HILFE: Roboter für Tchnikprüfung !!!!!

Hallo alle zusammen

Wie man aus meiem Titel schließen kann brauche ich mal eure fachkundige Hilfe. Das Problem ist folgendes:

Ziel unserer Technikprüfung ist es ein Fahrzeug (Roboter) zu bauen das Folgenden Parkur möglichst schnell durchfährt und danach automatisch stehen bleibt.

Bild hier http://www.sinnlosbis2006.de/uploads/chan/DSCF0377.JPG

Bild war zu groß um es hier einzubinden!!!

(Der Parkur besteht aus groben, ungeschliffenem Holz.)
Der Rote Pfeil zeigt den Parkur. Die Schrafierte Fläche ist höher gelegen und begränzt den Parkur.
Zurvefügung stehen mir 2 Motoren mit Getriebebausatz
(224.105 Getriebebausatz OPITEC www.opitec.de)
Diese müssen in meine Konstruktion eingebunden werden.

Nach dem ich mich auf einigen Seiten im Netz umgeschaut habe bin ich auf folgenden groben Entwurf gekommen.
Als Sensoren wollte ich 3 IR-Dioden benutzen. Diese werden vorne, links und rechts an meinem Roboter angebracht und sollen nach Hindernissen ausschau halten.
Die Signale dieser Sensoren sollten mit Hilfe eines Prozessors verarbeitet werden. Dieser sollte dann die richtigen Impulse an meine beiden Motoren geben.
Es wäre auch nicht schlecht wenn der Roboter nicht nur dumm dießen Parkur abfahren kann sondern sich auch in anderen umgebungen zurechtfindet, dass heißt Hindernissen ausweichen kann.

Naja wahrscheinlich ziemlich einfach, oder ?

Naja das Problem ist nur Folgendes,ich habe von Robotern, komplexen Schaltungen,... wenig bis keine Ahnung.

Es würde mich sehr freuen wenn ihr mir Tips geben könntet oder mir Links schickt auf denen der Schaltplan und die Funktionsweise verschiedener Bauteile erklärt wird. Für die Funktionen und die Programmierung des Prozessors gilt das gleiche.

Am Schluss sei noch gesagt das wir mit einem Betrag von 20 Euro beschränkt sind wobei 4 bis 5 Euro mehr nicht ins Gewicht fallen.
Außerdem hab ich die möglichkeit Llichter, verkleidungen,.... an den Parkur anzubringen.

Ich bedanke mich schonmal im Voraus für eure Hilfe und bin nun auf eure Ratschläge gespannt.

(Sollten noch wichtige Informationen fehlen fragt mich einfach!!!!)

Hallo Nixblicker,

wenn der Parcours wirklich aus unbehandeltem Holz besteht wirst Du mit einer Kombi aus IR-LED/sensor nicht allzuviel erreichen da das Holz nur wenig reflektiert. Um was für eine Technikprüfung handelt es sich ?
Wenn Du es ganz easy haben willst nimmst Du drei Microschalter als Sensor. Wenn der vordere schaltet für Zeit X rechten Motor Rückwärts ca 1/4 Kreis und dann wieder gerade usw.

Gruß Hartmut

Mit 20 Euro wird man auch nicht allzuviel hin bekommen. Vermutlich haben die Aufgabensteller wirklich an Mikroschalter gedacht.
Der wackelige Getriebebausatz reicht im übrigen auch nicht gerade für größere Aufgaben.

Wenn man Mikroschalter und ein paar Transistoren, Elkos, Relais nutzt (Verzögerungsschaltung wie Hartmut beschrieben hat), dann sollte man es notfalls auch ohne Controller hin bekommen. Für den Parkur sollte es reichen!

Gruß Frank

Naja ihr habt ja beide recht.
Aber zu ersterem muss ich sagen das mir das auch schon durch den Kopf gegangen ist und ich dann an die Möglichkeit gedacht habe den Parkur bzw. die Wände mit weißem Plastik oder ähnlichem abzudecken was das Problem mit den IR-Dioden eigentlich lösen sollte oder ?
Übrigens ist es die Abschlussprüfung in Technik der Realschule :) .

Ich hab da auch noch ne Frage zu dem Preis was denkt ihr was 3 paar Sensoren+Diode + geeigneter prozessor kosten werden ?

Da ich mich bei den Prozessoren noch nicht genau auskenne weiß ich auch noch nicht wie das Programm aussehen koennte.
Ich habe mir gedacht es folgender maßen aufzubauen. Wenn sich der Roboter bewegt checkt er die Signale der Sensoren, kommt er zum beispiel an eine Stelle wie im Parkur an der vor und rechts von ihm eine Wand ist bekommt er ein signal des vorderen und rechten Sensors.
Da von links nichts kommt weiß er dann das er nach Links ausweichen muss, und so weiter....
Denkt ihr dieses Programm wäre im Bereich des möglichen für einen Anfänger wie mich?
Außerdem wollte ich mal fragen ob es die möglichkeit gäbe diese schaltung nur mit Sensoren und ohne Prozessor aufzubauen?

Bin gespannt auf eure Antwort

Nixblicker

Logo ich an deiner Stele würde den Roboter ohne Protzesor bauen das sphart Kosten Geduld und Zeit.
Lösungsforschlag 1
Wen du nun an den Seiten Tastsensoren anbringst und eine Schaltung baust bei der z.B. Der linke Motor leuft bis er rechts ansteht und dan Rechts leuft bis er links ansteht den müste das gehen.
Lösungsforschlag 2
Wen es Dir gestate ist die Wände zu Tapetzieren köntest du auch eine markierung auf dem Boden anbringen der er mit hilfe eines Fototransistors folgt.

Kann sein, dass jemand mit viel KnowHow und ner gutgefüllten Grabbelkiste mit Standard-Bauteilen mit 25€ irgendwas auf die Beine satellen kann, aber ich glaube als Anfänger der jedes Einzelteil kaufen muss, reichen 25€ für eine Schaltung mit Prozessor nicht.

Auf http://www.lemo-solar.de/default_1.htm gibt es für
3,20 eine Relaiskarte. Die Beschreibung lautet:

Zitat:

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Diese Relaiskarte kann mit schwachen Signalen ab 5 mA angesteuert werden und schaltet dann ein Relais mit einem Stromkontakt von 3 - 6 A /
1 x EIN. Ideal für Bausätze die als Ausgang nur eine Leuchtdiode haben.

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und für 10,50€ einen Ultraschallabstandswarner-Bausatz:

Zitat:

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Betriebsspannung 12 Volt, Anzeige über LED, Empfindlichkeit 10 - 80 cm, auch als Alarmanlage einsetzbar

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Vielleicht kann man sich da auch ohne Controller was halbwegsbrauchbares draus zusammenbasteln. Bei drei Ultraschall-Warnern für rechts, vorne und Links dürfte es eigentlich nicht das Problem sein. Da 20€ aber nur für einen reichen, ist es dann auch wieder etwas kniffliger.
Vielleicht könnte man den Ultraschall-Warner nach vorne ausrichten. Sobald er ein Hindernis entdeckt, wird über das Relais ein Motor angehalten und der "Roboter" dreht sich bis der Ultraschallwarner "Frei Fahrt" signalisiert. Dann den zweiten Motor wieder zuschalten und weiter gehts. Ein runder Roboter der sich nicht verhaken kann und ein paar Bumper wären bei aber wohl unverzichtbar ;-)
"Klassenbester" wird man damit sicher nicht, aber zum puren Bestehen der Prüfung könnte es reichen.

Wie wäre es mit simpler Refexlichtschranke (LED und Fototransistor) und daran dann Transitor der Relais schaltet. Das links und rechts und schon müsstest du hin kommen. Da könnten 20 Euro reichen

Die "üblichen" Distanzsensoren liegen so um die 15 T€;da ist nichts zu machen (wenn noch Elektronik dazukommen soll).
Ein AVR ist dagegen mit ca. 5 T€ noch billig. Ich würde ebenfalls eine simple Reflexlichtschranke aus LED und Fototransistor selbst bauen. Ob das alles für einen Newbi zu wuppen ist; da habe ich so meine Zweifel. Abschlussprüfung Realschule? Da haben gestandene E-Technikstudenten bei der preislichen Beschränkungzu knabbern!
Sieht man von der Preisgrenze ab ist die Aufgabe leicht...
REB

Zitat:

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Zitat von recycle

...
...
Vielleicht kann man sich da auch ohne Controller was halbwegsbrauchbares draus zusammenbasteln. Bei drei Ultraschall-Warnern für rechts, vorne und Links dürfte es eigentlich nicht das Problem sein. Da 20€ aber nur für einen reichen, ist es dann auch wieder etwas kniffliger.
Vielleicht könnte man den Ultraschall-Warner nach vorne ausrichten. Sobald er ein Hindernis entdeckt, wird über das Relais ein Motor angehalten und der "Roboter" dreht sich bis der Ultraschallwarner "Frei Fahrt" signalisiert. Dann den zweiten Motor wieder zuschalten und weiter gehts. Ein runder Roboter der sich nicht verhaken kann und ein paar Bumper wären bei aber wohl unverzichtbar ;-)
"Klassenbester" wird man damit sicher nicht, aber zum puren Bestehen der Prüfung könnte es reichen.

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Vorher wurde schon vorgeschlagen nur einen simplen Schalter zu benutzen. Da außer dem Preis keine Einschränkungen sind: warum nicht bei Kollision ein Schritt zurückfahren, nach rechts drehen, wieder vorwärts ,... . Die Linksdrehung wäre dann drei Mal Rechtsdrehung. Dazu benötigt man keinen uC sondern simple TTL-Logik. Und damit könnteman im Preisbereich bleiben und die Farbe wäre egal.
Wie lang ist denn der Parcour?

REB

Zitat:

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Vorher wurde schon vorgeschlagen nur einen simplen Schalter zu benutzen.

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Ich habe den Ultraschallwarner und die Relais eigentlich nur vorgeschlagen, weil es die Teile zusammen für unter 20€ gibt und man die auch ohne grosse Kenntnisse noch irgendwie zusammengebastelt bekommt.

Bei dem was du als simple TTL-Logik bezeichnest wüsste ich nicht, was ich dafür brauche, was es kostet und wie ich es realisiere.

Aber wenn sich mit TTL-Logik für den Preis Dinge wie zurückfahren, drehen, vorfahren usw. machen lassen, klingt das eigentlich sehr viel schlüssiger.
Wenn man mal unterstellt, dass derjenige der die Aufgabe gestellt hat sich was dabei gedacht hat, kann er bei einem Preislimit von 20€ für alles zusammen eigentlich nur billige Bauteile wie z.B. Mikroschalter im Kopf gehabt haben.

TTL-Logik, Microschalter, 20€ usw. hört sich eigentlich auch viel eher nach "Technikprüfung" an.
Microcontroller, Sensoren usw. wären ja eigentlich schon eher die Grössenordnung "Diplomarbeit".

Eigentlich müsste "niXbLicKer" da aber auch selber was zu sagen können. Normalerweise werden solche Prüfungsaufgaben doch nicht aus blauem Dunst heraus gestellt, sondern beziehen sich auf irgendwas was man vorher in irgendeiner Form im Prüfungsfach durchgenommen hat.

Zitat:

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Parkur möglichst schnell durchfährt und danach automatisch stehen bleibt.

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Was mir irgendwie noch ein bischen schwierig klingt ist das "am Ende stehen bleiben". So wie der Parcour auf der Zeichnug aussieht, ist da eigentlich gar nichts was man mit Microschaltern oder irgendwelchen Sensoren als "Ende" erfassen könnte.

Die abgeflachten Ecken in dem Parcour erinnern mich irgendwie an Minigolf. Mit ein bischen Übung müssten sich die beiden Motoren auch mit nem kräftigen Tritt korrekt durch den Parcour befördern lassen ;-)
Mein Mechanik-Prof hat damals immer gesagt der wichtigste Grundsatz für einen guten Ingeneur sei: "Soviel wie nötig aber sowenig wie möglich".
Damit liesse sich die etwas unelegante Methode den Motor durch den Parcour zu kicken eigentlich noch betriebswirtschaftlich begründen ;-)

Ich denke bei der Aufgabe an den uralten Micromouse Contest in vereinfachter Form. Die Lösungen waren in zwei Gruppen einzuteilen. Intelligente (?) Roboter, die den Weg durch ein Labyrinth gesucht haben, um ihn dann auf dem kürzesten Weg abzufahren, und unintelligente Roboter, die, immer an der rechten (oder linken) Wand entlang gefahren sind und die leicht und schnell waren.
Zuviel Intelligenz ist bei dem dargestellten Parcours leicht hinderlich. Ich schlage deshalb eine unintelligente Lösung vor, die aus einer 2-motorigen Anordnung besteht, die durch Ansteuerung entweder eine leichte Linkskurve oder Rechtskurve fährt. Die Ansteuerung kommt von einem Schleifer, der der verlängerte Hebel eines Mikroschalters ist, der nach rechts (oder links) ausgestreckt ist und die Wand berührt.
Die Ausführung des Wandkontaktfühlers mit guter Abrundung an der Wand und der Krümmungsradius der Bahnkurve sind dabei die Hauptparameter. Das Fahrzeug sollte schmal genug sein damit es nicht mit der gegenüberligenden Wand in Berührung kommt.

Eine weitergehende Überlegung zum Anhalten: Hier könnte die Realisierung mit zwei Fühlern gemeint sein, die nach beiden Seiten so weit herausstehen, daß mindestens einer gedrückt (eingeschaltet) sein muß. Das Fahrzeug dreht sich stets in die Richtung des offenen Fühlers. Am Ende der Bahn, wenn beide Fühler ausschalten, soll das Fahrzeug stehen bleiben.

(Gefederte Potentiometer an den Fühlern könnten auch proportionale Daten liefern. )

Manfred

Hallo recycle,

wer war dein Prof.?

Solche „Sprüche“ kenne ich von Leuten, die mit der russischen Weltraumtechnik in Verbindung standen.
Die erzählten, dass dort die Konstruktion nach Erfüllung der Funktionsforderungen, der geringsten Anzahl der verwendeten Bauteile, dem geringsten Gewicht des Ganzen (auch in der Reihenfolge) bewertet wurden.
Der Ansatz ist nicht so schlecht, die waren die ersten oben und auch jetzt sind deren Sachen recht robust.

Gruß Odlanir

Nochmal zum eben, Speziell zum Stehenbleiben:
Ich denke, es steckt eine Idee dahinter und die könnte lauten:

Ein Fahrzeug mit zwei Hauptantriebsrädern rechts und links soll durch den Gang fahren, wobei sich jedes Rad um so schneller dreht, je näher es der Wand ist.

Das interessante an der Formulierung des Steueralgorithmus ist, daß einerseits die Spurmitte gesucht wird und das andererseits mit der gleichen Formulierung das Stehenbleiben am Ende erreicht wird.

Leichtgängige Potentiometer mit Federn und Tast-Armen könnten vielleicht die angemessene Lösung sein. Eine Umsetzung der Sensorsignale beispielsweise in PWM gibt mit FET Schaltern eine gute Verstärkung und einen guten Wirkungsgrad bei der Motoransteuerung.

Manfred

Ich denke, dass wir noch von "Nixblicker" einige weitere Informationen benötigen um sinnvoll helfen zu können. Beispielsweise:
Welche Themen hattet Ihr im Techikunterricht?
Wie lang ist der gesamte Parcour (man könnte auch über ein simples Zählen der Radumdrehungen anhalten)?
Sind die 20 T€ +/- 5 biblisches Gebot? Wenn ja, dann sollten wir die üblichen Sensoren schnellstens vergessen und auf, hm, "Russentechnik" zurückgreifen (die nebenbei gesagt weniger häufig ausgefallen ist wie die der Amis!). Sprich: boolsche Algebra, fest verdrahtet.

REB

Wie ich sehe sind ja schon viele lösungsvoschläge eingegangen was mich sehr freut. :D
Hier will ich also noch mal ein paar gestellte fragen beantworten.
1. Die 20 euro ist das Geld was von der Schule übernommen wird.
Wenn wir über diesen Preis gehen müssen Wir ( ich bi in einer 3 Gruppe)
diesen Anteil selber Zahlen. Soll heißen mit einem eigenanteil von 5 -10
(30 bzw. 15 / 3)Euro koennten ich und meine Gruppenmitglieder sicher leben.
2. Ich neige dazu immer etwas zu übertreiben und über das ziel hinaus zu stechen. Sicher könnte man es mit schlefkontakten.... regeln nur bevorzuge ich wenn möglich eine elegantere Art.
3. Der Parkur ist 20 cm Breit und schätzungsweise 1.5 Meter lang.
4. ICh will die Idee von REB aufzunehmen wenn er sich immer bei hinderniss konntakt nach rechts dreht wird es beid er ersten Kurfe des Parkurs (rechtskurfe sicher Funktionieren) er fehrt auf die wan zu, dreht nach rechts ab und fährt wieder gerade aus. Aber bei der zweiten Kurfe ( Linkskurfe) wird es da schon Schwieriger. Er fährt auf die wand zu dreht nach rechts bis der sensor kein signal mehr anzeigt und würde dann wieder den Weg einschlagen auf dem er gekommen ist oder ?
5. Das Stehenbleiben: Da wir die möglichkeit haben Licher,MAgnetstreifen,.... an der Strecke anzubringen denke ich das man einfach am boden ein lich anbring, fährt der Robo dann darüber reagiert zb. ein photowiederstand darauf und unterbricht die gesamte Stromzufuhr. Ist doch möglich oder??
6.Da ich ja ein anfänger bin Hab ich noch ne frage: ISt ein Mikroprozessor gleich einem IC??
Wenn nicht kann man die oben beschriebene Schaltung mit den IR sensoren auch mit hilfe eines IC verwirklichen?
7. Da in meinem parkur immer nur 90° kurfen vorkommen wollt ich mal Fragen wie man seinen Robo so programmiert, bastelt das er immer in 90° Schritten dreht. ( MIt kondensatoren und einem Poti davor müsste das gehen oder ??)

Bin gespannt auf eure Antwort

Nixblicker

Was ich noch vergas zu fragen:

Die meisten IR- Sensoren erkennen hinderniss schon sehr frühzeitig, so 10cm und mehr. da mein Parkur aber relativ eng ist müsste ich die Dinger so einstellen um den Roboter erst 2-3 cm voer der Bande anhalten zu lassen. Soll heißen wie kann man einen Sensor in seiner leistung "verschlechtern" ? (Man Roboter soll nachher sher langsam fahren, daher wird er wohl keinen langen bremsweg brauchen.)

Wenn du über den Preis gehen darfst, könntest du das mit einer M-Unit (25?) und einigen Mikroschaltern lösen, ich denke das könnte man sich leisten. Ich schreib allerdings noch mehr (später).

Um auf des Problem mit dem Verschlechtern der Sensoren zurück zu komen. Du sprichst dafon den IR Sensor bzw. den Sender in Fartrichtung anzubringen. Du köntest den Sender aber auch auf der linken Seite anbringen auf höhe an der Stelle wo der Roboter ( bei dem der Sensor natürlich nach links ausgerichten ist ) rechts abbiegen mus.
Wen man die Ide des Linken IR Sensors weiter verfolg könte das Interesant werden z.B. wen der Roboter die erste Ecke ereicht hat und er Links auf der Höhe des ersten IR Senders ist, müste er sich nach rechts drehen, bis er an der nächsten Seite auf den Zweiten Sender stöst und geradeaus fährt (den Langen Gang entlang ). Es breucht noch einen Sender den ihn ins Ziel einweist und einer der Ihn anhält.
Nur mit der Steuerung kan ich dir nicht helfen, zu wenig Erfahrung auf diesem Gebiet. :wink:[/img]

Zitat:

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Zitat von Anonymous

Hallo recycle,

wer war dein Prof.?

Solche „Sprüche“ kenne ich von Leuten, die mit der russischen Weltraumtechnik in Verbindung standen.
Die erzählten, dass dort die Konstruktion nach Erfüllung der Funktionsforderungen, der geringsten Anzahl der verwendeten Bauteile, dem geringsten Gewicht des Ganzen (auch in der Reihenfolge) bewertet wurden.
Der Ansatz ist nicht so schlecht, die waren die ersten oben und auch jetzt sind deren Sachen recht robust.

Gruß Odlanir

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Kann zwar nicht für recycle sprechen, aber als E-Technik-Student (bzw. generell als angehender Ingenieur) hört man das häufig.
In die selbe Richtung geht "KISS" ... Keep It Small & Simple. Mein Prof meint auch immer, dass jeder zusätzliche Schnickschnack die Sache nur teuer und fehleranfällig macht. Na ja, recht hat er.

Aber als Bastler kann man sich solche Spielereien ja erlauben :P

Nachdem Ihr offenbar einen Streifen auf dem Boden anbringen könnt spräche das Ganze für einen simplen Linienfolger, oder? Da benötigt man nur zwei Reflexkoppler, Motoren, H-Brücke und einen uC. Und der Preis (ich denke an den CNY 70) liegt sicherlich unter 30 T€.
Korrigiere: da die Fahrtrichtung nicht umschaltbar zu sein braucht kann man auf die H-Brücke verzichten...

Zu den Fragen: nein, ein Mikroprozessor ist zwar ein IC (integrierte Chaltung :lol: ) aber nicht jede IC ist ein Mikroprozessor.
Wie dreht man einen Bot um 90°? dazu müssen wir wiederum wissen ob der Bot
- 4 Räder
- 2 Räder mit Spornrad
- Ketten
- Füße
... hat. Ich gehe mal von Version 2 aus. Dann bedeutet eine Drehung dass ein Rad stehen bleibt (bzw. gegensätzlich läuft) und ein Rad normal weiter. Hier gilt es experimentell die dazu nötige Zeit zu ermitteln; normalerweise benutzt man Radencoder dazu. das würde aber Euer Budget sprengen.
Ansonsten noch eine Idee: das ganze ginge auch über Lego Mindstorms zu bewerkstelligen. Hat von Euch jemand so was?


REB

Zitat:

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Zitat von REB

Nachdem Ihr offenbar einen Streifen auf dem Boden anbringen könnt spräche das Ganze für einen simplen Linienfolger, oder? Da benötigt man nur zwei Reflexkoppler, Motoren, H-Brücke und einen uC. Und der Preis (ich denke an den CNY 70) liegt sicherlich unter 30 T€.
Korrigiere: da die Fahrtrichtung nicht umschaltbar zu sein braucht kann man auf die H-Brücke verzichten...

Zu den Fragen: nein, ein Mikroprozessor ist zwar ein IC (integrierte Chaltung :lol: ) aber nicht jede IC ist ein Mikroprozessor.
Wie dreht man einen Bot um 90°? dazu müssen wir wiederum wissen ob der Bot
- 4 Räder
- 2 Räder mit Spornrad
- Ketten
- Füße

... hat. Ich gehe mal von Version 2 aus. Dann bedeutet eine Drehung dass ein Rad stehen bleibt (bzw. gegensätzlich läuft) und ein Rad normal weiter. Hier gilt es experimentell die dazu nötige Zeit zu ermitteln; normalerweise benutzt man Radencoder dazu. das würde aber Euer Budget sprengen.
Ansonsten noch eine Idee: das ganze ginge auch über Lego Mindstorms zu bewerkstelligen. Hat von Euch jemand so was?

REB

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Also...


Ihr braucht nur einen Lichtsensor* nehmen und auf einen schwarzen Strich folgen programmieren. Gibt in Aufgaben, Roverbot, Übung 3 sogar ein Beispiel -
Programm.



* = Wer VISION COMMAND (Auch von Lego-Mindstorms) hat, kanns auch so machen: Einen beispilsweise Roten Streifen und am Ende des Bakkours einen Blauen Querstreifen.Die Cam so programmieren das sie dem Roten Streifen folgt,und demBlauen stoppt!

Ist auch das anbringen von Schinen gestattet? (änlich eines Zuges)