Mezőgazdasági robot fejlesztése és jövőbeli bővíthetősége



Hasonló dokumentumok
IoT alapú mezőgazdasági adatgyűjtő prototípus fejlesztési tapasztalatok

Arduino bevezető Szenzorhálózatok és alkalmazásaik

SZERZŐ: Kiss Róbert. Oldal1

A LEGO Mindstorms EV3 programozása

Újdonságok az Arduino szabadszoftveres platform körül. Noll János FSF.hu Alapítvány

Műszaki Informatika Verseny Középiskolásoknak Szegedi Tudományegyetem TTIK Műszaki Informatika Tanszék EZT RAKTUK ÖSSZE!

A TANTÁRGY ADATLAPJA

SZENZORMODUL ILLESZTÉSE LEGO NXT PLATFORMHOZ. Készítette: Horváth András MSc Önálló laboratórium 2 Konzulens: Orosz György

VILLAMOSMÉRNÖKÖK RÉSZÉRE MEGHIRDETETT SZAKDOLGOZAT TÉMÁK 2012/13.II. és 2013/2014 I. félévekre

Beszámoló Programozási készségek fejlesztése Logo nyelven műhelymunka NTP-MTI-13 Emberi Erőforrások Minisztériuma

Robotot vezérlő szoftverek fejlesztése Developing robot controller softwares

nagyoknak kicsiknek SKOLÁBA ISKOLÁBA ISKOLÁBA ISKOLÁ PROGRAMOZÁS ROBOTIKA BEHOZZUK A ZÖLD ENERGIÁKAT AZ OSZTÁLYTERMEKBE

Konfigurálható digitális műszerfal Bosch MonoMotronic befecskendezőrendszerhez

Robotkocsi mikrovezérlővel

Nyomtatott áramkörök

VGN-TT21XN/B. Extrém stílus és hordozhatóság

MAGYAR NYELVŰ LEÍRÁS

Többfunkciós hobbirobot építése és vezérlése Arduino UNO mikrovezérlő kártya segítségével

A NIKK LOGISZTIKAI RENDSZEREK INFORMÁCIÓS TECHNOLÓGIÁJÁBAN ELÉRT EREDMÉNYEINEK BEMUTATÁSA

IDAXA-PiroSTOP JFE RS485 intelligens repeater 2004/0177/0113 Terméklap

Vezeték nélküli, elosztott rendszerű jelzőlámpás forgalomirányítás

KÖNNYŰFÉM KERÉKTÁRCSA SZETT 17, SZÜRKE ECOREFLEX

Norway Grants. Az akkumulátor mikromenedzsment szabályozás - BMMR - fejlesztés technológiai és műszaki újdonságai. Kakuk Zoltán, Vision 95 Kft.

FEDÉLZETI INERCIÁLIS ADATGYŰJTŐ RENDSZER ALKALMAZÁSA PILÓTA NÉLKÜLI REPÜLŐGÉPEKBEN BEVEZETÉS

Házi feladatok Szenzorhálózatok és alkalmazásaik

Mikrovezérlők alkalmazása házi feladatok

ELŐADÁS SZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSE FIZIKA ÉS INFORMATIKA

A MINI SZATELLITTŐL A SUMO-ROBOTIG

Mérési útmutató a Mobil Kommunikáció és Kvantumtechnológiák Laboratórium méréseihez

A FOGLAKOZÁS ADATAI: SZERZŐ. Vindics Dóra. Vezérelj robotot! A FOGLALKOZÁS CÍME A FOGLALKOZÁS RÖVID

IDAXA-PiroSTOP HI1 Hurokkezelő 1 intelligens hurokhoz 2004/0177/063 Terméklap

Labor 2 Mikrovezérlők

SZAKDOLGOZAT. Kádár Bence Pethe Szabolcs

Nagy Gergely április 4.

Fizikai mérések Arduino-val

Scherer Balázs: Mikrovezérlők fejlődési trendjei

NanoDiag KICSI DE ERŐS! TELJESKÖRŰ DIAGNOSZTIKA GYORS ÉS EGYSZERŰ PROFESSZIONÁLIS KISMÉRETŰ KÖLTSÉGHATÉKONY

APP & GO. Az innovatív megoldás

A területi közigazgatás reformja és az informatika

Programozási AVR mikrovezérlők a PICKit2 Programozó

A mesterséges intelligencia alkalmazásának egyik legfontosabb és leglátványosabb területe

emotionbutterflies Kollektíven mozgó ultrakönnyű repülő szerkezetek

AVR-Duino Eth Shield / AVR-Duino EthMAX Shield

Szárazföldi autonóm mobil robotok vezérlőrendszerének kialakítási lehetőségei. Kucsera Péter ZMNE Doktorandusz

Önálló laboratórium dokumentáció

Programozás és Digitális technika I. Pógár István eng.unideb.hu/pogari

Foglalkozási napló. Gazdasági informatikus 14. évfolyam

ADATBÁZIS ADMINISZTRÁTOR SZAKKÉPESÍTÉS SZAKMAI ÉS VIZSGAKÖVETELMÉNYEI

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar Irányítástechnika és Informatika Tanszék DARU IRÁNYÍTÁSA

EGY KOMPLEX AKKREDITÁLHATÓ VÍZMINŐSÉG TÁVMÉRŐ RENDSZER ALKALMAZÁSA A TORNA PATAK VÍZMINŐSÉGÉNEK ELLENŐRZÉSÉRE

Szükséges ismeretek: C programozási nyelv; mikrokontrollerek; méréstechnika; analóg és digitális elektronika; LabView

A FOGLAKOZÁS ADATAI: SZERZŐ. Virga Krisztina A FOGLALKOZÁS CÍME. Húzd meg jobban, menjen a munka! Modellezzünk raktárt! A FOGLALKOZÁS RÖVID

VERSENYFELHÍVÁS. A verseny célja:

Korszerű információs technológiák

Valódi kényeztetés autója számára

Foglalkozási napló. Gépjármű mechatronikus 11. évfolyam

Optikai tuning OLDALSÓ KÜSZÖB SPOILER ** ELSŐ SPOILER ** * OLDALSÓ LÉGTERELŐK AZ ELSŐ ABLAKOKRA. Kizárólag Alfa Romeo 147 (2004 évjárat)

2006. május

OMNIALOG adatgyűjtők NI-48XX

ARM Cortex magú mikrovezérlők

Felhasználói útmutató

Csökkentse minimálisra fázisvezérelt és TOFD készülékekre költött kiadásait

ELEKTRONIKAI MŰSZERÉSZ MESTERVIZSGA KÖVETELMÉNYEI

ÓBUDAI EGYETEM Neumann János Informatikai Kar Informatikai Rendszerek Intézet Témavezető: Bringye Zsolt

A tételekhez segédeszköz nem használható.

ROBOTIKA FELADATGYŰJTEMÉNY

Akusztikus távolság meghatározás a vezeték nélküli szenzor hálózatokban. Előadó: Kincses Zoltán

Gyümölcsöző megoldások

A hordozható számítógép bemutatása Felhasználói útmutató

Forgácsoló gyártócellák, gyártórendszerek 2.

BT-R800 Használati utasítás BT-R800 Wireless GPS Egység Használati utasítás Dátum: Szeptember, 2006 Verzió: 1.1

A Netburner fejlesztőeszköz alkalmazástechnikája

Szakdolgozat. EMG vezérlésű egyszerűsített alkar protézis fejlesztése

GQ-3x és GQ-4x USB univerzális programozó Kézikönyv

SZERZŐ: Kiss Róbert. Oldal1

INFORMATIKA 1-4. évfolyam

Alfa Romeo 159 Alfa Romeo 159 Sportwagon

IFFK 2011 Budapest, augusztus Biogáz laboratórium fejlesztése

OTTHONI FELHASZNÁLÁSRA TERVEZETT NYITÓ SZETT

Bevezetés. Személygépjárművek. Fedélzeti elektromos rendszer. Hagyományos 12V-os rendszerek

Mérési útmutató. A/D konverteres mérés. // Első lépésként tanulmányozzuk a digitális jelfeldolgozás előnyeit és határait.

Nem romboló régészeti módszerek a paletta

Mérő- és vezérlőberendezés megvalósítása ARM alapú mikrovezérlővel és Linux-szal

Nemzeti Alaptanterv Informatika műveltségterület Munkaanyag március

Optikai tuning Idea ELSŐ LÖKHÁRÍTÓ SPOILER ** Cikkszám: SPOILER SZETT A SÁRVÉDŐRE ** Cikkszám:

Bevitel-Kivitel. Bevitel-Kivitel és Perifériák. Algoritmusok és Alkalmazásaik Tanszék Budapest december 16.

Figyelmeztetés: Az alábbi merevlemez-meghajtók telepítése nem ajánlott ebbe a készülékbe:

Linuxot mindenre - Raspberry Pi

Leírás. Készítette: EMKE Kft február 11.

GeoMax újratöltve. Földmérő Nap Pécs 2014 GeoSite Kft Horváth Zsolt

LEGO robotok /1

Sajtófigyelés a pécsi NI átadó kapcsán

GPT 9800 sorozatú nagyfeszültségű szigetelésvizsgálók

Szenzorhálózatok Szenzorhálózatok alkalmazásai ( )

Átírás:

Mezőgazdasági robot fejlesztése és jövőbeli bővíthetősége Tóth Mihály Informatikus és szakigazgatási agrármérnök (BSc) Konzulens: Dr. Szilágyi Róbert 2014.11.14.

Az informatika, mint segítő ágazat Az informatika használatával jelentősen csökkenhet a célkitűzésünk eléréséhez szükséges forrásigény, illetve precízebb eredmény születhet. Általános formái a különböző irodai szoftverek és segédalkalmazások. Számos, a mezőgazdaságban hasznosítható informatikai eszköz van a piacon a nyilvántartó szoftvertől egészen a GPS segítségével működő, nyomvonaltartást segítő szoftverig.

Robotika A robot egy előre meghatározott programot futtató elektromechanikus szerkezet. Az első autonóm robot, a Machina speculatrix William Gray Walter nevéhez fűződik (1945) Számos kutatás zajlik a mezőgazdasági robotika fejlesztése kapcsán. Scout robotok Vetőgépek, permetezők és betakarítógépek Gyomfelismerés Automatikus öntözőgép Autonóm irányítású, multispektrális drónok

Lego NXT platform Három fő változatát ismerjük RCX (1998): 32 Kbyte programmemória, 3 szenzor és 3 motorport NXT (2006): 64 Kbyte programmemória, 4 szenzor és 3 motorport EV3 (2013): 16 Mbyte programmemória, 4 szenzor és 4 motorport Lego Mindstorms NXT 2.0 NXT G, C++ (RobotC) és számos nyelven programozható USB 2.0 és Bluetooth kapcsolat 100x64 pixeles, grafikus kijelző Gyárilag mellékelt szenzorok Ultrahangos távolságmérő Színszenzor Nyomógombok

Szenzorok és kiegészítők Szenzoroknak tekintünk minden külső tényezőt számszerűsíteni képes eszközt. Megkülönböztetünk az irányítást elősegítő, és felhasználó számára felhasználható adatokat tartalmazó szenzorokat. Az NXT platformhoz 6 tűs, moduláris csatlakozón kapcsolódnak a külső eszközök Külső gyártók által elérhetőek olyan szenzorok, melyek például a páratartalmat, hőmérsékletet, légnyomást, levegő mozgási sebességét, CO 2 mennyiségét, etanol előfordulását, fénymennyiséget, oxigén százalékos arányát, kémhatást és talajnedvességet képesek mérni.

Irányítási modell (kikerülés) Esetleges terepakadály észlelése esetén a program megszakítja az előre irányuló mozgást, és kikerülést hajt végre a zavartalan továbbhaladás érdekében. 1. Az ultrahangos távolságmérő 10 cm nek megfelelő értéket észlelve lassít, majd 5 cm nek megfelelő érték esetén megáll. 2. Körültekintés a továbblépéshez a távolságmérő használatával, majd az akadálymentes oldal felé való továbbhaladás. 3. A terepakadály mentén történő kikerülés, és ezzel a terepakadály letapogatása 4. Visszatérés a kikerülés kezdetekor fennálló menetirányba 5. Továbbhaladás egyenesen, vagy az irányítás visszaadása a GPS rendszer számára

Irányítási modell (GPS) Dexter Industries dgps eszköz Átalakítást nem igénylő, 6 tűs, moduláris csatlakozó Biztosított blokkok és illesztőprogramok Az adott terület 4 koordinátájának megadása után az eszköz meghatározott felbontás mellett történő pásztázása során járja be a pontok által közrefogott síkot. Eközben lehetőség nyílik az adatgyűjtések, illetve más programozott műveletek végrehajtására.

Microsoft Kinect Távvezérelt irányítás létrehozása a FAAST nevezetű, mozgás digitalizálására képes alkalmazással, majd a mozgás parancsokká való átalakítása. Rengeteg konfigurálási lehetőség cm es pontosság mellett. Megfelelő konfigurálás esetén a magunk elé tartott, ökölbe szorított kezünket meg tudjuk feleltetni az irányításért és haladásért felelős szervomotorok teljesítmény mutatóival.

Adatlogging Megkülönböztetünk belső és élő adatgyűjtést elősegítő módszert. Belső adatgyűjtés: Meghatározott feltételek fennállásakor, vagy meghatározott időközönként, adott formában egy.txt fájlba történik a kért szenzorok által mért adatok tárolása. Élő adatgyűjtés: Számítógéppel való közvetlen kapcsolat esetén a beállított mintavételezésnek megfelelő ütemben láthatjuk az új adatokat, majd ezt a művelet közben, valós időben (Real Time elemzés) megtekinthetjük és elemezhetjük.

Fejlesztési lehetőségek Program precizitásának finomítása Az Arduino (Atmel) platform lehetőségei Specifikus szenzorok beszerzése NXT platform: Vernier Arduino platform és szenzorai: Változó gyártók (OS) Egyedi nyomtatott áramkörök fejlesztése Több mikrokontroller üzemeltetése I 2 C buszon keresztül, társprocesszor közreműködésével Szenzorlapok fejlesztése, melyek sorszám alapján azonosíthatóak a rendszer számára (ATtiny) Nagyobb váz megépítése az előzetesen elkészített tervek alapján

Arduino platform Az Arduino egy 2005 óta piacon lévő, Atmel mikrokontroller családra épülő nyílt szoftverrel és hardverrel rendelkező, prototípus készítésére alkalmas platform. Számos típus érhető el az igényeknek megfelelően. (Uno, Mega, Mini, Lillypad, Duemilanove, Leonardo, Due) Uno esetén 13 digitális (ebből 6 PWM) és 5 analóg jel vételére és kiadására használható láb. I 2 C és SPI busz, TX, RX lábak soros kapcsolathoz Atmel Atmega 328p mikrokontroller, 32 Kbyte programmemória, 2 Kbyte SRAM, 1 Kbyte EEPROM

ISP programozás

Arduino szenzorok és kiegészítők Csatlakozásuk lehet digitális, PWM és analóg. Digitális: Adott értéket digitálisan átadó PWM: Impulzusszélesség moduláció Analóg: Egy ellenállás által képződő érték, mely a mikrokontrolleren belül konvertálódik használható értékké. Eddig beszerzésre került egy DHT11 es relatív páratartalom és hőmérsékletmérő szenzor, HC SR04 es távolságmérő és egy talajnedvesség mérő. Kiegészítőként használhatunk kijelzőket (16x2, grafikus), IC ket, kapcsolókat, motorokat (szervo, léptető), hangszórókat, potenciométer, más elektronikai eszközök

Arduino rendszerre írt programok Autonóm irányítás alapja Az NXT rendszeren megismert alkalmazáshoz hasonló, fejlesztés alatt lévő irányítási algoritmus Terminál Soros porton kommunikáló, utasításnak megfelelően az adott szenzor által olvasott adatot lekérő, majd megjelenítő programsor WDT alkalmazás Hiba esetén beavatkozás nélküli újraindítás Üvegház automatizálás (I 2 C, SPI, RF, LAN) Adott hőmérséklet és páratartalom esetén bekövetkező, relé által indított külső tápegység, majd külső eszköz elindítása

Költségkalkuláció Lego Mindstorms NXT 2.0 Arduino Mindstorms NXT szett 8547 84.060 Ft Arduino UNO 12.000 Ft Beépített kijelző 16x2 kijelző (I2C interfésszel) 3.000 Ft Beépített Bluetooth 2.0 Bluetooth modul 4.565 Ft 630 darabos Technics szett Váz 5.000 Ft 3 darab szervomotor Szervomotorok 3x 2.223 Ft Távolságmérő HC SRO04 1.600 Ft Kiegészítők Kiegészítők 2.000 Ft Vernier adapter 3 x 50$ = 30.300 Ft Adapter Vernier hőmérsékletmérő 36$ = 8.136 Ft DHT11 1.630 Ft Vernier páratartalommérő 94$ = 21.224 Ft DHT11 Vernier talajnedvesség mérő 130$ = 29.380 Ft EDC 274921 1.502 Ft Összesen: 142.800 Ft Összesen: 37.966 Ft

Felhasználási lehetőségek Adatgyűjtés Térkép készítése különböző szenzorok által mért adattal területegységre vonatkoztatva Időbeli értékváltozások követése, esetleges előrejelzés meghatározása Precíziós műveletek Nagyobb és egyedi konstrukció esetén vetés, permetezés és szelektív betakarítás elvégzése Öntözéssel kapcsolatos automatizálás

Eredmények Létrehoztam az NXT platform segítségével egy autonóm és távvezérelt irányítást megcélzó programot NXT G és C programnyelven. Az Arduino platform segítségével számos eszközt és programot hoztam létre az azzal való kísérletezés érdekében. Tanulmányoztam az adatgyűjtési eljárásokat mindkét platformon, majd elkezdtem egy saját adatelemző program összeállítását. Több kísérletet végeztem egy saját tervezésű váz összeállításával kapcsolatban.

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!