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Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi - 2019

Für den Bau des Chassis des OpenBot Roboter Autos setze ich auf das 4WD Smart Car Chassis statt dem 3D Druck. Ich habe mich für diesen Weg entschieden da ich keinen 3D Drucker besitze und glaube, dass diese Lösung zum gleichen Ergebnis führt nur weniger kostet. Auch habe ich mit diesem Chassis schon sehr gute Erfahrungen gemacht und es immer wieder in verschiedenen Roboter Auto Projekten eingesetzt. Auch lassen sich diese Acryl Glas Platten sehr einfach auf Pappe übertragen. So erhält man dann schnell diese Trägerplatten aus Pappe und kann darauf wieder mit Pappe tolle Aufbauten setzen. Aber mehr dazu dann in diesem Beitrag und ja etwas Kreativität ist jetzt gefordert.
Das nachfolgende Bild zeigt zwei dieser Acryl Glas Platten, die Motoren mit Rädern, den Arduino Nano, den L298N Motortreiber, den Ultraschall Sensor sowie eine Tüte mit den Schrauben und Abstandhaltern die dem 4WD Chassis immer beiliegen. Weiter wird noch eine stabile Pappe von z. B. einer sauberen Gemüsekiste aus dem Supermarkt gebraucht.

OpenBot chassis build 4WD Smart Car

OpenBot chassis build 4WD Smart Car

4WD Chassis Zusammenbauen

Als erstes werden an die vier Motoren die Stromkabel angelötet. Etwas einfacher klappt es wenn man die Motoren aus dem gelben Gehäuse heraus nimmt. Dann verbrennt man nicht mit dem heißen Lötkolben das Plastik bzw. die Halteschlaufe des Getriebemotors mit der der Motor im Getriebe gehalten wird.

Nach dem die Kabel an die Motoren angelötet sind geht es weiter mit dem Zusammenbau. Die Schutzfolie auf dem Acryl Glas bekommt man recht gut entfernt wenn man diese erst mit heißer Luft aus einem Föhn erwärmt und dann abzieht. Anschließend werden die Motoren auf einer der Acryl Glas Platten mit den beiliegenden Halterungen befestigt. Der Motortreiber und der Arduino Nano lassen sich recht gut auf dem Acryl Gals mit z. B. Kabelbindern befestigen. Ich habe beide Komponenten später im Verlauf des Projektes auf einem Stück Pappe befestigt.

Das folgende Bild zeigt die montierten Motoren und den Arduino Nano befestigt auf einem Stück Pappe. Später habe ich Motortreiber und Arduino Nano zusammen auf einer Pappe befestigt die die gleiche Form wie die Acryl Glas Platte hat.

OpenBot chassis build DC gear motors and electronics

OpenBot chassis build DC gear motors and electronics

Das folgende Bild zeigt das bereits soweit verkabelte Roboter Auto mit den beiden Akku-Alternativen die ich erprobt hatte. Leider musste ich feststellen, dass der Betrieb des Roboter Autos mit der Power Bank nicht möglich war. Dennoch wollte ich das Bild aus einem weiteren Grund hier zeigen. Denn links auf der Acryl Glas Platte ist das Stück Pappe gut zu erkennen auf dem ich den Ultraschall Sensor und jetzt auch den Arduino Nano befestigt habe. Zentral in der Mitte habe ich aus einem Stück einer Lochstreifenplatine und passender Stiftleiste einen Stromverteiler für 5V gebaut und wieder auf einer Pappe befestigt. So habe Zugang zu einer 5V Quelle zentral im Roboter Auto. Der Motortreiber rechts wurde jetzt mit einem schwarzen Kabelbinder befestigt. Zuvor hatte ich auf der Rückseite die herausstehenden Lötpunkte flach abgefeilt um in der Höhe Platz zu gewinnen.

OpenBot chassis build electronics

OpenBot chassis build electronics

Das folgende Bild zeigt rechts einen Motortreiber mit den normalen heraus stehenden Lötpunkten und links zum Vergleich die von mir abgefeilte Version um Platz in der Höhe zu gewinnen.

OpenBot chassis build L298 H-Bridge modified

OpenBot chassis build L298 H-Bridge modified

Nach dem die elektronischen Komponenten bis auf die Sensoren für die Messung der Motorenumdrehungszahl montiert waren habe ich die zweite Acryl Glas Platte dazu verwendet um eine Kopie aus Pappe zu erstellen ohne den ganzen Löchern und Nuten. Diese habe ich dann mit den passenden Abstandhaltern auf dem Roboter Auto befestigt. Auf dieser wird dann der Batteriehalter sowie die Halterung für das Smartphone befestigt. Dazu kommen dann noch die beiden Halterungen für den Ein/Aus Schalter und das OLED Display.

Das folgende Bild zeigt einen Zwischenstand aber schon mit den schönen Radkästen aus einer Müsli Verpackung und dem Batteriehalter samt Ein/Aus Schalter.

OpenBot chassis build cardboard chassis

OpenBot chassis build cardboard chassis

Als nächstes habe ich mir dann die Halterung für mein Smartphone aus Pappe gebaut. Diese wird zwischen und auf den Radkästen befestigt. Das Smartphone wird in eine Art Tasche geschoben welche auf der Rückseite der Halterung mit einem Klettverschluss verschlossen werden kann.

Das Bild zeigt ganz gut den Aufbau der Halterung. Wichtig ist, dass die Knicke für die Pappe vor dem eigentlichen Knicken eingeprägt werden mit z. B. einem Geo-Dreieck.

OpenBot chassis build Smartphone holder

OpenBot chassis build Smartphone holder

Anschließend habe ich die Halterung vorne am Roboter Auto zwischen den beiden Radkästen befestigt. Das fertige Ergebnis sieht dann wie folgt aus.

OpenBot chassis build Smartphone holder mounted

OpenBot chassis build Smartphone holder mounted

Von hinten fotografiert sieht die Halterung für das Smartphone mit den Verstärkungen wie folgt aus. Die Verstärkungen habe ich montiert falls das Roboter Auto doch mal versuchen sollte z. B. unter ein Bett zu fahren oder an der Coach hängen bleibt.

OpenBot chassis build Smartphone holder back view

OpenBot chassis build Smartphone holder back view

Am Schluss habe ich noch die Halterung für das OLED Display neben dem Ein/Aus Schalter montiert und dann war das Chassis des Roboter Autos fertig aufgebaut. Das OLED Display ist so angeschlossen, dass ich die vier Kabel extra lang sind damit ich den oberen Teil des Chassis auch gut abnehmen und zur Seite legen kann. Für die Verlängerung habe ich vier Female-to-Female und vier Female-to-Male Jumper Kabel genommen die ich einfach zusammen gesteckt habe. Das folgende Bild zeigt noch die Halterung für das OLED Display.

OpenBot switch and OLED display

OpenBot switch and OLED display

Zusammenfassung

Mir macht es persönlich immer viel Freude aus Pappe ein Chassis aufzubauen. Wer das nicht möchte kann natürlich den 3D Druck des OpenBots verwenden. Während ich die Pappe Aufbauten gebaut habe kam ich nicht drum rum das Roboter Auto auch immer wieder fahren zu lassen um zu testen ob alles so funktioniert wie ich es mir vorgestellt habe. Damit das Roboter Auto auch fahren kann gehe ich im folgenden Beitrag auf die Verkabelung ein.


Artikel Übersicht OpenBot Roboter Auto:

OpenBot – Dein Smartphone wird zu einem autonomen Roboter Auto – Einleitung
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – benötigte Bauteile Teil 1-2
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – benötigte Bauteile Teil 2-2
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Chassis bauen
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Verkabelung
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Arduino Firmware aufspielen
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Android App und erster Probelauf
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Trainingsdaten aufzeichnen
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Trainingsumgebung einrichten
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – das neuronale Netz trainieren
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Android Studio und Smartphone einrichten
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – die eigene OpenBot Android App erstellen

Geplante Artikel in dieser Serie:

OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – OpenBot End-2-End Durchlauf
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