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Kleine Bastelei: Autonomen Miniroboter selber bauen

22.12.2014 | 08:30 Uhr |

Wenn Sie noch ein paar Bauteile in Ihrer Bastelkiste haben, können Sie mit wenig Aufwand einen autonomen Miniroboter bauen.

Burkhard Kainka ist Autor diverser Bücher und CDs und betreibt die Websites www.b-kainka.de und www.elektronik-labor.de .In seiner Bastelecke stellt er kleine Projekte "für junge und jung gebliebene Elektroniker" vor, die sich schnell nachbauen lassen. Wir haben schon einige seiner kleinen Basteleien vorgestellt:

Multi-LED-Blitzer selber bauen - ausgebrannte Glühlampe recyceln

Das Gammastrahlen-Mikrofon - der Arme-Leute-Geigerzähler

Analoges Lauflicht mit 9 LEDs - Licht-Spiel

Das Variometer-Audion - eine kleine Radiobastelei

Energie in der Wohnung ernten - elektrische Wechselfelder

Das magische Auge - ein Licht-Spiel zu Bastlers Entspannung

Diesmal zeigt er, wie man mit geringstem Bauteile-Aufwand einen kleinen autonomen Roboter bauen kann.

Der Antrieb verwendet zwei DC-Motoren ohne Getriebe. Hinten gibt es eine Gleitkufe aus isoliertem Draht. Mit an Bord ist ein LiPo-Akku, wie er in Mini-Hubschraubern verwendet wird. Und alles wird von einem Mikrocontroller ATtiny13 gesteuert.

Schaltplan
Vergrößern Schaltplan
© Burkhard Kainka

Ganz ohne Motortreiber, ist das denn möglich? Es ist! Und zwar dann, wenn die Motoren extrem sparsam sind. Hier handelt es sich um Gleichstrommotoren aus Franzis-Lernpaketen, die in ähnlicher Art auch in Kassettenrekordern und in manchen CD-Laufwerken zu finden sind. Diese Motoren sind sehr leichtgängig und haben einen Leerlaufstrom von nur etwa 10 mA und eine Anlaufspannung von 0,6 V.  Das Ohm-Meter zeigt einen Gleichstromwiderstand von 60 Ohm. Ein solcher Motor darf direkt an einen Port des Mikrocontrollers angeschlossen werden. Offiziell erlaubt sind laut Datenblatt Ströme bis 40 mA. Bei einer Batteriespannung von 3,7 V käme man bei stehendem Motor theoretisch maximal auf ca. 60 mA (bis 80 mA wurden schon ohne Schaden getestet). In der Praxis beträgt der Motorstrom nur etwa 20 mA.

Motoren
© Burkhard Kainka

Auf die Achsen der Motoren wurden kurze Abschnitte einer weichen Kabelisolierung geschoben. Das sind nun die Gummiräder des Roboters. Mit ihrem geringen Durchmesser erhält man eine mittlere Geschwindigkeit auch bei hoher Drehzahl, so dass die Motoren sehr leicht und mit wenig Strom laufen. Und das ganz ohne Getriebe und ohne den üblichen Lärm, den andere Robbis verbreiten. Allerdings ist dieser Robbi auf einen ebenen Untergrund angewiesen. Die Motoren wurden mit Draht an die Trägerplatine als Fahrzeug-Chassis gelötet. So kann man sie leicht ausrichten.

Eigentlich benötigt man nicht mehr als einen einfachen Tiny13 auf einem Stück Lochrasterplatine. Allerdings muss der Mikrocontroller erst programmiert werden. Irgendein Programmiergerät braucht man dazu. Deshalb wurde der Cheepit-Sparrow mit seinem integrierten Programmierer verwendet.

Cheepit ist ein neuartiges Verfahren der Mikrocontroller-Programmierung über die Soundkarte. Man könnte es etwa so übersetzen: Zwitscher es rein! Die berechneten Sounddateien (Apps) lassen sich über beliebige mobile Geräte direkt aus dem Internet abspielen. Da sie ein direktes Abbild der ISP-Programmierung mit Daten (MOSI) und Clock (SCL) darstellen, ist das Programmierinterface sehr einfach und gleich auf der Platine vorhanden. Das erste und kleinste System ist der Sparrow mit seinem Tiny13-Controller.

Da braucht man nicht mehr als den Kopfhörerausgang eines mobilen Gerätes. Das Stereo-Signal kommt an R, L und GND, und schon kann die fertige App aufgespielt werden.

Sparrow mit Tiny13-Controller
Vergrößern Sparrow mit Tiny13-Controller
© Burkhard Kainka

Das einfache Steuerprogramm wurde in Basom geschrieben. Es bewegt immer abwechselnd beide Motoren für Geradeauslauf und nur einen Motor für Kurvenfahrt, unterbrochen jeweils durch kurze Pausen. Jede Phase dauert eine halbe Sekunde. Insgesamt sieht das dann aus wie ein Roboter-Tanz auf dem Parkett.

Steuerprogramm
Vergrößern Steuerprogramm
© Burkhard Kainka

Hinweis für alle Bastler:
Wenn auch Sie ein kreatives Projekt entwickelt haben, schreiben Sie uns. Wir würden Ihre Konstruktionen, nützlich oder einfach nur schräg, gern auf www.pcwelt.de/hacks vorstellen. Schreiben Sie an Birgit Götz - hacks@pcwelt.de.

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