Elektronik
Von der Regelung bis zur Messung.
Im Soccer Elektronik Team entwickeln und entwerfen wir unsere eigenen Platinen. Außerdem testen wir die für unsere Roboter maßgeschneiderten Lösungen und entwickeln diese weiter. Für das Design verwenden wir "KiCad" und "LTspice". Viele unserer Schaltungen sind ziemlich komplex, so dass wir sie sehr umfangreich testen müssen. Dafür verwenden wir zum Beispiel unsere Oszilloskope.
Mikrocontroller
Mehrere Mikrocontroller steuern unseren Roboter. Jedes Modul hat dabei einen eigenen Mikrocontroller, der für die entsprechende Steuerung zuständig ist. Die Module sind über einen CAN-Bus miteinander verbunden, um Steuersignale und aktuelle Zustände auszutauschen.
Kicker ("Automatix")
Konzept
In der „soccer small size“-Liga spielen die Roboter mit einem Standard-Golfball, der auf eine Geschwindigkeit von maximal 6,5 m/s beschleunigt werden darf. Das entspricht einer kinetischen Gesamtenergie von etwa 1 Joule. Aus einer Vielzahl von Möglichkeiten haben wir uns für eine elektromagnetische Kickvorrichtung entschieden, da diese mehrere entscheidende Anforderungen wie eine hohe Zuverlässigkeit und eine ausreichend hohe „Schussrate“ erfüllt.
Transformation
Durch einen Flybacktransformator werden zwei Kondensatoren in weniger als einer Sekunde aufgeladen. Die darin gespeicherte Energie wird dann beim Kicken innerhalb von Millisekunden in eine Spule geleitet, die einen ferromagnetischen Bolzen anzieht. Dieser trifft dann den Golfball und beschleunigt diesen. Spezielles Augenmerk lag bei der Entwicklung auf der Implementierung von Sicherheitsfeatures, wie einer Entladeschaltung und einer blinkenden LED, welche vor hohen Spannungen warnt.
Lichtschranke
Die Lichtschranke teilt dem Roboter und unserer Software mit, ob der Roboter gerade den Ball im Dribbler hat. Dazu wird ein Infrarotsignal von der einen Seite des Dribblers zur anderen geschickt. Kommt das Signal nicht auf der anderen Seite an, befindet sich ein Ball im Dribbler, welcher das Signal blockiert.
ESC ("Numalfix")
Unser Motortreiber hat eine angepasste Form, die ihn nahtlos in das Getriebe integriert. Der Motor wird dabei von einem Mikrocontroller mittels Field Oriented Control (FOC) gesteuert. Zur Messung des Motorstroms werden Messwiderstände mit dedizierten differenziellen Verstärkern verwendet. Die Position und Geschwindigkeit des Rotors werden durch eine Kombination von Hall-Sensoren und einem Quadrature Encoder ermittelt.
Funkmodul
Das Funkmodul übernimmt die Kommunikation mit dem PC. Verwendet wird dafür ein SX1280 Transceiver mit Low Noise Amplifier (LNA) und Sendeverstärker im 2,4 GHz Bereich. Diese Technologie ermöglicht es uns, auch auf Wettbewerben mit vielen Störquellen jeden Roboter 100x pro Sekunde neue Befehle zu senden.
Mainboard
Der Alleskönner unter den Modulen: Das Mainboard stellt mehrere Steckplätze für weitere Module wie das Funkmodul bereit und ermöglicht es, einen Raspberry Pi für mehr Rechenleistung zu verbinden. Neben der reinen Verbindung anderer Module beherbergt es jedoch auch eine Inertial Measurement Unit (IMU) zur Schätzung der Bewegung des Roboters sowie einen Buzzer und mehrere Schnittstellen, darunter ein SD-Karten-Leser und eine USB-C-Buchse.
Farb-Erkennung & LCD-Display IX ("FELIX")
FELIX ist in der Hülle unserer Roboter verbaut und teilt dem Rest des Roboters die aktuelle ID und Teamfarbe mit. Die ID wird dabei fest eingestellt, da sich diese nicht ändert. Die Teamfarbe hingegen muss immer live ermittelt werden. Dafür wird ein Farbsensor verwendet, welcher durch ein kleines Loch in der Hülle die aktuell vorliegende Teamfarbe misst.
Verteilnix
Die Hauptaufgabe dieses Boards ist es, den Roboter an- und auszuschalten sowie den Akku zu überwachen. Dazu wird ein Mikrocontroller mit niedrigem Stromverbrauch verwendet. Dieser wartet nach dem Einstecken der Akkus auf die Betätigung des An-/Aus Schalters. Anschließend wird der Strom für den ganzen Roboter angeschaltet. Um sicherzustellen, dass unsere Akkus nicht kaputt gehen, überwacht Verteilnix die Spannung der beiden Akkus sowie den gelieferten Strom. Ebenfalls erzeugt Verteilnix 5V für alle anderen Module mit einem Buck-Wandler.
Das Elektronik-Team
Felix Lesch
Mitglied seit Januar 2023
Max Känner
Mitglied seit November 2019
Yi Hang Loh
Mitglied seit November 2024
Amogh Bhagare
Mitglied seit Dezember 2023
Max Westermann
Mitglied seit Mai 2022
Rami Hoballah Jalloul
Mitglied seit April 2025
Timo de Vries
Mitglied seit November 2019
Julian Schöning
Mitglied seit Juni 2023
Simon Keller
Mitglied seit April 2025
Kira Neugebauer
Mitglied seit Dezember 2025
Pio Stephen Alexander
Mitglied seit Dezember 2025
Lorenz Pochler
Mitglied seit Dezember 2025