Roboter selber bauen ist nicht schwer. Dieses Tutorial bietet dir einen einfachen Einstieg in 60 Minuten.

Im letzten Blogbeitrag hast du gelesen, dass es leicht ist interaktive Objekte zu bauen. Heute zeige ich dir, wie du einen schnellen Einstieg in das nächste Level – den Bau deines eigenen Roboters – findest. In nur 60 Minuten wirst du mit diesem Tutorial deinen eigenen Roboter aufbauen können und Einsatz bereit haben. Grundlage dafür bildet ein sehr günstiger Einsteiger Roboter Bausatz.

Roboter selber bauen Bausatz

Roboter, die intelligent und autonom agieren, finden sich in zunehmender Zahl in der wirtschaftlichen Praxis wieder. Selbstfahrenden Containertransporter im Hafen, selbst einparkenden Pkw, dem autonom dem Postboten folgenden Paketauto oder aber dem Service-Roboter in Krankenhaus und Altenpflege sind nur ein paar Beispiele.

Kleine Roboter selber bauen und programmieren – das übt auf uns eine hohe Faszination aus. Spielerisch sammelst du Erfahrungen bei der fortgeschrittene Programmierung von Mikrocontrollern und erweiterst dein Wissen zur Mess-, Steuer- und Regelungstechnik. Mit Spielroboter-Projekten wie diesem kannst du komplexe Steuer- und Regeltechnik live erleben und sehen, wie sich Programmierfehler auswirken.

Oft sind die ersten Roboter Projekte Fahrroboter. Diese sind besonders einfach zu steuern und bieten natürlich hervorragende Möglichkeiten für verschiedene Erweiterungen. Vor der ersten Fahrt steht der Aufbau des Roboters. Diese Aufgabe kann man sich mit einem Bausatz stark vereinfachen.

 

Diese Tutorial Serie richtet sich an fortgeschrittene Maker, welche bereits erste Arduino Erfahrungen gesammelt und kleinere Projekte umgesetzt haben. LEDs, Widerstände, Servos und Programmschleifen sind nichts neues mehr für dich. Vielleicht hast Du auch für deine allerersten Arduino Schritte meinen kostenlosen Arduino Onlinekurs mit den 16 grundlegenden Lektionen durchlaufen.

Du bist also fit und motiviert . . . super! Los geht´s. 😉

 

Ein Bausatz hilft dir über die erste Stolpersteine

Einen Roboter von Grund auf neu zu entwerfen ist harte Arbeit und du benötigst einige Erfahrung. Chassis, Motoren, Motoransteuerung, Räder, Material zum Befestigen der Elektronik und nicht zu vergessen die passenden Mikrocontroller sind nur einige Komponenten. Es ist sehr viel zu beachten und Stolpersteine sind vorprogrammiert.

Erste Fehler könnten das Projekt sehr in die Länge ziehen. Spaß und Motivation schwinden. Dazu kommt, würde man alle Teile einzeln kaufen ist ein kleines Vermögen zu investieren. Für deinen ersten Roboter empfehle ich dir daher auf einen Bausatz zurück zu greifen. Die sind inzwischen für wenig Geld zu kaufen und bieten dir einen super Mehrwert: die Erfolgsgarantie!

Auch ich habe mit einem Bausatz gestartet.  Da ich für mein Projekt auf Arduino aufbauen wollte, habe ich nach einem Bausatz inkl. aller notwendigen Teile inkl. Arduino, Motortreiber und Sensor Shields gesucht.

Grundsätzlich kann man verschiedene Typen von Roboter Bausätzen finden. Hier eine Auflistung der verschiedenen Plattformen:

  1. Auto mit drei Rädern
  2. Auto mit vier Rädern
  3. Fahrzeug mit Kettenantrieb
  4. selbst Balancierender Segway mit zwei Rädern

Um eine Plattform zu haben, welche ich auch in der Zukunft erweitern kann, habe ich mich für ein Auto mit vier Rädern entschieden.

Meine Empfehlung

Mir war es wichtig viele verschiedene Techniken ausprobieren zu können. So bin ich auf den „Multifunction Bluetooth Controlled Robot Smart Car Kits For Arduino“ von Banggood.com gekommen. Der Name ist Programm. Der multifunktionale Bluetooth Ferngesteuerte Roboter beinhaltet sämtliche Teile für die gängigsten Features von Roboter Kits:

  • Verfolgung einer schwarzen Linie
  • Hindernisse umfahren
  • Fernsteuerung über Infrarot und Bluetooth

Hier einige Features:

  • Arduino AtMega-328p
  • Gesamtbetriebsspannung: 7 – 12 Volt
  •  Motor Umsetzung 1:48, Betriebsspannung 6 Volt
  • L298N Motortreiber Modul
  • drei Gruppen für Linienverfolgung erkennen schwarze und weiße linken mit einer sehr hohen Genauigkeit
  • Infrarot Kommunikationsmodul macht das Smart Car zum Ferngesteuerten Auto
  • Bluetooth wireless Kommunikationsmodul lässt dich deinen Roboter über dein Handy steuern
  • 18650 Akkus inkl. Ladegerät
  • viel Platz zum Aufrüsten mit diversen anderen Sensoren und Funktionen

Mit Ultraschall bewegt sich der Roboter ohne anzustoßen und orientiert sich frei im Raum. Mit den gelieferten Komponenten kann er Fahraufgaben frei und intelligent erledigen oder von dir ferngesteuert werden.

Wie gewünscht, kann der Bausatz später mit zahlreichen Sensoren erweitert werden. Dir sind keine Grenzen gesetzt und der Roboter wächst mit deinem Wissen und deinen Fähigkeiten. Mit weiteren Komponenten wie z.B. ein Grafikdisplay oder Sound lernt dein Roboter mit Zeit und wächst in neue Aufgaben hinein.

Im Folgenden zeige ich dir wie du den Bausatz zusammen setzt. Wenn du bereits einen anderen Bausatz besitzt findest du vielleicht noch ein paar Ideen, wie du diesen erweitern kannst. Ansonsten habe ich im nächsten Beitrag dieser Serie viele Experimente in Form von Sketchen, welche du auf deinen Bausatz anpassen und anwenden kannst.

Das Bausatz-Experiment beginnt

Mein erster Tipp: Solltet Ihr euch für den genannten Bausatz interessieren, bestellt rechtzeitig. Ich habe drei Wochen auf mein Paket gewewartet. Einige von uns haben ähnliche Erfahrungen gemacht.

Nach der Vorfreude über das Paket kam als nächstes die große Überraschung – weit und breit war keine Anleitung zu finden. Noch nicht einmal eine auf chinesisch. Nach langer Suche habe ich in den Kommentaren unter der Produktbeschreibung den Link auf eine chinesisch / englische Anleitung gefunden, welche jedoch sehr viele Fragen offen lies.

Inzwischen habe ich es wundersamer Weise mit vielen Experimenten geschafft meinen Roboter zusammen zu bauen. Damit Du es leichter hast, habe ich dir eine kleine Montageanleitung geschrieben. Sie wird dir helfen deinen Roboter in kürzester Zeit schön zusammen zu schrauben.

Auf keine andere Weise lernt man seinen Roboter besser kennen, als wenn man Ihn selbst aufbaut Der smart car Bausatz wird in einem braunen Karton mit vielen Tütchen und Einzelteilen geliefert.

Roboter selber bauen – die Montage

Am Anfang war es nur ein großes Chaos. Erst nach und nach lichtet sich das Dunkel und dein Roboter nimmt immer mehr Form an. Also lass dich nicht irritieren und pack es an. Das Ergebnis kann sich sehen lassen.

Bevor es richtig los geht, benötigst Du noch das notwendige Werkzeuge:

  • sehr kleiner Kreuzschraubendreher
  • kleiner Kreuzschraubendreher
  • Seitenschneider
  • Imbus Sechskannt
  • Heißklebepistole

In den einzelnen Schritten beschreibe ich jeweils welche Teile du benötigst. Fangen wir zunächst mit einer Auflistung des allgemeines Zubehörs an. Da wären:

  • 1 x USB Kabel (50 cm)
  • 30 x Dupont Verbinder
  • 15 x Distanzhalter zum Schrauben (6 x 35mm / 3 x 20mm / 6 x 6mm)
  • mehr als genug Schrauben und Muttern

Schritt 1 – Chassis mit den Motoren

Der Bausatz beinhaltet alle Komponenten, welche zum Bau einer kleinen, hochleistungs Roboterplattform nötig sind. Jede Seite des Fahrwerks hat zwei Antriebsräder, welche jeweils mit einem Getriebemotor verbunden sind. Der Hauptteil besteht aus zwei geschnittenen Acrylplatte und hat Bohrungen um die Einzelteile darauf zu befestigen. Sie dienen als Befestigung für die Motor und als Basis für verschiedene elektronische Bauteile, wie einem Mikrocontrollerboard, Sensoren etc.

Teile:

  • 4 x Motoren
  • 4 x Räder
  • 4 x Motorbefestigung
  • 2 x Acrylplatte (100 x 213 x 5mm)
  • 6 x Distanzhalter (35 mm) + Muttern

Aufbau:

  1. Als erstes entfernst du die Folien von den beiden Grundplatten.
  2. Im zweiten Schritt nimmst du die Motoren und verschraubst diese mit den 4 Aluminiumteilen.
  3. Die Aluminiumteile mit der transparenten Grundplatte verschrauben
  4. Die roten Enden der Motoren müssen dabei nach außen zeigen.

 

motorbefestigung2

Dann wird es zwar knapp mit den Versorgungskabeln zwischen Motoren und Motorshield aber eine andere Lösung habe ich nicht gefunden.

 

Schritt 2 – Motortreiber installieren

Um einen Motor anzusteuern braucht’s einen Motortreiber. Der Motortreiber ist im Prinzip eine Schaltung, welche den Strom entweder in die eine oder andere Richtung durch den Motor schickt. Mit der sogenannten H-Brücke ist es dem Motor möglich vorwärts oder rückwärts zu laufen. Viele Motortreiber gibt’s als fertig aufgebaute Platinen. In unserem Kit war ein L298N Motortreiber enthalten.

  • 1 x L298N Motortreiber (rote Platine)
  • 1 x 18650 Batteriehalterung
  • 1 x gelbe Grundplatte
  • 4 x Distanzhalter (6 mm) + Muttern

L298N Motortreiber aus dem Roboter Bausatz

Aufbau:

  1. Motor Treiber auf der Unterseite der gelben Grundplatte verschrauben
  2. 8 x Dupont Verbindung nach oben führen
  3. Beim Verbinden der Kabel die Halterung mit dem Finger festhalten. Ansonsten kann es passieren, dass sich diese löst.
  4. Motortreiber mit Batterie verbinden
  5. Motoren mit dem Motortreiber verbinden

motortreiber

 

 

Schritt 3 – Arduino und Batteriegehäuse

Bei der Befestigung des Arduino hatte ich die meisten Probleme. Wie sich herausgestellt hat, fehlten ganz einfach die Bohrungen auf der gelben Grundplatte. Ich fand schließlich zwei passende Bohrungen und für eine dritte habe ich einen Distanzhalter einfach umgekehrt verwendet.

Der Roboter arbeitet mit zwei 18650 Batterien. Um diese zu laden, liegt dem Kit ein Ladegerät bei, welches jedoch nur mit einem Adapter (nordamerikanischer Stecker) betrieben werden kann.

  • 1 x Arduino UNO 328
  • 1 x Arduino Sensor board 5 Volt
  • 2 x 18650 Batterien
  • 1 x 18650 Ladegerät
  • 3 x Distanzhalter (6 mm) + Muttern

Aufbau:

  1. Batteriegehäuse hinten – die Seite mit weniger Bohrungen – auf der gelben Acrylplatte fixieren
  2. Arduino fixieren – Achtung, in Schritt 5 beschreibe ich dir eine Optimierte Methode
  3. Sensorshield auf dem Arduino anbringen

arduino

 

 

Schritt 4 – Ultraschall Sensor

Im Ultraschall-Näherungsschalter gelangt ein spezieller Schallwandler zum Einsatz, der ein wahlweises Senden und Empfangen der Schallwellen zulässt. Der Wandler sendet eine bestimmte Anzahl Schallwellen aus, die vom zu erfassenden Objekt reflektiert werden. Nach dem Aussenden der Pulse wird der Ultraschall-Sensor auf Empfangsbetrieb umgeschaltet. Die Zeit bis zum Eintreffen eines möglichen Echos ist proportional zum Abstand des Objektes vom Näherungsschalter. Hier gibt es ein schönes Tutorial zum Ultraschall Sensor.

  • 1 x Ultraschall Modul
  • 1 x Halterung für das Ultraschall Modul
  • 4 x kleine Schrauben

Aufbau:

  1. Das mitgelieferte Servokreuz wie im ersten Bild kürzen
  2. Drehkreuz auf die Bodenplatte schrauben. Aufpassen, die Halterung muss innen nach oben zeigen.
  3. Servo in Schale befestigen und verschrauben – siehe Bild zwei und drei
  4. Ultraschall Sensor am Servo-Kopf befestigen – funktioniert super mit Heißkleber
  5. Servofuß auf der gelben Grundplatte befestigen – Seite mit den vielen Bohrungen

servo_hack_stutzen servo_hack_schale servo_hack_schale_fert servo_hack_schale_fertig

Damit habt Ihr nun einen einsatzbereiten Roboter für eure ersten Experimente.

 

Fazit Roboter selber bauen

Die ersten Bekanntschaft mit dem smart car Roboter Bausatz ist aufregend. Endlich den ersten eigenen Roboter zu bauen macht einen Riesen Spaß. Gewusst wie ist dieser im Nu aufgebaut. Eine perfekte Verbindung zwischen Elektronik-Selbstbau, Lernen einer Programmiersprache und Bereitstellung einer tolle Experimentier-Plattform für Arduino. Dazu kommen die umfangreichen Ausbaumöglichkeiten und ein günstiger Preis im vergleich zu andern Robotern am Markt wie z.B. die Lego-Roboter.

 

Im nächsten Teil zeige ich dir, wie du deinem Roboter mit cleveren Sketchen Leben einhauchst. Anschließend werden die den Roboter noch um die Linienverfolgung sowie Fernsteuerung ergänzen.

Was für einen Roboter würdet Ihr gerne bauen?

Wie du einen Roboter selber bauen kannst – Die ultimative Anleitung!
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7 Gedanken zu „Wie du einen Roboter selber bauen kannst – Die ultimative Anleitung!

  • 3. August 2015 um 8:41
    Permalink

    Hallo,

    ich wollte fragen ob Ihr mir helfen könntet. Habt ihr einen beispielsketch und einen Anschlussplan für den Roboter ??
    Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen…. stehe grad auf dem Schlauch.

    beste grüße

    Philipp

    Antworten
  • 14. August 2015 um 7:04
    Permalink

    kurze Frage eines „NochTheoretikers“:
    Wieso hast Du den Motor-Treiber nicht auf die gleiche Platte geschraubt wie die Motoren?
    Viele Grüße
    Michael

    Antworten
    • 16. August 2015 um 20:16
      Permalink

      Hi Michael,

      die Grundplatten haben verschiedene Lochmuster. Die Motoren passen auf die transparente Platte und die Platine für den Motortreiber leider nur auf die gelbe Grundplatte.

      Herzliche Grüße und viel Spaß mit Arduino,

      Robert

      Antworten
  • Pingback: Wie du deinen Roboter entscheiden lassen kannst – Die ultimative Anleitung! | deskfactory.de

  • 17. August 2015 um 7:24
    Permalink

    Danke für die schnelle Antwort!
    Mich juckt es schon allein beim Lesen Deines Blogs in den Fingern… Es fehlt nur die Zeit… Aber bald kommen ja die langen dunklen nassen und kalten Herbst/Winterabende 😉

    Antworten
    • 17. August 2015 um 7:28
      Permalink

      🙂 Ja, genau auf diese Tage freue ich mich auch schon. Dann kann man sich wieder in Ruhe in seinen Arduino Gedanken zurück ziehen und famose Dinge basteln. Hach, wie schön.

      Antworten

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