Erfahrung Linienverfolgerbausätze für Kinder

[ge6ge]

Wir sind deutsche und rumänische Elektronikkollegen und möchten mit Rumänischen Kindern (9-16 Jahre) in einem Monat einige Linienverfolger bauen.
Die Kommunikation ist hauptsächlich in Englisch.
Die Idee dazu bekam ich von der "Technik für Kinder e.V."

Folgende Wünsche haben wir an den Bausatz:
- sollten von vielen schon erfolgreich gebaut worden sein (= Robustes Design von Mechanik, HW und SW)
- sollte für Kinder geeignet sein. Kinder haben z.B. schon den Bausatz Roulette von Pollin aufgebaut. Kann aber schon anspruchsvoll sein mit bedrahteten Bauteilen, weil es von erfahrenen Elektronikern unterstützt wird.
- sollte Bausatz sein und nicht schon aufgebaut
- sollte von einem Forum unterstützt werden (wenn möglich in Englisch)
- Preis um die 50€ wäre ok
- Anleitung und Beschreibungen sollte es auch in Englisch geben.
- Entwicklung sollte nicht älter als 5 Jahre sein
- es sollten Erweiterungen möglich sein
- Entwicklungs-SW sollte frei verfügbar sein
- Linienverfolgeranwendung sollte sofort verfügbar sein und nicht erst programmiert werden müssen.
- sollte wie ein Auto ausschauen

Folgende Bausätze (alle mit 8bit AVR) habe ich mir mal theoretisch angesehen:
1. NiBobee
+ sehr gute Anleitung, auch in Englisch
+ gibt sehr viele HW-Erweiterungen
+ Erfahrungsbericht in diesem Forum klang gut
+ gibt sogar Anschlusserweiterung für Raspberry Pi
+ da 40 poliger AVR benutzt wird, sehr viele I/O-Ports für Erweiterungen
+ um die 50€
+ Flashen über USB möglich
0 verfügbar seit 2009, also nicht die neueste Entwicklung, aber es gibt update-Paket mit leistungsfähigerem Prozessor
=> ist im Augenblick mein Favorit

2. NiBo2
+ alles toll bis auf den Preis
+ ist der einzige, bei dem die Spannungsversorgung (klar mit 8 Akkus) technisch sauber gelöst ist.
- 115€
- zusätzliche Kosten für externen ISP-Programmer erforderlich (30-40€)

3. Arexx Asuro
+ gute Anleitung, auch in Englisch
+ es gibt HW-Erweiterungen
+ eigenes Forum und in diesem Forum
+ um die 50€
0 es gibt Programmierschnittstelle über IR, die aber mit 2,4kBaud sehr langsam ist
0 weniger IO-Pins gegenüber NiBobee verfügbar, deshalb auch Kompromisse beim Design eingegangen
- verfügbar seit 2003, altes Design mit ATMEGA8, nur 7kByte Flash verfügbar

4. Arexx Programmierbarer Arduino-Roboter AAR-04
+ einfache Programmierung mit Arduino IDE
+ ATMEGA328
+ um die 50€
+ eigenes Forum und weist auch auf dieses Forum hin
0 Bootlader muß erst programmiert werden. Da ich ein STK600 habe, ist das für mich kein Problem
- leider schon aufgebaut

5. Linienverfolger von Pollin
+ mit 25€ sehr günstig
0 diesen habe ich selbst aufgebaut, funktioniert aber noch nicht einwandfrei. Verbesserte Version ist in Entwicklung
- kein Forum, hab bisher auch nichts in anderen Foren gefunden
- keine englische Anleitung
- keine ISP-Schnittstelle

6. Es gibt auch noch viele andere gute, wie Arduino Robot, Lego Mindstorms EV3, die mir aber einfach zu teuer sind.

Wie ist eure Erfahrung oder würdet ihr mir noch etwas anderes noch empfehlen? Kennt ihr geeignete englischsprachige Foren dazu?

Danke für eure Hilfe
Gerhard

[malthy]

Hallo!

Vor einiger Zeit hat hier mal jemand sein Start-Up "variobot" vorgestellt. Der angebotene Roboterbausatz Tibo kann als rein analoger Linienfogler verwendet werden. Das ist halt nochmal ein anderer Ansatz, als ein "programmierter" Linienfolger auf µC-basis - mit spezifischen Vor- und Nachteilen. Wenn man mit so einem Kurs Grundlagen des Programmierens vermitteln will, ist ein rein analoges System sicherlich nicht das Richtige. Möchte man allerdings eine gewisse Nähe zu biologischen Systemen und Mechanismen haben, die ja ihrerseits in einem gewissen Sinne "analog" sind, finde ich den Tibo durchaus interessant (Stichwort Braitenberg-Vehikel).

In wie weit der Tibo in Dein Schema passt, musst Du selbst entscheiden, ich fand ihn zumindest eine Erwähnung wert. Vielleicht finden sich ja auch noch andere analoge Bausätze.

Gruß
Malte

[ge6ge]

Hallo malthy, vielen Dank für deinen Hinweis.

Idee ist ja wirklich toll und wäre für die Kinder auch gut geeignet, da einfach nur "analog" programmiert werden muss.

Die Video schauen auch sehr vielversprechend aus.

Was mich ein wenig zurückhält sind die sehr hohen 10MOhm!! Widerstände, die eigentlich gegen ein robustes Design sprechen.

Auch ist es mit 89€ ganz schön teuer.

[HannoHupmann]

Ich fand den ASURO eigentlich für solche Aufgaben immer gut geeignet. Mit einem älteren Design würde ich nicht dagegen argumentieren, da die 7kB Flash für die Aufgabe "Linie-Folgen" leicht ausreichen. Das Programm ist nicht so groß, damit fällt auch die niedrige Übertragungsrate kaum ins Gewicht.

Preis und Leistung sind einfach in einem guten Verhältnis und daher zu empfehlen.

[weti]

Hallo,

es freut mich, dass der tibo-Bausatz hier Erwähnung findet.

Meiner Meinung nach ist tibo auch, aber nicht nur für Kinder gut geeignet, um sie für Technik zu begeistern und vom Bildschirm weg zubekommen!
Und man kann schließlich nicht nur einen (langweiligen ) Linienfolger aufbauen, sondern quasi zum Verhaltensforscher werden, wenn tibo so empfindlich und individuell auf sein Umfeld reagiert, dass man meinen könnte, er träfe seine eigenen Entscheidungen. Und dennoch kann man alle Eigenschaften über die variable Steuerschaltung und die Potis beeinflussen. Das machte es meiner Meinung nach besonders auch für Kinder so reizvoll!

Zu der Frage bzgl. der hochohmigen Widerstände:
Der Stromverbrauch ist bei kleineren Widerständen das kleinste Problem (tibo fährt übrigens mit einer Batterie/Akku-Ladung bis zu 50 Stunden!).
Damit aber die Sensorsignale auch bei wenig Licht bzw. kleinen Strömen ausreichen und für die gewünschten Zeitkonstanten keine riesigen Kondensatoren benötigt werden, sind die Widerstände zwischen 1 und 10 MOhm gewählt. Damit arbeite ich nun an die 15 Jahre - zwischenzeitlich sogar mit Werten bis zu 100 MOhm, je nach OP-Typ.

Mir ist bewusst, dass es billigere Bausätze gibt. Aber so wie bei allen Produkten, ist das eine Frage der Ansprüche an die Qualität. tibo verwendet z.B. langlebige und stromsparende Metallgetriebemotoren die zuverlässig einzubauen sind, sehr robuste Räder und ein richtiges Kugelrad als drittes "Standbein". Insofern ist vom mechanischen Aufbau her eher ein Vergleich mit dem 3pi Roboter von Pololu angebraucht. Der 3pi wird aktuell ca. zwischen 93 und 100 € angeboten. Die große Anzahl der Steckplätze ist schließlich auch ein Kostenpunkt, den digitale Roboter nicht aufweisen.

Mir war es wichtig, ein nachhaltiges Produkt zu entwickeln, mit dem man nicht nur 1 oder 2 Steuerschaltungen (Lichtfolger, Linienfolger) aufbaut und damit etwas rumspielt, sondern die Schalten wie sie in der Anleitung erklärt sind mit fortschreitendem Kenntnisstand individualisieren und eigene Ideen einfließen lassen kann.

Übrigens habe ich soeben diese Crowdfunding-Kampagne für die Realisierung meiner Roboterspinne "spido" gestartet: www.startnext.com/variobot-spido
Hier könnt Ihr jetzt die Spinne quasi vorbestellen oder z.B. einen der Workshops in Hannover, Berlin oder Karlsruhe besuchen. Ich würde mich freuen, den einen oder anderen unter euch dort zu treffen.

Schöne Grüße,
Tino