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Insektenroboter

Warum einen vierbeinigen Insektenroboter?

Meinen ersten Roboter habe ich nach der Anleitung aus dem „Make Magazine March 2011“ gebaut. Dort ist von der Liste der Werkzeuge, der Teile, der Bauanleitung und dem Programm für den Arduino Mikrokontroller alles ganz genau beschrieben. Es sollte unbedingt ein Roboter mit Beinen sein, der richtig laufen kann. Also wurde der kleine Insektenroboter sofort als Projekt angenommen :-) Dieser Roboter sieht nicht gerade hübsch aus aber erfüllt seinen Zweck. Mir kam es darauf an, die ersten Schritte anhand der Beschreibung nachvollziehen zu können und ein funktionierendes Ergebnis zu erhalten. Da dieser Bot 1) sowieso wieder demontiert wird, ist das Thema Aussehen hier nicht weiter beachtet worden. Es sei jedoch jeden frei gestellt, seiner Kreativität freien Lauf zu lassen, den Roboter zu modifizieren, den Programmcode zu ändern, um seinen eigenen kleinen Läufer zu bauen.

Weiterhin möchte ich sagen, dass dies alles sehr ansteckend ist und man schnell noch mehr will, so sind zur Zeit noch einige kleine Anfängerprojekte in Arbeit, die mich mit der Programmierung des Arduino vertraut machen sollen.

Benötigte Teile und Werkzeug

Wie geht es nun los? Ok die Anleitung von Oreilly Make Arduino Bots and Gadgets March 2011 ist ausführlich geschrieben und man kann den kleinen Läufer schnell zusammen bauen und programmieren.

Los geht es!

Zuerst brauchen wir die Bauteile:

  • 2x HS-422 Servos (jeder andere preiswerte Modellbauservo wird den Zweck ebenfalls erfüllen)
  • 1x Arduino Duemilanove oder ein anderer kompatibler Microprozessor
  • 1x Sensor-Shield (optional)
  • 1x Ping))) Ultra Sound Sensor (oder vergleichbares Modell)
  • 1x 9V Blockbatterie
  • 1x Kleiderbügel aus Metall
  • diverse Kabel, Kabelbinder, Klettband, Isolierband und eine leere DVD-Hülle

Nach dem Zusammenbau benötigte Software:

Die Programmieroberfläche kann man kostenlos auf der Arduino-Webseite herunterladen. Damit wird dann später das Programm geschrieben und zum Arduino Mikrokontroller hochgeladen.

Das Programm für die Bewegungsabläufe der zwei Beinpaare und die Ultraschall-Hinderniserkennung kann hier herunter geladen werden: Programm für Insektenroboter (Rechts auf den Link klicken und „Ziel speichern unter…“ auswählen). Nach dem Herunterladen muss díe ZIP-Datei nur noch entpackt werden und ist bereit für das laden.

Zusammenbau des Insektenroboters

Zuerst muss an einem Servo die Halterung entfernt werden. Das kann mit einem scharfen Messer oder einer Säge gemacht werden, damit eine Seite des Servos glatt an den anderen Servo anliegen kann. Ist das geschafft wird auf die soeben hergestellte glatte Fläche doppelseitiges Klebeband oder Klettband geklebt. Der andere Servo bekommt das Gegenstück des Klettbandes anhand der Abbildung aufgeklebt. Zur Sicherheit wird die ganze Baugruppe nun noch mit zwei Kabelbindern zusammengehalten. Der Vorteil einer solchen Verbindung ist, dass man sie wieder lösen kann, ohne den Servo zu beschädigen.

Nun wird aus dem Kleiderbügel ein 28cm langes und ein 25cm langes Stück herausgeschnitten. Das kann mit einer kräftigen Kombizange geschehen. Die beiden Stücke werden etwas begradigt. Aus dem 28cm langen Stück wird das Paar Vorderbeine gebogen und das 25cm lange Stück Kleiderbügeldraht wird das Paar Hinterbeine (siehe Foto – Vorderbeine oben, Hinterbeine unten)

Als Befestigung der Beine an den Servos habe ich mich für Kabelbinder entschlossen. Das geht schnell, kann wieder entfernt werden und hält mit Sicherheit.

Soweit so gut, nun kommen wir zur Halterung für die Ultraschallsensoren. Dafür zerschnitt ich eine DVD-Hülle, um die Löcher für die Sensoren hinein zu schneiden und diese Halterung mit 2 Schrauben an den vorderen Servo zu befestigen.

An der Hinterseite habe ich für eine bessere Griffigkeit der Schrauben noch etwas von dem Plastik gegen gesetzt. Auf dem „Rücken“ der Servos wird nun eine weitere Plastikplatte aus der DVD-Hülle mit Klettband befestigt. Diese wird dann das Arduino-Board halten. Wenn dies alles geschafft ist werden alle Kabel mit den richtigen Anschlüssen verbunden. Achtung, bitte noch nicht die Batterie anschließen, dazu kommen wir später noch.

Programm für Bewegungsabläufe eingeben

Sind alle Kabel angeschlossen kann der Code in der Programmieroberfläche eingeben werden. Ich rate dazu, den Code NICHT zu kopieren sondern wirklich abzutippen, so lernt man schneller die Eigenheiten der Programmiersprache kennen. Wenn der Code eingetippt wurde und das Programm seine Korrektheit bestätigt hat kann man den Arduino nun über das USB-Kabel an den Computer anschließen und das Programm hochladen.

Achtung, der USB-Anschluss wird wahrscheinlich nicht genügend Strom zur Verfügung stellen, um den Arduino UND die Servos anzutreiben. Trotzdem beim Hochladen den Insektenroboter bitte in die Hand nehmen, damit die Beine frei beweglich sind. Falls alles korrekt verkabelt, das Programm fehlerfrei und die Leistung am USB-Anschluss ausreicht, sollte der kleine Roboter nun die Beine bewegen.

Nun ist der Moment gekommen ihn auch laufen zu lassen. Dazu wird das USB-Kabel wieder abgezogen und als Stromversorgung die 9V-Batterie am Hinterteil des hinteren Servos auch wieder mit Klettband befestigt. Der Stecker muss nun nur noch in die Stromversorgungsbuchse des Arduino gesteckt werden und schon kann es los gehen.

Eventuell muss an den Beinen noch etwas gebogen werden, damit die Schritte sicherer werden und auch gut koordiniert sind oder/und an der Programmierung einige Feinheiten verändert werden, wie z.B. der Winkel der Servoaussteuerung, um z.B. die Vorderbeine etwas höher anzuheben.

Alles in allem ist dies ein Anfängerprojekt für Roboter-Konstrukteure der allerdings schon etwas Modellbauerfahrung haben, denn wie man lesen kann habe ich nicht erklärt wie man z.B. eine Säge benutzt, um die Halterung am Servo anzutrennen.

1) Bot ist die Kurzform für Roboter und wird im englischen Sprachgebrauch häufig benutzt
insektenroboter.txt · Zuletzt geändert: 2013/11/09 03:50 von lumi