RoboRover - Roboti - București - Lucrari 2025 Nationala

Lucrari Lucrari 2025 Nationala
1

Informatii generale

Descriere

RoboRover este mai mult decât un vehicul robotic – este o extensie mobilă a privirii și reacției umane în medii greu accesibile sau riscante. Creat ca o platformă versatilă, el poate patrula autonom sau controlat de la distanță în perimetre prestabilite, fiind gata să investigheze orice anomalie, mișcare sau schimbare detectată de senzori sau de o dronă parteneră. În cazul unui declanșator de mișcare, de exemplu, poate fi redirecționat spre punctul critic pentru a transmite în timp real date vizuale și informații către operator, fără a pune în pericol viața umană.

Ideal pentru inspecții în zone industriale, depozite, infrastructură energetică sau terenuri izolate, RoboRover poate interveni acolo unde oamenii nu pot ajunge imediat: după un cutremur, într-un incendiu, într-o zonă contaminată sau pur și simplu într-un spațiu închis care necesită monitorizare constantă.

Combinația cu o dronă de recunoaștere face din el un instrument complet de supraveghere 3D, oferind atât viziune de ansamblu, cât și analiză la nivel de detaliu. Mai mult, prin modularitatea sa, poate fi echipat cu senzori de gaz, camere IR sau alte instrumente necesare intervențiilor specializate.

RoboRover devine astfel un partener de încredere în misiuni de monitorizare, inspecție și reacție rapidă, acolo unde timpul și informația fac diferența.

Tehnologii

RoboRover este o platformă robotică FPV cu șase roți, bazată pe un sistem de suspensie Rocker-Bogie articulat, proiectat să asigure stabilitate în teren accidentat și să permită traversarea obstacolelor fără pierderea contactului cu solul. Modificat prin intermediul diferențialului central pe bază de Arcuri, generându-se o forță elastică continuă, sistemul nu necesită amortizoare active, fiind complet pasiv și optimizat pentru distribuția uniformă a greutății.

Structura de rezistență este realizată din profile de aluminiu tip T-slot, care permit o modularitate ridicată și atașarea facilă a diverselor componente. Panourile externe sunt fabricate din plexiglass, iar conectica structurală este realizată prin piese printate 3D, cu toleranțe optimizate pentru fixare precisă și durabilitate. În total, peste 60% din carcasa și elementele suport sunt printate 3D (fabricație aditivă).

RoboRover este propulsat de 6 motoare pas cu pas NEMA 17HS8401S, controlate prin drivere DRV8825, alimentate de la 2 baterii de 20.2V, 11A (accumulatori Li-Ion ce garantează o autonomie la utilizare continua de minim 45 minute), cu un consum estimat de 10.2A în sarcină maximă. Partea de procesare este asigurată de un Raspberry Pi 5 și 2 Arduino Mega 2560, susținute de un convertor step-down la 5V/15A. Pe canalul de 5V sunt alimentate, în plus, 4 servomotoare MG996R și sistemele auxiliare. Comunicarea cu plăcile Arduino, pentru transmiterea datelor legate de mișcare, se realizează printr-un protocol dezvoltat de noi, inspirat din SPI. Acesta a fost conceput pentru a functiona avand in vedere diferenta de nivele de logica intre cele doua placi si lipsa unei structuri ce asigura integritatea datelor. Funcționează pe patru linii:
serial clock (SCLK), master in slave out (MISO), master out slave in(MOSI) si Ground(GND)
Datele sunt comprimate în 8 pachete a cate 8 biți fiecare, într-un format personalizat, pentru un total de 64 de biti. Aditional, este adaugat un pachet de verificare a datelor obtinut prin utilizarea algoritmului CRC-7. In final, sunt transmise pachetele(8+1), bit cu bit, prin linia MISO, sincronizat cu impulsurile de ceas de pe linia SCLK.
Protocolul poate funcționa la orice viteză, însă în practică trimite un bit la fiecare
câteva microsecunde — limita minimă de întârziere determinată prin testare.
Dacă s-ar merge sub această limită, Arduino-ul nu ar mai putea recepționa
semnalul corect, chiar dacă folosim PxINT. Linia de MOSI are ca rol sa anunte ca pachetul a fost primit si interpretat corect, anuntand raspberry pi-ul de status-ul arduino-ului. Cum diferenta de nivel de logica ar impune riscuri precum arderea raspberry pi-ului, am creat un pcb “Cutesy V1” alcatuit dintr-un simplu divizor de tensiune si un led indicator ce are rol reducerea tensiunii sub 3.3V si scoaterea in evidenta a status-ului arduino-ului.

Comunicarea se face wireless prin rețea locală, unde un server Flask pe Raspberry Pi primește comenzile de la aplicația mobilă Android (joystick), transmise prin HTTP POST. Fluxul video live este transmis prin MJPEG stream direct din camera integrată, fiind afișat în aplicația Android prin WebView.

Platforma suportă extensii funcționale, precum:
-Braț robotic modular (5–6 DOF),
-Dronă autonomă pentru recunoaștere aeriană și andocare automată,
-Senzori de mediu (gaz, temperatură, umiditate),

Cerinte sistem

Rețea Wi-Fi locală
Telefon Android

Realizatori

Cezar-Alexandru Bădiță

  • Scoala: Colegiul Național de Informatică „Tudor Vianu”
  • Clasa: 10
  • Judet: București
  • Oras: București

Vlad-Marius Dănilă

  • Scoala: Colegiul Național “Sfântul Sava”
  • Clasa: 10
  • Judet: București
  • Oras: București

Screenshots