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Hexbug: Spielzeugspinne mit Gehirn selbst bauen

15.08.2016 | 09:33 Uhr |

Mit Robotern ist das so eine Sache. Entweder sie werden Ihrem Namen gerecht. Dann kosteten sie eine Menge. Oder sie sind Spielzeug, dafür aber günstig. Mit Bastelei geht aber auch preiswerte, authentische Robotik. Die Basis dafür ist der günstige Hexbug Spider

Die Hexbugs gelten gemeinhin als originelle Spielzeuge, an denen sich bestenfalls ein wenig über Bionik lernen lässt. Wobei zugegebenermaßen der hier verwendete Hexbug Spider auch noch ein seltsamer Hybrid ist. Denn auch wenn er „Spinne“ heißt, besitzt er nur sechs Beine. Abseits der biologischen Eigenheiten handelt es sich bei dem lustigen Spinnen-Käfer um ein laufendes RC-Gadget, das wie ein Fernsteuerauto bedient wird. Es bewegt sich nach rechts und links, ebenso vorwärts und rückwärts. Verändert es die Richtung, dreht es zunächst seinen „Kopf“ dorthin und marschiert dann der nicht vorhandenen Nase nach. Allerdings fehlt dem kleinen Kerl jegliches Maß an Sensorik respektive künstlicher Intelligenz. Lässt man auf ein Hindernis zulaufen, versucht er zunächst, dies zu überklettern oder läuft schlichtweg davor, immer den Befehlen der Fernbedienung folgend. Es ist also offensichtlich, dass der Käfer Hilfe braucht, und zwar in Form eines rudimentären elektronischen Verstandes, realisiert mittels Arduino und einem Ultraschallsensor. Das Schöne am Hexbug Spider noch mehr an seinem großen Bruder Spider XL ist die Tatsache, dass er günstig ist, dabei aber leicht zu öffnen und gut zugänglich. Außerdem bietet er Platz genug für die Befestigung sämtlicher Bauteile.

Arduino oder Raspberry Pi: Wo liegt der Unterschied?

Das benötigen Sie

Bauelemente

  • Einen Hex Bug Spider

  • Einen PING Ultraschall Distanz Sensor

  • Einen prototyping Arduino shield

  • Ein Arduino uno

  • Eine 9-Volt Batterie

  • Batterieclip für einen 9-Volt Block

Materialien:

  • Heißklebepistole und Klebersticks

  • Lötkolben, Lötzinn

  • Schraubendreher

  • Computer

  • USB Verbindung Arduino-Computer

1. Verkabelung

Zunächst einmal öffnen wir den Hex Bug, indem wir die Oberseite losschrauben und den Deckel entfernen. Wir nehmen die Batterien heraus und demontieren den Controller vom Hex Bug. (der mit dem „“IC“ auf der Rückseite und auf der Front). Vier Drähte sollten wir nun übrig haben, zwei weiße und zwei schwarze Drähte. Jetzt löten wir jeweils eine Drahtbrücke zwischen die gleichfarbigen Drähte. Unsere Motoren haben je zwei Drähte, einen Weißen (positiven) und einen Schwarzen (Erde). Diese Drähte zu vertauschen wäre unklug, also vorsicht!

1. Verkabelung
Vergrößern 1. Verkabelung
1a. Verkabelung
Vergrößern 1a. Verkabelung

2. Einbau des Protoshields an den Arduino

2. Einbau des Protoshields an den Arduino
Vergrößern 2. Einbau des Protoshields an den Arduino

In diesem Schritt wird der prototyping Arduino Shield auf den Arduino uno gesteckt.

2a. Einbau des Protoshields an den Arduino
Vergrößern 2a. Einbau des Protoshields an den Arduino
2b. Einbau des Protoshields an den Arduino
Vergrößern 2b. Einbau des Protoshields an den Arduino

3. Die Drähte an den richtigen Ort verlegen

3. Die Drähte an den richtigen Ort verlegen
Vergrößern 3. Die Drähte an den richtigen Ort verlegen

Nun vergewissern wir uns, dass die Drähte des einen Motors zur einen Seite und die des anderen Motors zur anderen Seite herunter hängen.

4. Heißkleben

4. Heißkleben
Vergrößern 4. Heißkleben

In diesem Schritt kleben wir mit Heißkleber den Arduino mit seinem darauf gesteckten Shield an den Hex Bug. In diesem Arbeitsschritt ist es wichtig darauf zu achten, dass man beim Benutzen des Heißklebers kein Kleber auf Getriebe oder Zahnräder tropft!!!

4a. Heißkleben
Vergrößern 4a. Heißkleben

5. Verdrahten des Arduinos

5. Verdrahten des Arduinos
Vergrößern 5. Verdrahten des Arduinos

Zunächst geben wir POWER auf beide Motoren, um zu sehen, welcher von beiden Motoren die Beine antreibt. Wenn wir herausgefunden haben welcher es ist, schließen wir den weißen Draht auf 5V an, und den schwarzen Draht verbinden wir mit „Erde“. (zum Testen können wir den Hex Bug ruhig einige Schritte ohne Sensoren laufen lassen)

6. Und nun die anderen zwei Drähte…

6. Und nun die anderen zwei Drähte…
Vergrößern 6. Und nun die anderen zwei Drähte…

Mit den zwei übrigen Drähten sind die Möglichkeiten unserer Chancen unbegrenzt. Wir könnten jegliche Art von Sensor anschließen und dafür eine Code schreiben.

Würde der Hex Bug etwas entdecken, könnte er den Kopf drehen und vielleicht die Richtung wechseln. Im nächsten Schritt zeigen wir, wie wir einen Ultraschall Sensor installieren und als Eingangsquelle nutzen.

7. Verdrahten vom Arduino zum Sensor und zum Motor

7. Verdrahten vom Arduino zum Sensor und zum Motor
Vergrößern 7. Verdrahten vom Arduino zum Sensor und zum Motor

Der „ping“-Pin geht auf Pin 7 der Motor-Pin geht auf Pin 13.

8. DER CODE

const int pingPin =7 ;
const int ledPin = 13;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
long duration, inches, cm;
pinMode(pingPin,OUTPUT);
digitalWrite(pingPin,LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(pingPin,HIGH);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(pingPin,LOW);
pinMode(pingPin,INPUT);
duration =pulseIn(pingPin,HIGH);
inches = microsecondsToInches(duration);
cm = microsecondsToCentimeters(duration);
Serial.print(inches);
Serial.print("in, ");
Serial.print(cm);
Serial.print("cm");
Serial.println();
delay(100);
if (inches <= 12) {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
alarm();
}
else {
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}
long microsecondsToInches(long microseconds)
{
return microseconds /74/2;
}
long microsecondsToCentimeters(long microseconds)
{
return microseconds /29/2;
}
void alarm() {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(500);
}

DAS ERGEBNIS

Das Ergebnis
Vergrößern Das Ergebnis

Manchmal können die Motoren noch seltsame Geräusche machen, was mitunter an der gewichtigen Belastung liegen kann, die nun auf dem Hex Bug lastet. In diesem Fall haben wir Abhilfe schaffen können, indem wir Solar-Panels benutzten bzw. eine Lithium-Batterie einbauten, die das Gewicht des Hex Bugs verringerten.

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