FtDuino/Robotics: Unterschied zwischen den Versionen
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{{DISPLAYTITLE:<strong style=color:red>f</strong><strong style=color:blue>t</strong><strong style=color:darkcyan>Duino</strong>/Robotics }}Spannender als die ersten kleinen Automaten sind natürlich fahrende Roboter, die selbständig Aufgaben erledigen können. | {{DISPLAYTITLE:<strong style=color:red>f</strong><strong style=color:blue>t</strong><strong style=color:darkcyan>Duino</strong>/Robotics }}Spannender als die ersten kleinen Automaten aus dem [[FtDuino/Programmieren_in_C%2B%2B|letzten Kapitel]] sind natürlich fahrende Roboter, die selbständig Aufgaben erledigen können.<ref>Ziel ist es, am 12. Mai 2022 mit unseren ft-Robotern am Robotik-Wettbewerb der mittelfränkischen Realschulen teilzunehmen. Dort gibt es zwei Kategorien: | ||
* [http://www.robotik-bayern.de/kategorien/einsteiger.htm Delivery-Bot II] (Einsteiger) | |||
* [http://www.robotik-bayern.de/kategorien/fortgeschrittene.htm Pickup & Return-Robot II] (Fortgeschrittene)</ref> | |||
== Roboterauto == | |||
=== Vorüberlegungen === | |||
Wir verwenden Roboter, die dem [https://www.fischertechnik.de/de-de/service/elearning/spielen/txt-discovery-set TXT Discovery] und TX Explorer ähneln. Da der Arduino keinen USB-Anschluss für die USB-Kamera hat, verwenden wir den Ultraschallentfernungsmesser 133009 und den IR-Spur-Sensor 128598 von Fischertechnik, die im ausgelaufenen ROBO TX Explorer zu finden waren und sich auch nachkaufen lassen. | |||
{{Box|Tipp an Lehrer und Schüler!|So attraktiv es scheinen mag, den Anleitungen der Baukästen zu folgen, kommt man schneller zum Ziel, wenn man sich anfangs auf das Nötigste beschränkt und die Modelle etwas kleiner baut. |Kurzinfo}} | |||
* [ | {{Aufgabe|# Baue einen Roboter, dessen Räder / Raupen jeweils über einen Motor angetrieben werden. | ||
# Lasse beide Motoren mit gleicher Geschwindigkeit fahren. | |||
# Beobachte und beschreibe den gefahrenen Weg. | |||
#* Erkläre, was die möglichen Ursachen dafür sein können.}} | |||
{{Lösung versteckt|Der Roboter beginnt nach einer Weile in eine Richtung zu steuern und weicht immer mehr von der gedachten Gerade ab. | |||
Mögliche Gründe können … | |||
* unterschiedliche Motorstärken | |||
* feste Achsen | |||
* verklemmte Zahnräder | |||
sein. | |||
Dies ist aber nichts, was uns Sorgen machen muss - schließlich wollen wir den Robotern so programmieren, dass er sich immer korrigiert.}} | |||
=== Programmierung === | |||
Anders als im letzten Kapitel verwenden wir nun einen Motor-Ausgang. Mit ihm kann man 3 Parameter übergeben: | |||
# Nummer des Ausgangs (M1-M8) | |||
# Drehrichtung des Motors (Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn) | |||
# Stärke (in Prozent) | |||
[[Datei:FtDuino-Motor-Sketch-1.png|817px|alt=Sketch, der 2 Motoren steuert]] | |||
Mit einem Klick auf die grüne Flagge werden beide Motoren für 5s angeschaltet. | |||
Nach einer Sekunde Wartezeit werden beide Motoren wieder für 1s angeschaltet; bei Motor 2 wird aber eine andere Drehrichtung angegeben. | |||
== Buggy == | |||
Unser erstes „richtiges“ Modell soll ein '''''Bumper Car''''' (engl. für Autoscooter) sein. Bereits im [[FtDuino/Programmieren_in_C%2B%2B|letzten Kapitel]] hatten wir einen Taster verwendet. Diesen können wir auch als Kollisions-Sensor verwenden, der „merkt“, wenn das Auto gegen etwas fährt. Eine gute Bauanleitung gibt es im Buch „fischertechnik-Roboter mit Arduino“ auf Seite 54.<ref>fischertechnik-Roboter mit Arduino<br>von Dirk Fox, Thomas Püttmann; dpunkt-Verlag ISBN: 978-386490-426-4</ref><ref>(ftcommunity.de) [https://forum.ftcommunity.de/viewtopic.php?f=34&t=7413#p57251 Bumper aus Early Coding]</ref> | |||
== Line Follower == | |||
Ein Linienfolger (engl. ''Line Follower'') wertet kontinuierlich einen Helligkeitssensor aus, um einer schwarzen Linie zu folgen. Der Sensor wird mit seinen gelben und blauen Kabeln an zwei beliebige der Eingänge I1 bis I8 angeschlossen. Zusätzlich erfolgt über die roten und grünen Kabel die Spannungsversorgung durch den ftDuino. | |||
{{Aufgabe|#Lies das Kapitel im Manual. | {{Aufgabe|#Lies das Kapitel [https://harbaum.github.io/ftduino/www/manual/modelle.html#7.3 7.3 ROBOTICS TXT Explorer: Linienfolger] im ftDuino-Manual. | ||
# Überlege, wie man den notwendigen Algorithmus in Pseudocode formulieren würde. | # Überlege, wie man den notwendigen Algorithmus in Pseudocode formulieren würde. | ||
# Schreibe einen Sketch in Scratch.}} | # Schreibe einen Sketch in Scratch.}} | ||
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https://forum.makeblock.com/t/line-follower-in-scratch/882/7 | |||
muss angepasst werden | muss angepasst werden | ||
== Hinderniserkennung == | |||
Zusätzlich muss unser Roboter ein Hindernis (10x10cm großer Holzklotz) erkennen und ihm ausweichen. Dabei soll er das Hindernis umfahren (Nein: nicht '''um'''fahren, sonder '''drumherum'''fahren) und dann die Spur wiederfinden und dieser wieder folgen. | |||
Hier verwenden wir den Abstands-Sensor. Ein Abstandssensor ist ein technisches Bauteil, das in der Lage ist, den Abstand zwischen sich und einem Objekt zu messen. Abstandssensoren arbeiten mit Licht, Infrarotstrahlung, Radiowellen, oder Ultraschall und verwenden unterschiedliche Messmethoden. Schall breitet sich als Welle aus. Ein Echo wird zur Ultraschallquelle reflektiert, welches nun als Signal wieder gefangen und ausgewertet wird. Die Zeitdifferenz zwischen Aussenden und Empfangen des Signals gibt Aufschluss über die Distanz zwischen Hindernis und Sensor. Die Reichweite des Sensors beträgt bis zu 4 m. Der ausgegebene Zahlenwert entspricht dem Abstand in Zentimeter. | |||
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== Weblinks == | |||
<references/> | |||
Aktuelle Version vom 1. November 2022, 08:31 Uhr
Spannender als die ersten kleinen Automaten aus dem letzten Kapitel sind natürlich fahrende Roboter, die selbständig Aufgaben erledigen können.[1]
Roboterauto
Vorüberlegungen
Wir verwenden Roboter, die dem TXT Discovery und TX Explorer ähneln. Da der Arduino keinen USB-Anschluss für die USB-Kamera hat, verwenden wir den Ultraschallentfernungsmesser 133009 und den IR-Spur-Sensor 128598 von Fischertechnik, die im ausgelaufenen ROBO TX Explorer zu finden waren und sich auch nachkaufen lassen.
- Baue einen Roboter, dessen Räder / Raupen jeweils über einen Motor angetrieben werden.
- Lasse beide Motoren mit gleicher Geschwindigkeit fahren.
- Beobachte und beschreibe den gefahrenen Weg.
- Erkläre, was die möglichen Ursachen dafür sein können.
Der Roboter beginnt nach einer Weile in eine Richtung zu steuern und weicht immer mehr von der gedachten Gerade ab.
Mögliche Gründe können …
- unterschiedliche Motorstärken
- feste Achsen
- verklemmte Zahnräder
sein.
Dies ist aber nichts, was uns Sorgen machen muss - schließlich wollen wir den Robotern so programmieren, dass er sich immer korrigiert.Programmierung
Anders als im letzten Kapitel verwenden wir nun einen Motor-Ausgang. Mit ihm kann man 3 Parameter übergeben:
- Nummer des Ausgangs (M1-M8)
- Drehrichtung des Motors (Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn)
- Stärke (in Prozent)
Mit einem Klick auf die grüne Flagge werden beide Motoren für 5s angeschaltet.
Nach einer Sekunde Wartezeit werden beide Motoren wieder für 1s angeschaltet; bei Motor 2 wird aber eine andere Drehrichtung angegeben.
Buggy
Unser erstes „richtiges“ Modell soll ein Bumper Car (engl. für Autoscooter) sein. Bereits im letzten Kapitel hatten wir einen Taster verwendet. Diesen können wir auch als Kollisions-Sensor verwenden, der „merkt“, wenn das Auto gegen etwas fährt. Eine gute Bauanleitung gibt es im Buch „fischertechnik-Roboter mit Arduino“ auf Seite 54.[2][3]
Line Follower
Ein Linienfolger (engl. Line Follower) wertet kontinuierlich einen Helligkeitssensor aus, um einer schwarzen Linie zu folgen. Der Sensor wird mit seinen gelben und blauen Kabeln an zwei beliebige der Eingänge I1 bis I8 angeschlossen. Zusätzlich erfolgt über die roten und grünen Kabel die Spannungsversorgung durch den ftDuino.
- Lies das Kapitel 7.3 ROBOTICS TXT Explorer: Linienfolger im ftDuino-Manual.
- Überlege, wie man den notwendigen Algorithmus in Pseudocode formulieren würde.
- Schreibe einen Sketch in Scratch.
https://forum.makeblock.com/t/line-follower-in-scratch/882/7
muss angepasst werden
Hinderniserkennung
Zusätzlich muss unser Roboter ein Hindernis (10x10cm großer Holzklotz) erkennen und ihm ausweichen. Dabei soll er das Hindernis umfahren (Nein: nicht umfahren, sonder drumherumfahren) und dann die Spur wiederfinden und dieser wieder folgen.
Hier verwenden wir den Abstands-Sensor. Ein Abstandssensor ist ein technisches Bauteil, das in der Lage ist, den Abstand zwischen sich und einem Objekt zu messen. Abstandssensoren arbeiten mit Licht, Infrarotstrahlung, Radiowellen, oder Ultraschall und verwenden unterschiedliche Messmethoden. Schall breitet sich als Welle aus. Ein Echo wird zur Ultraschallquelle reflektiert, welches nun als Signal wieder gefangen und ausgewertet wird. Die Zeitdifferenz zwischen Aussenden und Empfangen des Signals gibt Aufschluss über die Distanz zwischen Hindernis und Sensor. Die Reichweite des Sensors beträgt bis zu 4 m. Der ausgegebene Zahlenwert entspricht dem Abstand in Zentimeter.
- Einrichten
- Erste Schritte mit Scratch
- Ampel
- Händetrockner
- Roboter
- Programmieren in C++ (wie die Profis)
- Robotics
- Sonstiges
- Aufbewahrung
- Projekte nur mit fischertechnik
Weblinks
- ↑ Ziel ist es, am 12. Mai 2022 mit unseren ft-Robotern am Robotik-Wettbewerb der mittelfränkischen Realschulen teilzunehmen. Dort gibt es zwei Kategorien:
- Delivery-Bot II (Einsteiger)
- Pickup & Return-Robot II (Fortgeschrittene)
- ↑ fischertechnik-Roboter mit Arduino
von Dirk Fox, Thomas Püttmann; dpunkt-Verlag ISBN: 978-386490-426-4 - ↑ (ftcommunity.de) Bumper aus Early Coding
