Buchempfehlung: Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi
Das Chassis kann aus vielen Materialien oder Verpackungen die sonst im Abfall landen aufgebaut werden. So habe ich gute Erfahrungen mit Chassis gemacht die aus Pappe ganz individuell aufgebaut werden. Hier ist allerdings die Arbeit mit Schere und Teppichmesser notwendig und daher kann es vielleicht bei Kindern zu Verletzungen kommen. Auch ist der Bau eines Chassis rein aus Pappe etwas Aufwändiger dafür aber kreativer als eine fertige Box aus z. B. Kunststoff wie eine Eisverpackung. Nachfolgend beschreibe ich den Bau des Chassis aus einer Eisverpackung da hier keine scharfen Messer zum Zuschneiden des Chassis benötigt werden. Weiter Vorteile einer Eisverpackung sind, diese sind günstig zu haben, stabil, aus Abfall entsteht noch etwas und groß genug um alle Komponenten des Roboter Autos unterbringen zu können. Auch lässt sich das dünne Plastik der Box einfach bearbeiten und bei Fehlern kann diese günstig ersetzt werden.
Das folgende Bild zeigt das Chassis des Roboter Autos aufgebaut aus einer Eiscremeverpackung.
ESP32-CAM robot chassis
Inhaltsverzeichnis
Motoren Befestigung
Die beiden Motoren werden links und rechts an den Außenseiten der Eisverpackung mit M3 Schrauben festgeschraubt. Wichtig dabei ist, dass die Anschlusskabel der Motoren jeweils in das Innere der Verpackung zeigen also nicht an der Außenseite des Chassis anliegen. Auch haben diese kleinen gelben Modellbaumotoren auf einer Seite einen kleinen Knubbel, der etwas heraus steht. Für diesen kleinen Knubbel muss ebenfalls ein Loch pro Seite in die Seitenwand des Chassis gebohrt werden. Denn der kleine Knubbel verleiht beim Befestigen der Motoren diesen zusätzlich an Stabilität.
Idealerweise werden die Motoren so am Chassis befestigt, dass diese so weit wie möglich nach vorne im Chassis Rücken also bis kurz vor die Rundung der Plastikbox.
ESP8266 NodeMCU robot car dc motor mount
Die Motoren selber werden dann jeweils mit zwei M3 Gewindeschrauben mit einer Länge von ca. 3cm am Gehäuse befestigt. Diese Schrauben sollten in jedem großen Baumarkt erhältlich sein.
ESP8266 NodeMCU robot car dc motor screws
Bevor jetzt die Löcher in das Chassis bzw. die Eisverpackung geschnitten bzw. gebohrt werden müssen diese ganz genau ausgemessen werden. Andernfalls klappt es nicht die Motoren richtig zu befestigen. Ideal ist es wenn vor dem Bohren der Löcher eine kleine Bohrschablone aus Papier erstellt wird. Mit dieser lassen sich einmal der richtige sitz der Löcher überprüfen und die Markierungen für die drei Löcher pro Motor können ganz einfach auf das Chassis übertragen werden.
Nach dem die Löcher in das Chassis mit einem 3,5mm Bohrer für die befestigungsschrauben gebohrt wurden und für diesen kleinen Knubbel mit einem 3,0mm Bohrer sollten sich die Motoren wie nachfolgend gezeigt am Chassis befestigen lassen. Bevor jetzt die Motoren festgeschraubt werden müssen noch an jedem Motor die Kabel angelötet werden.
Kabel an den Motoren anlöten
Dazu am besten die Befestigungsschlinge mit denen die Motoren im gelben Getriebe befestigt sind entfernen. Nach dem die Befestigungsschlinge entfernt ist kann der Motor ganz einfach aus dem Gehäuse gezogen werden. So beschädigt man sich mit dem heißen Lötkolben nicht das Plastik der Getriebebox.
Nach dem die Kabel angelötet sind werden die Motoren wieder in das Getriebe gesteckt und mit der Befestigungsschlinge befestigt. Anschließend werden die Motoren am Chassis befestigt.
Das folgende Bild zeigt das fertige Ergebnis.
ESP8266 NodeMCU robot car dc motor mount final
Hinweis: Auf den folgenden Bildern ist ein Ultraschall Sensor zu sehen. Dieser stammt noch aus einem Projekt in dem ein ESP8266 NodeMCU als Recheneinheit verbaut wurde. Eventuell wird der HC-SR04 Ultraschall Sensor auch noch in diesem Projekt mit dem ESP32-CAM eingesetzt.
ESP32-CAM mit Kamera befestigen
Die Kamera bzw. der ESP32-CAM wird vorne am Chassis idealerweise genau in der Mitte befestigt. Es gibt jetzt zwei Möglichkeiten das Modul zu befestigen.
Am Chassis selber:
Bei diesem Modul und Chassis bietet es sich an ein Loch in das Gehäuse zu bohren durch die die Kamera des ESP32-CAM Moduls gut hindurch gesteckt werden kann. Bei der Befestigung ist aber darauf zu achten, dass sich die Kamera leicht vom Gehäuse wieder lösen lässt. Denn möchte man den Komponententräger mit den einzelnen Komponenten aus dem Roboter Auto heraus nehmen sollte die Kamera nicht fest mit dem Gehäuse verbunden sein. Denn dann ist der Ausbau eher schwierig da alle Kabel gelöst werden müssen oder eben nicht mehr möglich.
Am Komponententräger direkt:
Ich habe mich für die Lösung entschieden das ESP32-CAM Modul am Komponententräger zu befestigen. So kann ich diesen leicht aus dem Gehäuse heraus nehmen ohne Gefahr laufen zu müssen das Flachbandkabel der Kamera zu beschädigen oder viele Kabel lösen zu müssen.
ESP32-CAM chassis mount
Elektronische Komponenten befestigen
Die übrigen elektronischen Komponenten werden auf einem Stück Pappe dem sogenannten Komponententräger befestigt. Dieser Komponententräger liegt auf den beiden Motoren auf und passt genau in das Innere des Chassis. An der Rückseite des Chassis muss eventuell noch ein Stück Pappe am Chassis eingeklebt werden das den Komponententräger an einem 3. Punkt stützt. Diese Pappe hat die Höhe der Elektromotoren. So kippt bzw. wippt der Komponententräger nicht im Chassis sondern liegt auf drei Punkten sicher auf.
Jetzt können alle elektronischen Komponenten auf dem Komponententräger befestigt werden. Zu diesen Komponenten die auf der Pappe befestigt werden gehören einmal der Motortreiber, der Servo Kontroller und der I2C Hub.
Fertig aufgebaut sieht der Elektronikträger im Chassis jetzt wie folgt aus.
ESP32-CAM robot electronic components
Zusammenfassung
Der Aufbau des Chassis ist jetzt mit viel Kreativität und hoffentlich Freude am Basteln geschafft und alle Komponenten haben ihren Platz im Chassis gefunden. Sicher war das Bohren der Löcher je nach Art des Chassis für die Befestigung der Motoren und eventuell für den Ultraschall Sensors der etwas aufwändigere Teil in diesem Abschnitt. Die Befestigung der elektronischen Komponenten auf der Pappe sollte aber wieder einfacherer von der Hand gegangen sein.
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My name is Ingmar and I build Raspberry Pi robots in my sparetime. I wrote a book about Raspberry Pi robots 2016 which is available in German. I am interested in all kinds of electronic projects like differential GPS, machine learning or robotics.
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