Letztes Jahr hatte ich mit dem Bau des Disketten Box Roboters angefangen. Das Gehirn des Roboters ist ein Raspberry Pi 3 Model B mit Raspbian Jessie. Das Mecanum-Auto verwendet Mecanum Räder die ein spezieller Typ von Rädern ist für das herumfahren. Mit diesen Mecanum Rädern ist der Roboter in der Lage auch seitwärts zu fahren – also von Seite zu Seite. Dabei muss jedes Rad separat voneinander angesteuert werden um die Bewegungsrichtung des Roboters zu steuern. Der Roboter verwendet dabei vier Getriebemotoren für die Drehung der Räder. Um die vier Motoren steuern zu können habe ich zwei Motortreiber installiert. Dabei verwende ich zwei L298N H-Brücken für die unabhängige Kontrolle der Motoren voneinander.

Raspberry Pi robot with mecanum wheels front

Raspberry Pi Roboter mit Mecanum Rädern Sense HAT

Das war genug Theorie über den Bot und wie die Mecanum Räder funktionieren. Das Video unten zeigt den Roboter wie er das erste Mal durch mein Büro fährt.

Das nächste Bild zeigt das Innere des Roboters mit dem Raspberry Pi, den beiden Motortreibern, dem Step-Down Konverter und der Raspberry Pi Kamera.

Raspberry Pi robot with mecanum wheels

Raspberry Pi Roboter mit Mecanum Rädern

Raspberry Pi Roboter-Auto Komponentenliste

Wenn ich jetzt das Interesse wecken konnte am Bau eines Roboters zusammen mit einem Raspberry Pi der findet auf meinem Blog eine Komponentenliste. Diese Komponentenliste listet die elektronischen Komponenten oder fertigen Raspberry Pi Bausätze auf die ich selber mit gutem Gewissen weiterempfehlen kann. Die meisten aufgezählten Komponenten kommen in meinen Modellen zum Einsatz und wurden so durch mich auf Funktion und Kompatibilität mit dem Raspberry Pi hin geprüft.

Hier der Link auf die Komponentenliste: Komponentenliste

ZeroBorg motor controller - robot-car components

ZeroBorg motor controller - robot-car components

Im Heck des Roboters sind die beiden Motortreiber untergebracht. Rechts von den beiden Motortreibern ist der Step-Down Konverter angebracht. Er versorgt den Raspberry Pi mit Energie also mit 5V bei maximal 2,5A. Die Getriebemotoren sind 12V Motoren und werden über zwei 7,2V Akkus die in Reihe geschalten sind mit 14,4V über die Motortreiber mit Energie versorgt.

Raspberry Pi robot with mecanum wheels and two motor controllers

Raspberry Pi Bot mit zwei Motortreibern

Auf dem Roboter selber habe ich ein Raspberry Pi Sense HAT angebracht mit unterschiedlichen Sensoren. Aktuell verwende ich die Sensoren noch nicht aktiv für die Steuerung der Bewegungen des Roboter Autos. Aber in diesem kleinen Roboter-Auto habe ich die Sensoren schon angeschlossen und eingesetzt

RASPBERRY PI SELF-DRIVING ROBOT

Aber ich werden meine Python Programm erweitern und die Steuerung der vier Getriebemotoren gestützt mit den Sensoren umsetzen. So kann der Mecanum-Roboter dann viel schönere und rundere Drehungen ausführen.

Raspberry Pi robot with mecanum wheels and Sense HAT

Raspberry Pi Roboter Draufsicht Sense HAT

Buch - Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren

Ich habe auch ein Buch veröffentlicht, in dem ich den Bau von Roboter Autos mit dem Raspberry Pi Computer Schritt für Schritt beschreibe. Ich erkläre das notwendige Basiswissen beginnend bei der Roboter Elektronik, über das Design des Chassis bis hin zum Navigieren nach GPS. Python ist die für diese Bauanleitung gewählte Programmiersprache. So wird im Buch erklärt wie Ultraschallsensoren ausgelesen werden können oder ein Motortreiber angesteuert wird. Auch kommen der Raspberry Pi und das Betriebssystem Raspbin nicht zu kurz. Mit all diesem Wissen aus dem Buch ist es möglich selber Roboter auf Basis des Raspberry Pi zu bauen.

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Raspberry Pi und Robotik faszinieren Sie? Dann bringt Sie dieses Buch sicher richtig in Fahrt! Ob Einsteiger oder fortgeschrittener RasPi-Bastler: Schritt für Schritt lernen Sie, wie Sie mit dem Raspberry Pi ein ferngesteuertes Roboter-Auto entwickeln. Oder soll das Auto gleich selber fahren können? Perfekt, denn im zweiten Teil des Buches bauen Sie genau das: ein autonomes Roboter-Auto . Und quasi im Vorbeifahren lernen Sie alle Grundlagen , die Sie für beide Projekte benötigen. Hardware, Elektronik, Bau Ihres bevorzugten Auto-Chassis und natürlich die Programmierung der nötigen Software in Scratch und Python . Die Formel Eins gewinnen Sie mit dem Roboter-Auto vielleicht nicht - viele spannende Erkenntnisse und Lernspaß aber sicher!
Aus dem Inhalt:

Die elektronischen Komponenten kennenlernen: Raspberry Pi, Kamera- und W-LAN-Modul, Motoren, Step-Down-Converter, Ultraschall-Sensor, GPS-Empfänger u. v. m.
Die benötigten Werkzeuge kennenlernen: Lötkolben, Dritte Hand und Co.
Grundlagen zum Elektromotor
So fügt sich alles zusammen: Chassis basteln, Fahrgestell montieren, Elektronik verbauen
Grundlagen der Elektrizitätslehre
Verkabelung der elektronischen Komponenten
Den Raspberry Pi in Betrieb nehmen
Wichtige Linux-Grundlagen
Einführung in die Programmierung mit Scratch und Python
Das google-Auto hat eine und Ihres auch: Die Kamera nutzen
Auto-Steuerung: via W-LAN fernsteuern oder vollständig autonom
Liste der benötigten Elektronik-Komponenten sowie alle...

Software: Python Programm für die Steuerung

Ich hatte schon ein Python Programm geschrieben mit dem genau ein Motortreiber gesteuert werden konnte. Jetzt habe ich dieses Programm erweitert, damit es mit zwei Motortreibern arbeiten kann. Eigentlich war es nicht schwierig. Aber immer die richtigen der 12 GPIO Pins anzusprechen war eine Herausforderung.

Auch musste ich das Python Programm anpassen mit dem die Bewegungen des Bot gesteuert werden. Das Programm hat keine GUI und es muss über das Terminal Fenster gestartet werden. Durch pressen von Tasten wird der Roboter gesteuert. Wie im nachfolgenden Bild zu sehen ist gibt es ein kleines Menü das die Steuerung kurz erklärt. Auch zeigt es die Geschwindigkeit der Motoren an.

Python program to control the mecanum wheel robot

Python Programm für die Steuerung

Wenn Du das Programm herunterladen möchtest um zwei Motortreiber ansteuern zu können biete ich es zum Download als ZIP Datei an. Das Programm ist entworfen den Mecanum-Roboter zu steuern.

Download: python program to control the mecanum robot

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