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Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi - 2019

Ich gehe in diesem Abschnitt näher auf die Bauteile und deren Beschaffung ein die für das Roboter Auto benötigt werden. Da ich mich mit dieser Artikelserie an Lehrer wenden möchte die einen günstigen Roboter mit Ihren Schülern bauen möchten ist alles auf niedrige Kosten pro Modell hin optimiert. Ich gehe dabei davon aus, dass solch ein Projekt länger geplant wird und die Zeit für die Beschaffung der Bauteile eine Nebenrolle spielt. Daher werden alle Bauteile in China direkt beschafft und wenn möglich in Gebinden von 10 bis 20 Bauteile da so der Preis noch einmal deutlich sinkt. Bei der Beschaffung ist darauf zu achten, dass die Lieferzeit meistens zwischen 3 bis 6 Wochen beträgt. Ich persönlich habe nie schlechte Erfahrungen gemacht und von ca. 50 Bestellungen kam 1 nicht an. Meistens habe ich dann von Ali Express das Geld auch wieder zurück erhalten.

Hinweis: Bei der Beschaffung gilt bis 1. Januar 2021, dass die einzelne Bestellung nicht den Wert von 22,-€ überschreiten sollte. Liegt der Wert der Bestellung unter der Marke von 22,- € so ist diese aktuell noch von der Behandlung durch den Zoll und somit auch von der Mehrwertsteuer befreit. Ab dem 1. Januar 2021 werden alle Bestellungen verzollt und es fällt zusätzlich noch die Mehrwertsteuer an.

Im folgenden Abschnitt gehe ich auf die Bauteile ein die notwendig sind für den Bau des Roboter Autos. Ich habe hier ausschließlich Amazon Links verlinkt da ich Probleme hatte die Ali Express links einzufügen.

Hier geht es aber zumindest auf die Ali Express Web-Seite: Ali Express

Roboter Auto Bauteile

Die jetzt folgende Aufstellung listet alle notwendigen Bauteile für das Roboter Auto auf damit dieses selbständig durch die Wohnung fahren kann. Auch ist es möglich mit diesen Bauteilen eine Steuerung via Oberfläche auf dem Smartphone über das WLAN des Roboter Autos zu realisieren.

Hinweis: Die Power Bank wurde nicht mit in die Liste der Bauteile aufgenommen da ich davon ausgehe, dass die Schüler meistens solch eine Power Bank zuhause bereits haben. Allerdings werde ich in einem extra Beitrag auf eine alternative Stromversorgung eingehen die günstiger in der Beschaffung ist als eine Power Bank.

Chassis

Es gibt natürlich viele tolle Chassis für Roboter Autos die aber alle wieder Geld kosten. Da wir aber selber basteln möchten und das so günstig wie möglich kommt eine nicht mehr benötigte Eisverpackung als Chassis zum Einsatz. Diese bietet ausreichend Platz für die Elektronik und die Beschaffung der Kunststoffverpackung bereitet auch noch Freude.

ESP8266 NodeMCU - robot car chassis

ESP8266 NodeMCU – robot car chassis

ESP8266 NodeMCU Entwicklerboard

Dieses kleine Board wurde jetzt schon mehrfach genannt und ganz grob beschrieben. Es ist quasi das Gehirn des Roboter Autos und der Computer der alles Steuert.

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PCA9685 Servo Kontroller

Der Servo Kontroller wird im Roboter Auto benötigt um über einen Motortreiber die beiden Getriebemotoren zu steuern. Ein Servo Motor ist erst einmal nicht verbaut könnte aber über den Servo Kontroller angesteuert werden. So wäre es z. B. möglich den Ultraschall Sensor um 180° zu drehen um so die Umgebung vor und seitlich vom Roboter Auto abzutasten.

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Motortreiber

Da die beiden Getriebemotoren nicht direkt an dem ESP8266 NodeMCU angeschlossen werden können wird ein Motortreiber benötigt der die hohen Ströme die benötigt werden für den Betriebe der Motoren bereitstelle.

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Ultraschall Sensor

Damit dass Roboter Auto auf seine Umgebung reagieren kann braucht dieses einen Sensor. Klassisch für die Entfernungsmessung sind Ultraschall Sensoren. Da diese günstig sind und zuverlässig funktionieren wird solch ein Ultraschall Sensor im Roboter Auto verbaut.

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Getriebemotoren

Die Getriebemotoren sorgen für den Vortrieb des Roboter Autos und auch für die Lenkung. Dabei lenkt das Roboter Auto wie ein Kettenfahrzeug durch drehen der Räder mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder durch gegenläufiges drehen der Motoren. So kann der Roboter auf der Stelle drehen.

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Kabel

Damit alle elektronischen Komponenten untereinander verkabelt werden können werden für die logische Verkabelung Jumper Kabel benötigt. Diese sogenannten Female-to-Female Jumper Kabel können durch einfaches stecken verbaut werden. Weiter wird noch ein klassisches zwei Adriges Kabel (eine rote und schwarze Ader) benötigt um die Motoren am Motortreiber anschließen zu können.

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USB-Kabel

Für die Programmierung und Stromversorgung werden noch zwei USB Kabel benötigt. Ein micro-USB Kabel um den NodeMCU am PC / Laptop anschließen zu können. Ein altes USB Kabel das abgeschnitten werden kann um den Motortreiber mit Strom zu versorgen. Solch ein altes USB Kabel bekommt man meistens umsonst auf z. B. dem örtlichen Wertstoffhof im Elektroschrott.

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Zusammenfassung

Mit diesen Komponenten kann das in dieser Artikelserie beschriebene Roboter Auto aufgebaut werden. Natürlich gibt es eine Vielzahl an Kombinationen die möglich sind vom Chassis bis hin zu der Elektronik. Daher ist die Anleitung als ein Art roter Faden zu verstehen die die Grundlagen und das nötige Wissen vermittelt aber individuell je nach Erfahrung umgesetzt werden kann.


Artikel Übersicht ESP8266 NodeMCU Roboter Auto:

Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Einleitung
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Stromversorgung
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Bauteile
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Chassis
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Verkabelung Teil 1
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Verkabelung Teil 2
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Arduino Entwicklungsumgebung einrichten
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Ultraschall Sensor und Motorensteuerung
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – WIFI Fernsteuerung
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Servo Motor Steuerung
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – OLED Display
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Magnetometer
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – GPS Empfänger Einführung

Artikel Ausblick:

Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Gyroskop
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – GPS Wegpunkte
Roboter bauen mit dem ESP8266 Entwicklungsboard – Solarzelle
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