17 Jahre alt und der 1. Robo?

Ich bin 17 Jahre alt, gehe auf ein Gymnasium und bin in Informatik
mehr als gut (entspricht Note 2+). Ich hatte vor ein paar Jahren mal Lego MindStorm aber nach
2 Monaten wurde mir das irgendwie zu langweilig, wirklich steuern konnte man da ja nix.
Inzwischen habe ich mich deshalb mehr softwaretechnisch weiterentwickelt und wenn ich
das als 16-jähriger sage, hört es sich wahrscheinlich blöd an, aber ich habe mit Delphi
keine Probleme und nutze es für Menüs etc., programmiere mit DarkBASIC Spiele und
habe eine gut besuchte Seite im Internet, auf der ich seit einem Jahr nun 3 Spiele, 2 Bildschirmschoner
und eine GetRight Übersetzung veröffentlicht habe.
Allerdings habe ich immer mal wieder etwas über Roboter aufgeschnappt und weil ich
so zielstrebig und an allem interessiert bin, bin ich nun hier gelandet.
Ich muss nicht groß betonen, was jetzt kommt, oder?
Ich programmiere, weil ich Spaß daran habe und mich ausser-schulisch weiterbilden möchte,
und nun möchte ich mal einen kleinen Roboter selber bauen um zu erfahren,
ob ich das auch drauf habe.
Einen fertigen Bausatz möchte ich nicht kaufen, denn der ist mir a) zu teuer und b)
möchte ich wissen, was ich da mache und keine Teile zusammenstecken. Halt echte Handarbeit, soweit ich es kann.

Ich habe mich mal ein wenig umgesehen und auch hier um Forum und
ich habe festgestellt, dass ich ganz gerne einen Roboter bauen würde,
der 2-4 Räder hat und mit einer Solarzelle betrieben wird.
Wie der Roboter fährt würde ich ganz gerne selber bestimmen (->Programmieren)

1.) Mit welchem Kostenaufwand muss ich für ein solch "kleines" (für mich großes) Projekt rechnen?
Das spielt für mich mit 17 eine Rolle, traurig aber wahr ;-)
2.) Was benötige ich dafür an Werkzeug?
3.) Wo bekomme ich die benötigten Teile her und welche sind das?
Ich habe mitbekommen und das ist mir auch logisch, dass ich wie beim PC eine Art Mainboard benötige,
die Räder kann ich auch basteln, aber mir geht es um das elektronische.
Was brauche ich da und wofür brauche ich das?`
4.) Wie plane ich dann meine Vorgehensweise?
Ich habe schon mitbekommen, dass ich am besten erst einmal eine Zeichnung mache und aufschreibe,
was ich erreichen möchte.
5.) Wie funktioniert diese Steuerung überhaupt? Programmiere ich das auf dem PC und übertrage das?
Kann ich ein Programm auch ändern und dann wieder Überspielen um das Verhalten des Robos zu ändern?
6.) Traut ihr mir das überhaupt zu? ;-)
Die Frage ist ernst gemeint, denn wenn ich für x € was kaufe und bastele und alles geht schief,
weil ich nicht Elektronik und alles studiert habe, kann ich es gleich sein lassen :-(

Vielen Dank, dass ihr euch die Zeit nehmt, mich hier mit bei euch aufzunehmen.
Wundert euch nicht, ich habe schon Forenbiträge gelesen, falls ihr also meint die Antworten
müsste ich kennen, dann habe ich zu wenige gelesen. Gebt mir den Link und ich such's da.
Also dann, ich freue mich in eurer Community zu sein,
vielleicht schaffe ich meinen Robot ja wirklich
Sebastian

Hallo Sebastian.

da stellst Du ja ganz schön viele Fragen. Ist nicht so einfach das alles zu beantworten, da würde man vermutlich Stunden brauchen um das alles abzuklären ;-)
Ich schlage Dir als erstes mal vor dich hier im Forum zu registrieren, damit hast Du dann Zugriff auch auf den Artikel, Download und Linkbereich, wo doch einiges interessantes für dich zu finden ist.

Natürlich traue ich Dir zu einen Bot zu bauen - warum auch nicht.
Wenn du registriert bist, dann würde ich dir als erstes neben den Forumbeiträgen noch die Artikel empfehlen:

https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=520
https://www.roboternetz.de/motoren.html
https://www.roboternetz.de/phpBB2/motordrehmoment.php
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=849

Da steht doch schon einiges drin was man beachten sollte. Bezugsquellen findest Du zahlreiche unter Links-Bezugsquellen:

https://www.roboternetz.de/phpBB2/li...ub_pages&cat=6

Was Kostenaufwand betrifft, tja da wird man am Anfang nach Abschluss alller Bastelarbeiten wohl selten unter 100 Euro liegen. Das liegt zum Teil auch daran das man vieles umsonst bestellt und es in der Praxis dann doch anders machen muss. An dieser schmerzlichen Lernphase kommt man wohl nicht vorbei ;-)
An Werkzeug braucht man nicht viel, kommt halt auf die Perfektion an die du dir so vorstellst. So ist es beispielsweise leicht+günstig einen Bot aus Sperrholz (Geheimtip Laminat) zu basteln. Schwerer wird es schon mit Kunststoff, Alu oder sogar Plexiglas. Wenn du handwerklich noch nicht so viel gemacht hast, würde ich ruhig mal mit Sperrholz anfangen. Generell brauchst du halt das übliche: Bohrmaschine, Spitzange, Seitenschneider, Schreibendreher, 3 und 4mm Schreiben + Muttern und vielleicht ein paar Winkel oder ALu-Profile und 30W Lötkolben für Elektronik. Für die Mechanik kommst du eigentlich bis auf die Motoren fast alles im Baumarkt.
Was die Elektronik betrifft, da hab ich dir ja schon einige Beiträge genannt. Da ist für den Einstieg die ein Controller Namens C-Control und AVR sehr interessant. Bei der C-Control sind es Fertigbausteine und bei dem AVR musst du etwas mehr löten. Der AVR EInstieg ist etwas schwerer - bietet aber mehr Leistung und ist günstiger. Hier empfehle ich die auch möglichst viel in dem Forum zu lesen. Ich habe zum AVR jetzt gerade auch eine Platine angeboten, die den Aufbau erleichtert. Allerdings ist da schon einiges an Teilen/Möglichkeiten drauf, von daher ist sie für erste Experimente vieleicht etwas zu teuer. In der Praxis kommt man zwar am Ende auch selten billiger weg - aber wenn man die Teile Stück für Stück kauft - merkt man es halt nicht so im Geldbeutel.
Programmiert wird grundsätzlich am PC, wobei die Programme dann per Schnittstelle (serielle oder parallele) in den Controller übertragen werden. Für den Einstieg sind Sprachen wie Basic sinnvoll (siehe C-Control oder AVR Bascom).

Was die Vorgehensweise betrifft, da hab ich dir ja den Link zum Roboter-Tutorial gegeben, das sind halt meine Erfahrungen. Ein wenig Planung ist schon angebracht, aber auch der Mut zum drauf los basteln und experimentieren.

So das waren erst mal meine ersten Tips! Wünsche Dir viel Spaß bei deinem Vorhaben

Gruß Frank

Hallo Sebastian,
eine sehr nette Vorstellung, so förmlich geht es dann im allgemeinen nicht immer weiter. Ich möchte Dich bestätigen, das Arbeitsgebiet ist sehr vielseitig und verbindet einige für die Zukunft wichtige Technologien, auch als 16, oder 17 jähriger kann man noch damit anfangen.

Der Erfolg in einem so weiten Gebiet ist nicht nur an der Spitzenleistung zu messen. Nicht nur wer den schnellsten schönsten klügsten Roboter baut macht stwas ganz besonderes, die Verbindung der Gebiete untereinander und auch die Verbindung zu benachbarten Gebieten, die heute noch nicht dazu gehören, ist wichtig.
Neben der erfolgreichen Integration der Arbeitsgebiete zu einem ausgewogenen System ist häufig auch das "wie" in der Realisierung von Bedeutung. Dazu gehört, eine Vorstellung vor Augen zu haben und die nötigen Schritte zu bewältigen, um zu einem Gesamtsystem zu kommen.

Nach Deiner Schilderung kennst Du dich auf dem Softwaresektor gut aus, bei Elektronik (und Sensorik), nicht so gut. Die mechanische Aufbautechnik, die kaum angesprochen wurde, lebt (wie ich glaube) bei Schülern und Studenten von Ausschlachten, Wiederverwerten und Zweckentfremden. MIT-Contest-Roboter werden vielfach nach der Maßgabe gebaut: die verwendeten mechanischen Teile dürfen bei der Beschaffung nicht mehr als 20$ gekostet haben und müssen in 3 Wochen aufgabut worden sein.
Das alles sind durchaus auch sinnvolle Kriterien, wenn man sich vor Augen hält das in der Industrie oft hochbezahlte Leute für Wochen beraten, wie man pro Artikel in der Herstellung 1$ sparen kann(bei entsprechenden Fertigungsstückzahlen).
Keine langen Vorreden, kurze Wege im Auge behalten und eher abkürzen, grundsätzliche Studien zu einzelnen Themen sollten gemacht werden aber nicht den Weg verbauen. Realisitsche Ziele (auch Teilziele) setzen und korrigiern, aber nicht auf immer verschieben.
Du hast übrigens in der Einführung davon gesprochen, daß Du eine Homepage gemacht hast (schon gelöscht?).
Manfred

Hi Sebastian!
Ich denke nicht, dass es zu schwer für einen 17-Jährigen ist, einen Roboter zu bauen!
Ich bin 15 und beschäftige mich schon seit fast 1 1/2 Jahren mit Robotern.
Wenn ich das kann, kannst Du das auch! ;-)
Mein erster Roboter mit einem AVR AT90S4433 hat ca. 50€ gekostet.
Es ist aber schwer zu sagen wieviel Du bezahlen wirst!
Ich weiß ja noch garnicht, was Du vorhast und was Du schon für Erfahrungen hast!

Wenn Du mir das sagst, kann ich Dir vielleicht helfen.

So, jetzt bin ich registriert.
Danke für die Tips, ich schau mich nochmals um und komme dann
mit näheren Infos wieder ;-)

Hallo Leute, da bin ich wieder.
Diesmal hae ich schon Gepäck bei mir, denn meine Vorbereitungen schreiten voran.
Ich habe mich jetzt mal hier und da umgeschaut, das Tutorial angesehen und viel überlegt.

Dabei ist dann herausgekommen, dass ich wahrscheinlich das C-Control von Conrad
kaufen würde als Steuerelement. Das ist wahrscheinlich die wichtigste Entscheidung, oder?
Ich programmiere ja meine Spiele mit DarkBASIC und daher sind mir die BASIC Befehle bekannt.
Ausserdem scheint es "nur" 25€ zu kosten und es scheint irgendwie auch wiederverwendbar zus sein,
wenn ich das richtig verstanden habe.

Ich habe auch die Angaben bezüglich der Größe gefunden. 100x100x18mm und damit konnte ich
als Hobby Programmierer ja auch schon mal was anfangen. Ich habe also mein 3D Modeller genommen
und einfach mal diesen Block erstellt.
Danach habe ich angefangen nach einem Motor zu suchen, aber da bin ich nicht so ganz fündig geworden,
denn ich weiss noch nicht wie schwer der Robot wird und wie schnell. Könnt ihr mir da helfen,
welcher Motor gut wäre? Ich habe mal die Maße 60x60x60 als Motor genommen.
Da ich 2 Räder habe brauche ich ja 2 (?) und dann abe ich mir den Rahmen zusammengeschraubt,
natürlich am PC.
Das ist das Ergebnis:

Bild hier  

Was meint ihr? Kann ich das so machen? Die Grundplatte ist 180x120x5mm und
die Räder haben einen Durchmesser von 45mm. Dementsprechend ist die Höhe 90mm + Solarzelle.
Die Solarzelle selber habe ich noch nicht beachtet. Gibt's die in allen Größen und kann man alle
verwenden? Wie viel Licht benötige ich dazu? Wie groß sollte sie sein? Wie teuer wird das?
Meine Maximale Fläche wäre oben auf dem Robot so groß wie die Grundplatte.

So, das wär's dann erst einmal.
Habt ihr noch mehr Rat, den ich beachten müsste? Womit fange ich denn an,
wenn ich nun das 3D Modell fertig habe? Einen Bauplan am besten...und dann die Teile kaufen?

Zitat:

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Die Solarzelle selber habe ich noch nicht beachtet. Gibt's die in allen Größen und kann man alle
verwenden? Wie viel Licht benötige ich dazu? Wie groß sollte sie sein? Wie teuer wird das?
Meine Maximale Fläche wäre oben auf dem Robot so groß wie die Grundplatte.

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Motoren, Controller usw. direkt über eine Solarzelle zu speisen dürfte nicht funktionieren. Du bräuchtest mindestens Akkus die du erst mal über die Solarzelle auflädst um genug Energie für Moteren, Controller usw. zu sammeln.
Von den Grössenverhältnissen die du geplant hast, dürfte es aber sehr lange dauern, bis du die Akkus mit einer so kleinen Solarzelle aufgeladen hast. Also würde ich die Solarzelle lieber erst mal komplett weglassen und die Akkus mit einem normalen Netzteil laden.

Den Platz den du für en Controller vorgesehen hast, würde ich dann für die Akkus benutzen.
Die Elektronik würde ich oben drauf packen, denn ich glaube da ist es im Voraus ziemlich schwer abzuschätzen wieviel Platz man tatsächlich braucht. Ausser dem Controller brauchst du ja noch Treiber für den Motor, Elektronik für Sensoren usw. Obendrauf kannst du im Notfall auch mehrere kleine Platinen "stapeln", unten drin geht das nicht so einfach.

Zitat:

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Dabei ist dann herausgekommen, dass ich wahrscheinlich das C-Control von Conrad
.....
Ich programmiere ja meine Spiele mit DarkBASIC und daher sind mir die BASIC Befehle bekannt

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AVR-Controller kannst du mit dem Bascom Compiler auch in Basic programmieren.

Zitat:

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Ausserdem scheint es "nur" 25€ zu kosten und es scheint irgendwie auch wiederverwendbar zus sein,
wenn ich das richtig verstanden habe.

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Ich weiss nicht, ob man bei der C-Control nicht noch zusätzliche Dinge, z.B. Programmieradapter usw. braucht. Beim AVR kommt man jedenfalls mit dem nackten Controller alleine nicht besonders weit.

Von dem was ich hier bisher immer gelesen habe, hatte ich eigentlich den Eindruck AVR (z.B. ATMega16) wäre billiger als C-Control, aber vielleicht täusche ich mich da auch.

Ja die Kosten kommen bei der C-Control halt auch dadurch das du an der C-Control selbst kaum was anschließen kannst. Die hat nur Kontakte um sie auf irgend ein Applikationsboard oder Starterboard zu stecken. Dann liegst du schon weit über 50 Euro. Es kleckert sich also

Sehr schön, muß ich erst einmal sagen, gute Planung und gute Kommentare.
Ein sauberer kleiner Schritt am Anfang mit der Grobstruktur, und bei den Kommentaren gefällt mit sehr gut die Bemerkung zu der Solarzelle und zum Akku.
Der Akku wird gebraucht und er sollte tief liegen, auch wenn dynamische Straßenlage nicht das Thema ist. Wir werden noch darauf kommen.

Noch kurz zum Controller: Ich mag den C-Control wegen seiner Einfachheit, daß der AVR von vielen bevorzugt wird muß auch Gründe haben. Jeder von beiden muß irgendwo oberhalb vom Akku montierbar sein.

Diese "Gleitkugel" ist ein wirklich wichtiges Element im mechanischen Aufbau, sie trägt nach Konstuktionszeichnung mehr Gewichtsanteil als jedes der beiden Antriebsräder!!! :( aber sie sollte am besten gar nicht nötig sein oder nichts beeinflussen.
Deshalb sollte man in Betracht ziehen, die Achse der Antriebsräder unter den Schwerpunkt des Fahrzeugs zu legen und zwei Gleitkugeln vorzusehen, die dann wirklich kaum zur Bodenhaftung beitragen.

(Ich kann mich an sehr lebhafte Diskussionen zu diesem Thema erinnern: Gleitkugeln gleiten halt einfach so, aber das Drehen vor einer Teppichkante ist praktisch ausgeschlossen.) Jeder muß eigene Erfahrungen machen aber im Bewußtsein von ...

Ich freue mich schon auf die weitere Diskussion.
Mnafred

Hi,
ich kann allem gesagten zustimmen. Die Planung und Zeichnung find ich schon sehr gut gelungen. Fast ein wenig zu gut. Das heißt die hat sicher etwas Zeit gekostet und ist vielleicht nicht so schnell abänderbar wie eine erste Drahtmodel-Skizze. Aber das kannst du sicher besser abschätzen, vielleicht kommst du mit der Zeichensoftware besonders gut zurecht.

Vom Preis her wirdt du bei C-Control im Endeffekt nichts gegenüber AVR sparen, sie kommt im Endeffekt meist teuerer - dennoch kann es für den Einstieg die richtige Wahl sein weil man halt schon Fertigkomponenten erhält. Ich hab damit auch angefangen und bin dann wegen der Leistung mehr auf AVR umgeschwenkt. Das hat sich eigentlich ganz gut bewährt.

Kann Manfred zustimmen, auf der Gleitkugel wird vermutlich etwas zuviel Gewicht entstehen was dann auf manchen Böden und bei Kanten Probleme bereitet.
Im übrigen ist es natürlich am idealsten wenn man die Räder in der Mitte des Roboters plaziert - nur dadurch kann er sich wirklich um die eigene Mittelachse drehen. Das erleichtert später die Navigation - insbesonder in Ecken und beim Ausweichen von Hindernissen. Abe rda muss wie schon gesagt wurde, jeder seine Erfahrungen machen.

Ach so, du hast noch nach Motoren gefragt. Da dein Bot ja noch recht winzig ist, kannst Du sehr kleine Motoren nehmen. Schau mal hier ob der kleinste Motor paßt https://www.roboternetz.de/motoruebersicht.html
Der ist eigentlich recht empfehlenswert.

Gruß Frank

Solarzellen können auch verwendet werden! Gibts bei Conrad, musst dann aber auch Solarmotoren verwenden (auch bei Conrad), verwende aber statt C-control und AVR nur Schaltungen, geht auch.

Der Tip ist sicher auch berechtigt, daß Solarzellen allenfalls Solarmotoren antreiben können, schön wäre es wenn man die nötige Strahlungsleistung der Sonne auch gleich mit liefern könnte.
Die bisherigen Abschätzungen für aufgenommene und benötigte Leistung sprachen gegen den Einsatz von Solarzellen. Vielleicht können wir ja die Rechnung noch einmal explizit durchführen.
Solarzellenfläche, relative Strahlungsleistungsdichte in Bezug auf volle Mittagssonne im Freien, Leistungsaufnahme des Roboters. Das Verhältnis könnte dann die relative Aktionsdauer geben. Erste Schätzungen gingen so auf unter 3%.
Manfred

Hi,

das mit den Solarzellen hatte ich ganz übersehen als ich Motor empfohlen habe. Willst du daran wirklich festhalten, dann mußt du sicher noch noch kleineren Motoren suchen. Aber das macht eigentlich nur Sinn mit Solarzellen wenn das Gewicht deines Roboters unter 500g liegt - dann wird´s schwierig und teuer. Und unter 500 g ist es immer noch teuer und schwierig weil man da ja dann kaum Fläche zur Verfügung hat.

Jedenfalls rechnen wird sich das mit Solarzellen sicherlich nicht, die sind einfach noch zu teuer für das was sie leisten

@Basti86
Öhhmm ma eben kleine Frage am Rande die hier nich her passt:
Was fürne Software benutzt du für die 3d Bilder?

Tut mir leid das ich so dumm frage :lol:

mfg God

Hehe, neidisch auf das Programm?
Ich kann euch das nur empfehlen.
Das ist ganz einfach und man hat schon ein echtes 3D Modell,
das man sehr schnell wieder verändern kann.

Das Programm heißt GMax. Schaut mal auf
http://www.discreet.com/products/gmax/
Ist ein Freewareprogramm, dass ich normalerweise für
Modelle für Spiele benutze.

Aber auch dafür ist es klasse.
Ich habe meinen Robot nochmal geändert, aber ist alles noch
nicht weiter geplant, hier mal das aktuelle:
Bild hier  

Was meint ihr jetzt dazu? ;-)
Sebastian

Sorry, Fehler meinerseits.
Das richtige Bild dürfte jetzt zu sehen sein.

So weit so gut, weitere Überlegungen sind:
Viele Motoren und Getriebe sind so aufgebaut, daß sie den Radstand bestimmen wenn die Räder auf der gleichen geometrischen Achse liegen sollen. Kegelradgetriebe oder versetzte Motor-Getriebekombinationen(rechter Motor nach vorne, linker nach hinten) bei gleicher geometrischer Radachse sind möglich. Ich habe kurze Motoren ausgesucht um Kegelräder zu vermeiden. (Geschmacksache) Dann kommt die Raumaufteilung Motoren, Getriebe, Akkus.
Sonst: Das Gehäuse kann auch abgerundet sein, damit man weniger an den Ecken hängenbleibt, vielleicht nicht ganz rund und nicht ganz quadratisch.
Der tatsächliche Aufbau sollte die Fläche vorn auflösen, eine Lochrasterplatte könnte es sein oder viel besser noch eine Montagenut für Sensoren, die dann durch einen Stoßfänger geschützt sind.
Manfred

Noch etwas zum Bild, wenn man die Breite (800 oder wie angegeben) einhält, dann wird die HTML-Seite nicht breiter als der Bildschirm.
Die Auflösung reicht ja, es ist alles sehr schön zu erkennen.

Sonst wollte ich noch betonen, daß man beim Roboter fast nicht genug Montage-Möglickeiten haben kann, denn wenn er nachher noch eine Ergänzung braucht, will man ungerne mit der Bohrmaschine drangehen.
Eigentlich soviel Lochraster wie möglich. Wie ein Stabilbaukasten soll er nicht aussehen, aber es wäre manchmal praktisch.
Manfred

Stabilbaukasten?
Da fällt mir gerade was ein...
Ich habe ja bereits erzählt, dass ich mal dieses LegoMindstorms hatte.
Das habe ich immer noch. Kann ich davon vielleicht irgendwie Teile verwenden?
Ist sicher eine dumme Idee, aber man weiss ja nie...
Ich finde diesen Mindstorm Baukasten ja ganz okay,
wenn man das halt wirklich selber programmieren könnte.
Hat nicht mal jemand rausgefunden, ob das irgendwie geht?

Ein rundes Gehäuse...hmm, mal überlegen. das kann natürlich Vorteile haben.
Ich bastle nochmal dran ;-)

Monokristalline Solarzellen von Conrad, 5cm*5cm kosten so um die 9?!

Zitat:

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Monokristalline Solarzellen von Conrad, 5cm*5cm kosten so um die 9?!

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Wenn ich die Angaben im Conrad-Katalog richtig interpretiere liefern die aber im Arbeitsbereich nur eine spannung von knapp 0,45V.

Für die Versorgung des Controllers mit einer geregelten 5 Volt Spannung wird man dann wohl ziemlich viele davon in Reihe schalten müssen. Das könnte das Budget dann bei einem Stückpreis von kanpp 9€ schnell sprengen.

Ich glaube für die meisten Roboteranwendungen sind Solarzellen generell nicht sehr sinnvoll.
Solarzellen haben bei direktem Sonnenlicht den besten Wirkungsgrad. Direktes Sonnenlicht hat man aber am ehesten draussen und die meisten kleinen Robots sind gar nicht für den Betrieb im Freien geeignet.

Etwas grössere Roboter die auch für draussen geeignet sind brauchen dann aber meist wieder soviel Strom, dass Solarzellen da auch wieder ausscheiden.

Ich habe hier ein paar leine Solarzellen von Conrad (Bestellnummer 198030-14) rumliegen. Bei Kunstlicht liefern die selbst wenn man sie direkt unter die Lampe legt kaum Strom.