Buchempfehlung:
Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi - 2019

Mit diesem Beitrag beginnt eine Artikelserie die den Bau eines kleinen Roboter Autos mit live Videobildübertragung Schritt für Schritt beschreibt. Denn mich begeistert das Thema der Roboter und vor allem fahrende Roboter sehr. Die Idee ist es das hier beschriebene Roboter Auto so günstig wie möglich zu machen. Ich hoffe daher mit meiner ausführlichen Anleitung und den gewählten Bauteilen für ein günstiges Modell eine große Zielgruppe zu erreichen. Ich möchte euch daher meine Idee für ein Roboter Modell vorstellen welches einen ESP32-CAM, also einen kleinen Computer mit Kamera und W-LAN verwendet. Mit dem sogenannten ESP32-CAM ist es möglich für ca. 5,- Euro ein live Videobild, also die Sicht aus dem Roboter Auto heraus, über eine W-LAN Verbindung zu übertragen. Denn der kleine ESP32-CAM verfügt über ein WIFI- und Bluetooth- Modul und so kann das Videobild dank der beiliegenden zusätzlichen Antenne auch über größere Entfernungen an ein Smartphone oder Laptop senden.

Daher richtet sich auch diese Artikelserie wieder an Lehrer und Schüler die gerne selber einen Roboter bauen möchten. Aber natürlich sind auch alle anderen die das Thema Robotik interessant finden herzlich eingeladen sich selber anhand dieser Bauanleitung kleine Roboter zu bauen.

ESP32-CAM chassis ready

ESP32-CAM chassis ready

Notwendigen Komponenten für den ESP32-CAM Roboter

Ich versuche bei dieser Anleitung sehr günstige Komponenten zu verwenden um so vielen Interessierten wie möglich den Einstieg in die Welt der kleinen Roboter mit dem ESP32-Cam Modul zu ermöglichen. Günstig in diesem Fall bedeutet, dass die Bauteile so ausgesucht wurden, dass wenn diese in China direkt bestellt werden die Kosten sich auf ca. 15,- Euro belaufen. Bei diesen 15,- Euro erfolgt die Stromversorgung über ganz einfache Mignon Batterien. Allerdings würde ich immer eine Power Bank empfehlen die aber deutlich teurer ist als die beabsichtigten 15,- Euro.

Hinweis: Werden die Bauteile in Deutschland z. B. über Amazon bezogen geht das natürlich meistens viel schneller wenn der Versand auch wirklich aus Europa heraus erfolgt aber dann auch zu einem deutlich höheren Preis.

Es folgt hier die Amazon Affiliate Bestellübersicht. Ich persönlich kaufe häufig bei Ali-Express in China direkt ein.

Bei dem folgenden ESP32-CAM Modul ist auch gleich ein FT232RL Adapter ein sogenannter USB zu TTL Serial Adapter mit dabei. Dieser wird benötigt damit das ESP32-CAM Modul am PC  für die Programmierung angeschlossen werden kann. Ohne solch einem Adapter ist es nicht möglich die notwendigen Programme auf das ESP32-CAM Modul aufzuspielen.

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Mit dem jetzt folgenden Motor Treiber habe ich sehr gute Erfahrungen gemacht und diesen schon in einer Vielzahl von Robotern mit z. B. Raspberry Pi oder ESP8266 NodeMCU Robotern verbaut. Er ist ideal da er über die LEDs den Schaltzustand der H-Brücke schön anzeigt und so Fehler in der Programmierung schnell gefunden werden können.

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Hier wieder die kleinen gelben Motor die benötigt werden um den Roboter anzutreiben. Für das Modell das ich in dieser kleinen Serie beschreibe reichen zwei Motoren aus.

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Damit der Motor Treiber angesteuert werden kann wird noch ein Servo Kontroller benötigt. Hier empfehle ich immer den Servo Kontroller mit PCA9685 Chip da es für diesen tolle Bibliotheken von Adafruit gibt.

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Die folgenden Komponenten werden benötigt wenn keine Power Bank zum Einsatz kommt.

Wird keine Power Bank eingesetzt dann wird noch dieser Step-Down Konverter mit zwei USB Anschlüssen benötigt. Dieser macht aus einer Spannung von ca. 7,2V dann die notwendigen 5V um die Elektronik im Roboter Auto betreiben zu können.

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Für das Roboter Auto wird einer dieser Batteriehalter mit sechs Mignon Batterien benötigt. Die sechs Batterien versorgen dann das Roboter Auto mit einer ausreichend hohen Spannung um die 5V Stromversrogung über den oben aufgeführten Step-Down Konverter zu ermöglichen.

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Kabel & Co

Weiter werden noch Jumper Kabel benötigt falls nicht bereits vorhanden oder bei dem ESP32-CAM Paket dabei. Auch sehr gut bewährt hat sich ein USB Kabel das abgeschnitten werden kann von z. B. einer alten Tastatur. Eine gute Quelle für solche alten USB Kabel die abgeschnitten werden können ist z. B. der lokale Wertstoffhof und dort der Container für den Elektronikschrott. Dieses abgeschnittene USB Kabel wird gebraucht um die Stromversorgung des Motortreibers und je nach Aufbau auch des ESP32-CAM herstellen zu können.

Wenn alle Bauteile vorhanden sind kann es weiter gehen.

Zusammenfassung

Mit dieser Artikelserie soll ein kleiner Roboter entstehen, der ferngesteuert wird und ein live Video Bild überträgt. Wenn das Grundprinzip wie solch ein Roboter aufgebaut und programmiert wird verstanden ist dann sind viele weitere Roboter oder ähnliche Anwendungen möglich. So habe ich mit einem bekannten darüber gesprochen wie eine Klappe mit Videoüberwachung für den Hühnerstall umgesetzt werden könnte. Wichtig ist sich zunächst einmal mit der Welt der Elektronik vertraut zu machen und der notwendigen Programmierumgebung. Genau für diese Themenbereiche möchte ich hier eine kurze Anleitung gegeben.

Im nächsten Beitrag wird die Entwicklungsumgebung eingerichtet, so dass das ESP32-CAM Modul programmiert werden kann.


Artikel Übersicht ESP32-CAM Roboter Auto:

ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen - Projekt Start
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen - Entwicklungsumgebung einrichten
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen - USB-Serial Adapter Verkabelung
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen - Live Video Streaming Software aufspielen
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen - Baue Dein Chassis
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen – Verkabelung allgemein
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen – Verkabelung des I²C Hubs
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen – Roboter Auto Beispielprogramme
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen – WIFI Fernsteuerung programmieren
ESP32-CAM Roboter Auto mit live Video Stream selber bauen – externe WIFI antenne anschließen

Meine persönliche Buchempfehlung:

Für alle die noch mehr Vorhaben mit ihrem Arduino oder Arduino Klonen wie dem ESP-32 Cam Modul kann ich das Buch "Arduino: Das umfassende Handbuch" von Dr. Claus Kühnel empfehlen. Es erklärt sehr viel im Bereich der Elektronik mit wirklich gutem Hintergrundwissen und vielen Details zu Sensoren, LEDs, Displays etc. die einem davor schützen unzählige Fehler zu machen. So spart man sich viel Frust, Zeit und Geld für neue Bauteile. Daher ist dieses Buch das ideale Nachschlagewerk für Einsteiger sowie erfahrene Bastler die gerne in einem Buch nachschlagen und auf Qualität setzen.
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