Roboter Fahrzeuge kennen grundsätzliche unterschiedliche Antriebe für die Fortbewegung. Ich habe einen Roboter mit speziellen Mecanum Rädern aufgebaut. Mit Mecanum Rädern ausgestattet Roboter können sich in alle Richtungen bewegen. Mit diesen Rädern kann solch ein Fahrzeug z. B. seitwärts und diagonal oder klassisch vorwärts, rückwärts, im Kreis oder Kurven fahren. Damit das möglich ist, müssen die vier Motoren separat angesteuert werden. Für die Ansteuerung kommt in meinem Roboter wieder ein Raspberry Pi Computer zum Einsatz. Die notwendigen Python Programme habe ich selber geschrieben.

Für die separate Ansteuerung der vier Motoren verwende ich zwei Motortreiber vom Typ L298 N in meinem Modell Auto. So ist es mir möglich jeden Motor getrennt mit dem Raspberry Pi und meinem Pyhton-Programm anzusteuern. Auf dem folgenden Bild ist der Roboter mit den beiden Motortreibern links im Heck des Roboters zu sehen.

Raspberry Pi Robot Mecanum Wheels

Raspberry Pi Robot Mecanum Wheels

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.

Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren
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Planen, bauen, programmieren. Programmierung und Elektronik spielerisch entdecken. Geeignet für Maker jeden Alters!
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Ferngesteuerte und autonome Modelle bauen; mit vollständiger Teile-Liste
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...

Steuerung Mecanum Raspberry Pi Roboter

Für die Steuerung habe ich zwei Python Programme geschrieben. Das erste übernimmt die Ansteuerung der beiden Motortreiber des Roboters. Das zweite Programm nimmt die Steuerbefehle des Anwenders entgegen für die Steuerung der Richtung und Geschwindigkeit des Roboter-Autos. Beide Programme zusammen ermöglichen das Steuern des Bots.

Schwierig ist die manuelle Steuerung für die Fälle wenn das Fahrzeug z. B. von einer Kurvenfahrt in eine seitliche Bewegung wechseln soll. Hier muss einmal der Mensch die Steuerung entsprechend ändern und die Software muss den Übergang von der Kurvenfahrt hin zu einer seitlichen weiterfahrt übernehmen. Das schöne ist aber das dazu keine Mechanik am Bot selber geändert werden muss sondern alles digital abgebildet werden kann.

Wer gerne mal einen Blick in das Programm werfen möchte kann es hier herunter laden.
Download: python_program_mecanum_robot

Video Mecanum Roboter

Das Video zeigt die ersten Versuche von mir das Fahrzeug auch seitwärts fahren zu lassen. Das ist gar nicht so einfach möglich wenn man die Steuerung mauell über eine Tastatur macht. Daher nicht wundern wenn das Ergebnis noch nicht perfekt aussieht.

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

Zusammenfassung

Die Mecanum Rädern sehen nicht nur besonders interessant aus, sie ermöglichen auch Fahrmanöver die mit normalen Rädern nicht möglich sind. Die Steuerung für den Roboter zu entwickeln war nicht ganz so einfach. Nach ein paar Überlegungen und wie die Steuerung am besten abgebildet werden kann ging es dann auch schon los. Jetzt nach ein paar Übungsrunden macht das fahren mit dem Roboter richtig Spaß.

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