Alle Komponenten die Sie für den Bau des Roboter-Atuos wie in meinem Buch “Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren beschreiben für den Bau benötigen finden Sie in der nachfolgenden Aufstellung. Das Buch selber ist ein zwei Teile bzw. Bauabschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt beschreibt ein Roboter-Auto das über das Netzwerk ferngesteuert wird und der zweite Teil erweitert das Roboter-Auto hin zu einem voll autonom fahrenden Roboter-Auto. Entsprechend ist auch hier die Übersicht der Komponenten in diese zwei Abschnitte aufgeteilt. Möchten Sie weniger basteln und lieber einen fertigen Bausatz kaufen, so finden Sie verschiedene Roboter Bausätze für den Raspberry Pi unter dem folgenden Link “Roboter Bausätze” auf meiner Webseite.

Komponentenliste für ein ferngesteuertes Roboter Auto

Die Komponentenliste wird von mir immer wieder aktualisiert um die leichte Auffindbarkeit der Teile zu gewährleisten.

Roboter Auto Teil 1 2019

Roboter Auto Teil 1 2019

Roboter Auto Gehirn – Raspberry Pi 4 Model B (4GB RAM)

Ich empfehle den Raspberry Pi 4 Modell B mit 4GB RAM. Der Raspberry Pi 4 Modell B ist das neueste Modell und in der Version mit 4GB RAM kann er auch als vollwertiger Desktop Computer neben dem Roboter-Auto genutzt werden. So macht es einfach mit dem goßen Modell Spaß unter Raspbian erste Erfahrungen mit Linux zu sammeln oder direkt auf dem Raspberry Pi z. B. zu programmieren. Der Raspberry Pi 4 verfügt über WIFI, Bluetooth, USB 3.0 Anschlüsse sowie über einen GBit Netzwerkanschluss.

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Micro SD-Karte 32 GB

Bei der micro SD-Karte ist es wichtig das Sie sich ein schnelles Modell kaufen. Es sollte ca. 20 MB/s schreiben können damit das Betriebssystem des Raspberry Pi nach dem Einschalten auch zügig geladen werden kann. Ich füge nachfolgend ein Modell auf aber es lohnt sich selber noch zu suchen da sich die Preise und die Angebote ständig ändern.

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Raspberry Pi – Kameras im Überblick

Die neueste Raspberry Pi Kamera trägt die Versionsnummer 2.1. Dieses Kameramodul verfügt intern über einen Chip von Sony und nimmt ein sehr schönes Bild auf. Das neue Modul wird wie das Vorgängermodul perfekt von Raspbian unterstützt. Ich habe das normale Kameramodul und das NoIR-Modul in Verwendung. Das NoIR-Modul ist gut geeignet bei schlechten Lichtverhältnissen. Das Raspberry Pi Kamera Modul mit Weitwinkel Objektiv ist für das Roboter-Auto sehr gut geeignet da Sie ein größeres Blickfeld aufnimmt als die Module mit Standardobjektiv. Nachfolgend die beiden aktuellen Kameramodule und eines mit Weitwinkelobjektiv.

Standard RGB Kamera:

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NoIR Kamera

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Weitwinkel Kamera (meine Empfehlung)

Meistens haben die Weitwiklen Kameras für den Raspberry Pi noch den alten Chipsatz der Version 1.3 verbaut. Meine Erfahrung hat gezeigt, das für das Roboter-Auto eine Weitwinkelkamera sehr gut ist aber es nicht unbedingt die Version 2.1 des Kameramoduls sein muss.

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Motortreiber L298N H-Brücke

Für den Antrieb des kleinen Roboter-Autos eignet sich eine H-Brücke mit der bis zu zwei Motoren in der Geschwindigkeit geregelt werden können sehr gut. Es gibt zwei Modelle des Motortreibers die ich immer wieder verwende. Eines ist klein und kompakt und das andere etwas größer verfügt dafür aber über LEDs die den Schaltzustand der H-Brücke anzeigen. Ich verwende überwiegend das Modul mit den LEDs. Technisch unterscheiden sich beide Module weiter nicht groß.

Motortreiber mit LEDs (meine Empfehlung)

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Kompakte Motortreiber ohne LEDs

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Step-Down Converter (meine Empfehlung)

Damit Sie den Raspberry Pi mit Strom versorgen können bietet sich die Verwendung eines Step-Down Converters an. Das von mir empfohlende Modul verfügt über zwei USB Anschlüsse und kann bis zu 3A bei 5V abgeben. Somit ist es sehr gut für den Raspberry Pi 4 geeignet.

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Motoren

Es gibt verschiedene Motoren mit denen Sie ein Roboter-Auto antreiben können. Sehr beliebt und von mir verwendet sind die gelben DC-Motoren die gleich mit einem passenden Rad geliefert werden. Diese gelben Motoren gibt es auch häufig zusammen mit einem Chassis aus Acryl-Glas. Weiter habe ich noch die Tamiya 70168 Getriebe-Motoren verbaut die sehr viel Kraft erzeugen und das gut hörbar machen.

Chassis mit Motoren (meine Empfehlung)

Ich empfehle gerne dieses Chassis das direkt mit vier Motoren geliefert wird sowie zwei Acrylglas platten, die die Basis für das Roboter Auto bilden. Ich habe von diesem Typ Chassis schon mehrere Roboter gebaut und war immer sehr zufrieden.

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Standard Motoren (meine Empfehlung)

Wer nur die Motoren benötigt kann diese auch ohne Chassis erwerben.

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Tamiya 70168 mit sehr viel Kraft

Ich habe diese Tamiya Motoren sehr gerne verbaut, da mit ihnen ein individuelles Roboter Auto recht einfach aufzubauen geht.

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Radbefestigungen

Ich hatte lange gesucht bis ich diese Kupplungen gefunden habe. Mit ihnen lassen sich normale Räder aus dem RC-Modellbau auf einer Welle befestigen. Ich fand diese Lösung immer sehr praktisch. Nachfolgend drei dieser Kupplungen damit Sie eine Idee haben welche Typen es gibt.

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Stromversorgung

Aus meiner Erfahrung heraus sollten Sie das Roboter-Auto mit Strom aus einer Batterie betreiben. Am besten funktioniert die Stromversorgung mit einem normalen RC-Akku. Der RC-Akku hat den Vorteil, dass das Roboter-Auto deutlich länger fährt und der Akku sich mit dem dazu gehörigen Ladegerädt flott aufläden läßt. Den Einsatz von Batterien empfehle ich nicht für den Bau des Roboter-Autos mit dem leistungsstarken Raspberry Pi 4 Model B.

RC-Akku Lösung (meine Empfehlung)

Ich habe jetzt diese Akkus seit ca. 2 Jahren im Einsatz und bin immer noch sehr zufrieden. Sie versorgen meine kleinen Roboter Modelle zuverlässig mit Strom

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Zu diesen Akkus habe ich mir noch das folgende Ladegerät gekauft. Es lädt mit den 4A die Akkus sehr schnell und zuverlässig auf.

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Man ist auch immer gut beraten ein paar dieser Stecker zuhause zu haben. So habe ich mir schon einige Anschlusskabel selber gelötet und in den verschiedenen Roboter Modellen verbaut. Denn das immer wieder abschrauben und anschließen ist auf dauer für die Schrauben am Motortreiber nicht gut.

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Externes Netzteil

Für den stationären Betrieb des Roboter-Autos verwende ich genau dieses externes Netzteil. Ich habe es schon seit Jahren und es funktioniert zuverlässig für ganz verschiedene Anwendungen. Dank dem Stellrad kann ich die Ausgangsspannung mit 5, 6, 7.5, 9, 12, 13,5, 15V meinen Bedurfnissen individuell anpassen.

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Kabel

Die verschiedenen Kabel benötigen Sie um die elektronischen Komponenten wie den Motortreiber am Raspberry Pi anzuschließen sowie auch die Motoren. Es kann nie schaden ein paar mehr Kabel zu haben.

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Abstandshalter

Für die Befestigung der elektronischen Komponenten wie den Raspberry Pi oder den Motortreiber eignen sich diese kleinen Abstandshalter aus Messing sehr gut. Mit der hier angebotenen Box steht einem eine große Auswahl von unterschiedlichen Längen zur Verfügung.

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Alle Komponenten für ein autonom fahrendes Roboter-Auto

Möchten Sie das Roboter-Auto aus dem ersten Teil des Buches zu einem autonom fahrenden Roboter weiter entwickeln dann benötigen Sie noch die nachfolgenden Komponenten. Mit einem Time of Flight Sensor der mit einem Laser Abstände messen kann können Sie Hindernisse vor dem Roboter-Auto frühzeitig erkennen. Das Raspberry Pi Sense-HAT unterstützt Ihr Roboter-Auto dabei mit seinen verschiedenen Sensoren nicht die Orientierung während dem Fahren zu verlieren.

Das folgende Bild zeigt das autonom fahrende Roboter-Auto mit GPS-Empfänger, Raspberry Pi Sense-HAT und Time of Flight Sensor.

Roboter Auto Teil 2 2019

Roboter Auto Teil 2 2019

Raspberry Pi Sense-HAT

Damit das Roboter-Auto richtig autonom fahren kann benötigt es ein Gyroskop. Dieses ist im Raspberry Pi Sense-HAT integriert und hilft bei der Orientierung und Überwachung von Drehbewegungen des Roboter-Autos. Das Magnetometer des Sense-HAT kommt zum Einsatz wenn der Roboter GPS gesteuert fährt.

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Time of Flight Sensor

Mit dem Time of Flight Sensor von Pololu können Sie zuverlässig und in einer schnellen Abfolge Hindernisse vor dem Roboter-Auto frühzeitig erkennen. Da dieser Sensor über den I²C Bus des Rasbperry Pi angeschlossen wird eignet er sich sehr gut für die Verwendung im Roboter-Auto wie in meinem Buch beschrieben.

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Seeed Studio Grove – I2C-Hub

Mit dem I²C Hub von Grove sparen Sie sich die Arbeiter selber einen Hub zu bauen. Er bietet auch mit seinem Steckersystem eine Wackelkontakt freie Möglichkeit die verschiedenen Sensoren am I²C Bus des Raspberry Pis anzuschließen.

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Seeed Studio Grove – I2C-Kabel

Mit diesen Set an Kabeln können alle Sensoren die am Roboter-Auto wie in meinem Buch beschrieben angeschlossen werden. Da die Kabel recht lang sind können diese individuell gekürzt werden?

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GPS-Empfänger

Ich habe mehrere GPS-Empfänger ausprobiert und liste die beiden GPS-Module auf die bei mir unter Raspbian ohne Probleme funktioniert haben. Ich empfehle den Navilock GPS-Empfänger NL-602U USB da dieser mich durch seine Geschwindigkeit und Genauigkeit überzeugt hat.

Navilock NL-602U USB (meine Empfehlung)

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167 Kanal USB GPS Empfänger – SkyTraQ Venus8 Chipsatz

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Servokontroller

Es gibt verschiedene Modelle des Servokontrollers. Ich empfehle das günstige Modell zu kaufen, da es genau so funktioniert wie das deutlich teurere Modell von Adafruit welches in meinem Buch zu sehen ist.

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Der Servokontroller von Adafruit ist deutlich teurer aber es wäre das von mir verbaute Modell.

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Port-Doubler

Mit dem Port-Doubler erweitern Sie die Anschlüsse Ihres Raspberry Pi Computers und können so ganz einfach das Raspberry Pi Sense-HAT und weitere Komponenten an der immer noch freien und um 90° gedrehten Steckerleiste anschließen.

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Pan Tilt-Kit

Wird die Raspberry Pi Kamera auf dem Pan und Tilt Kit montiert kann diese den Blickwinkel auch nach oben und unten ändern sowie zur Seite. Dabei muss sich das Roboter-Auto nicht bewegen sondern kann still stehen.

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OLED Display

Mit dem OLED Display können wichtige Informationen wie die aktuelle IP Adresse des Roboter-Autos direkt nach dem Einschalten angezeigt werden.

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Game-Pad

Wer gerne sein Roboter-Auto mit einem Game-Pad steuern möchte kann sich z. B. folgendes Game-Pad kaufen. Dieses habe ich neben einem PS4 Kontroller ebenfalls ausprobiert und es hat gut funkioniert.

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