточные и хотелось сделать так, чтобы побольше людей смогло покататься, поэтому технические перерывы надо было сокращать до минимума.

В итоге подобрали вариант аккумуляторов, которые могут держать заряд до 4-х часов, но мы, на всякий случай, меняем их каждые 2 часа.

Вроде со всеми комплектующими определились, оставалось все достать, запрограммировать и протестировать.

Если будет интересно, то готовы рассказать про решение с видео потоком, ограничением скорости и о проблемах, которые возникли на этапе сборки, программирования и запуска, и как в итоге все решили. И с удовольствием ответим на все вопросы в комментариях!

Автор: artist_id