Článek o naší účasti na letošním ročníku soutěže „Napájení sluncem“

Vzhledem k posunu termínu soutěže oproti loňskému roku byla naše účast na letošním Napájeni Sluncem více než hektická. Pro zájmové kroužky, jako je ten náš, není termín v září moc vyhovující. Naše výprava dokonce měla méně členů, než jsme měli robotů, protože některé konstruktéry s námi nepustili rodiče.

Vzhledem k tomu, že na konstrukci robotů bylo „málo času“, vsadili jsme letos na kvantitu. Neměli jsme čas ověřit, která konstrukce bude při letošních změněných pravidlech úspěšnější a tak jsme sestrojili celkem 7 soutěžních robotů.  Výsledek byl pro nás překvapením. Naším favoritem byl robot Dark Walker II. Tento robot navazoval na úspěšnou konstrukci procesorem řízeného robota z loňského roku. Nakonec dosáhl až třetího nejkratšího času mezi našimi roboty. Tak moc to zase nevadilo, protože se umístil na prvním místě ve své kategorii, protože ostatní roboti v kategorii procesorem řízených nedojely. Zřejmě i ostatní roboti v této kategorii byly v časové tísni a jejich tvůrci nestačili roboty včas odladit.

Nám Dark Walker začal jezdit až v 02:30 ráno před soutěží a při soutěži měl zjevné problémy. V první jízdě neodstartoval. To však bylo chybou startéra, který z něj odstranil papír a pak ho vrátil zpět. Tato situace by zřejmě šla ve firmware robota ošetřit, ale nezbyl na to čas. V loňském roce se nám stalo přesně to samé při první jízdě, ale robot se s tím vypořádal. Ve druhé jízdě bylo zase jasně vidět, jak s sebou robot v polovině dráhy škubl a dále nezrychloval. Příčinu tohohle škubnutí zatím neznáme. 

Dark Walker II má oproti loňskému vítěznému robotu dvě podstatná vylepšení. Za prvé bylo použito polarizované relé pouze s jednou cívkou. Současně s tím byla vyřešena komutace napětí na této cívce pomocí přídavného klopného obvodu z dvou bipolárních tranzistorů. Za druhé bylo relé pro spínání motoru nahrazeno  N-FET tranzistorem, který jsme objevili v Li-Ion bateriích pro mobilní telefon.  Protože v letošním roce byl zkrácen čas, který může robot strávit na startu na polovinu, bylo nutné loňský kondenzátor 1F/5,5V nahradit menším. Sehnali jsme 10mF/10V. Tento kondenzátor je zase příliš malý a tak jsme ho museli nabít na vyšší napětí. To jsme vyřešili tak, že jsme zapojili více malých solárních článků do série. Tyto články jsme zakoupili na loňském ročníku od zástupce firmy Solartec. Naše články ovšem dávali menší proud, než nařezané články, které měl na sobě robot č. 168, kterému se dařilo nabít dva kondenzátory 10mF. Opět jsme nezjistili, jak kolegové ze Šumperka dokázali ty články nařezat, protože to tají. I přes menší akumulovanou energii, než měl robot č. 168 si myslíme, že největším problémem byl neodladěný software. Zapojení robota Dark Walker II naleznete zde.

Zapojení pro komutaci napětí na cívce relé jsme okoukali na jednom čínském výrobku, ve kterém jsme objevili i skvělé motorky a malé převodovky. Tyto motorky a převodovky jsme použili u našich dalších úspěšných konstrukcí. Kvalitu těchto mechanických prvků, myslím, prokázal robot Brutus. Jednalo se o čistě elektromechanického robota, který měl přímo připojen motor na sérioparalelní kombinaci 2×4 solární články. U tohoto robota jsme nejvíce experimentovali s průměrem kol. Nakonec se podařilo k dané převodovce sehnat kola, která tohoto robota vynesla na třetí místo! Předčil ho pouze náš robot Marconi a záhadný robot č. 51, který první jízdu jel přes 9s a druhou zajel za skvělý čas 1,5s a u kterého neznáme jeho princip. Z uvedeného je vidět, že se jen velmi těžko konstruuje robot s elektronikou, který by výrazně konkuroval čistě mechanickému robotu s vyváženými mechanickými prvky vůči zatěžovací charakteristice solárních článků. Podstatnou výhodou pro takovéto roboty je letmý start, který jim umožňuje během několika desítek centimetrů překonat nepříznivou oblast zatěžovací charakteristiky.

Naše nejúspěšnější konstrukce, robot Marconi, byla původně pouze nouzovým řešením, protože jsme nestíhali napsat a dostatečně odladit software pro Dark Wolker II. Firmware jsme zde nahradili člověkem. Ten měl ovšem nelehkou úlohu. To je nejlépe vidět z ovládacích sekvencí. Z nich je také vidět princip a hlavní myšlenky robota, kterého schéma naleznete zde.

Jízdní sekvence:

Ovšem mediální hvězdou byl robot Picollo. Ten vzbudil zájem fotografů ještě před tím, než absolvoval svou první jízdu. Zajímavé je, jak tento robot vznikl. Stalo se to tak, že Jakubovi při rozebírání již zmíněných čínských autíček upadla na stůl kolečka ze střechy autíčka hned vedle převodovky. Napadlo ho, že by to mohl tak rovnou slepit. Tento robot podle zásady pana Pasteura: „Náhoda přeje připraveným.“ Nakonec dostal cenu za technické řešení. Nepatřil sice k nejrychlejším, ale v první jízdě předjel i v pořadí druhého robota č. 51. Porota si dokonce vyžádala jednu jízdu bez přípojného vozíku, který byl jako těžký náklad tažen na červenobílé pruhované tyči.  Bez vozíku ovšem robot nedosahoval větší rychlosti, protože byl konstruován na sílu, aby uvezl vozík. Byl to náš malý protest proti startovním číslům 8×8 cm, jak bylo uvedeno v pravidlech. Tento robot by byl býval byl jasným šampionem v závodech do kopce, kdyby ovšem byl větší kopec než do jakého se v závěru soutěže jelo.

Celkově se dá říct, že naše účast na Napájení Sluncem 2004 byla zdařilá. Celkem jsme přijeli se sedmi roboty, všichni roboti absolvovali obě jízdy (vyjma Dark Walkera II při chybném startu) a roboti získali celkem 5 ocenění. Získali jsme hlavní cenu – Lego MindStorms, kterou v kroužku určitě využijeme.