Um was geht es?

Bei diesem Projekt geht es primär darum, eine einfache, bezahlbare und hochgradig auf vorhandene Ressourcen anpassbare Plattform für Experimente zu schaffen, die Lernen mit Spaß verbindet.

Dabei sollte die Plattform nicht zu fragil ausfallen, ein Roboter der bei der ersten unvorsichtigen Handhabung irreparabel beschädigt wird, bereitet nämlich niemandem Freude.

Statt Lernende ständig zur Vorsicht im Umgang mit dem Equipment zu ermahnen, soll es bei diesem Projekt möglich sein zum mutigen Experimentieren anzuregen.

Eine solche Projektbasis könnte zum Beispiel für den schulischen Einsatz interessant sein, eine Verwendung zur Evaluierung von Technologien (Indoornavigation, Sensorintegration…) ist natürlich ebenso denkbar.

Hier nun eine kurze Beschreibung des eigentlichen Projekts:

Das wohl wichtigste:

Alle Komponenten werden zukünftig frei als Open Source Dateien zur Verfügung stehen!

Das gilt ausdrücklich nicht für die kommerzielle Nutzung!

Falls jemand eine kommerzielle Verwendung plant ==> info@experimentalrover.de

Beinahe alle strukturellen Elemente der Plattform lassen sich auch auf einfachen 3D-Druckern mit einem Bauraum von min. 200x200x110mm im FFF-Verfahren aus preiswertem und leicht zu handhabenden PLA erstellen.

PLA ist, zumindest für die Verwendung der Plattform als Lehrmittel, völlig ausreichend. Natürlich können aber auch alle anderen Materialien Verwendung finden.

Alle druckbaren Komponenten wurden mit besonderem Augenmerk auf die einfache Replizierbarkeit entworfen, auf den Einsatz von Supportstrukturen wurde weitgehend verzichtet.

Es wurde ebenso darauf geachtet die Komponenten so zu gestalten, dass sich möglichst viele Kombinations- und damit Gestaltungsmöglichkeiten ergeben.

Zur Verfügung stehen:

Diverse Chassis Elemente in zahlreichen Varianten und Maßen:

  • Eine Auflistung würde hier den Rahmen sprengen…;-)

Adapter um unterschiedlichste Motore sehr einfach verwenden zu können:

  • Gleichstrom Getriebemotore (DC) 37mm
  • Gleichstrom Getriebemotore (DC) 33mm
  • Gleichstrom Getriebemotore (DC) 25mm
  • Schrittmotore NEMA 17
(Die Auswahl an Motoren die den oben genannten Spezifikationen entsprechen ist riesig)

Die Antriebsadapter lassen sich mechanisch mit nur zwei (!) Schraubverbindungen in unter einer Minute tauschen und passen dabei an jedes Chassis Element das zur Aufnahme von Motoren vorgesehen ist.

Es gibt diverse Elemente für unterschiedlichste Aufbauten, hiermit lassen sich viele verschiedene Konfigurationen sehr individuell realisieren.

Trägersysteme für verschiedene Controlerboards:

  • Raspberry Pi (Alle Versionen)
  • Arduino (Mega, Uno, Nano und kompatible)

Anbauteile wie: Servohalterungen, Sensorhalterungen, Sensorbumper, Schalterboxen, Sensorboxen…

Räder, diverse Ausführungen für unterschiedliche Verwendungen in verschiedenen Größen.

Ein Schienensystem mit dem Auf und Anbauten selbst gestaltet werden können.

Außerdem: Bodenwannen, Abdeckungen, Knick und Drehgelenke für das Chassis, jede Menge Kleinteile u.s.w. …to be continued…

Viele Teile lassen sich auch nachträglich leicht bearbeiten, hierfür sind zum Teil bereits entsprechende Vorkehrungen getroffen.

Eine Kabeldurchführung z.B. lässt sich nachträglich oft sehr leicht realisieren.

Und wem das alles noch nicht reicht, dem stehen die Sourcefiles zur freien Verfügung.

Damit und mit der weltbesten freien (!) Software OpenSCAD werden eigene Konstruktionen zum Kinderspiel. Und genau da wollen wir ja hin….

Und wie verbinden wir das Ganze?

Als Verbindungselemente kommen ausschließlich leicht zu beschaffende Normteile zur Anwendung. In der Regel handelt es sich um Schrauben der Größe M3 mit Zylinderkopf. Diese sind sehr leicht zu handhaben und äußerst haltbar.

(Keine Probleme mit „vergnadelten“ Schraubenköpfen)

Die entsprechenden Werkzeuge (Inbusschlüssel 2,5mm) sind äußerst preiswert zu bekommen und sicher zu handhaben. Die Verletzungsgefahr ist hier nicht größer, als bei der Handhabung eines Kugelschreibers.

(Oft wird tatsächlich nur ein Inbusschlüssel benötigt!)

Und wie schaut es mit dem Elektronikgedöns aus?

Die Experimentalplattform ist ausdrücklich nicht auf eine bestimmte Elektronik hin ausgerichtet, es kann und soll hier verwendet werden was am besten zu den eigenen Bedürfnissen passt: Raspberry PI, Arduino, Cubieboard…

Als Energiequelle kann dem Roboter fast alles vom Batteriepack mit 8 AA Zellen über LiPo-Akkus bis zum Blei-Gel Akkumulator dienen.

Ein Chassiselement im Format 160×80 ist zum Beispiel dafür ausgelegt bis zu vier (!) Achterpacks mit Zellen der Größe „AA“ aufzunehmen.

Mechanisch ist das gar kein Problem, gut zugegeben, das wäre für viele Anwendungen der „Overkill“, aber ist doch schön zu wissen das es geht…. 😉

Was die Verwendung von Sensoren und Aktoren angeht, hier sind die Möglichkeiten schier nicht überschaubar.

Eigentlich alles was für Arduino, Raspberry Pi und Co zur Verfügung steht lässt sich auch hier einsetzen.

Aktuell im Einsatz bei diesem Projekt:

Steuerung:

Arduino Mega 2560

Arduino Uno

Arduino Nano

Arduino Motorshield

MOSFET‘s

Relaysboard

IBUS Empfänger

Sensoren:

Einfache Drucktaster zur Kollisionsdetektion an den „Stoßstangen“

Ultraschallsensoren zur Hinderniserkennung.

FPV Kameras über Umschalter an einen Videotransmitter angeschlossen.

Aktoren:

Fahrmotoren (2 oder 4 Gleichstrommotoren, unabhängig steuerbar)

Robotikservos (Turm pan / tilt)

Miniservos (Kamera pan / tilt)

Beleuchtung

Summer (Hupe 😉 )

Kommunikation:

Fernsteuerung mit IBUS Empfänger

(Serielle Schnittstelle zum Arduino)

Der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt, geeignete Elektronikkomponenten sind mittlerweile zu sehr überschaubaren Preisen zu bekommen.

Eine Experimentierplattform in Basiskonfiguration ist betriebsfertig schon für etwa 30€ zu bekommen. Bei Einzelfertigung!

Ok, ich gebe es zu „Ein kurzer Überblick“ sieht anders aus…

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