Roboter selbst bauen?

Dieses Thema Roboter selbst bauen? im Forum "Plauderecke" wurde erstellt von Jack159, 8. Juli 2012.

Thema: Roboter selbst bauen? Hallo, Neben der normalen programmierung am Rechner intressiere ich mich ziemlich für programmierbare Roboter. Es...

  1. Hallo,

    Neben der normalen programmierung am Rechner intressiere ich mich ziemlich für programmierbare Roboter. Es gibt zwar viele fertig-Roboter zum Kauf (z.b. Asuro usw.), allerdings würden mich solche fertig-Roboter irgendwie nicht besonders reizen.

    Ich würde gerne lernen, wie man selber einen Roboter entwickelt/baut. Die einzelnen Bauteile würde ich mir natürlich zusammenkaufen, je nach Bedarf (Lichtsensor, Ultraschallsensor, Räder usw), und alles entsprechend zusammenbauen.

    Also angefangen mit sämtlichen einzelnen Bauteilen vor mir bis hin zum fertig zusammen gebauten und programmierbaren Roboter.

    Leider besitze ich in dieser Richtung 0 Kentnisse.
    Daher meine Frage: Gibts hier jemanden, der auf dem Gebiet Erfahrung hat und sagen kann, wie schwer das ganze ist? Ist das ganze mit einem "Roboter selbst bauen"-Buch machbar?
    Mein Ziel ist es, dass ich einen Plan für einen Roboter habe, der z.b. 6 Räder hat, 2 Arme, Lichtsensor usw usw., mir die einzelnen Bauteile zusammenkaufe, dann alles zusammenbaue/löte und anschließend noch programmiere.
     
  2. Schau mal hier --> (hier klicken!)
    Dort wirst du fündig!
  3. Viel konkret helfen kann ich nicht, aber vielleicht auch für andere zur Klärung: Kennst du (bzw. hast du für dich ausgeschlossen) solche Sachen wie Lego Mindstorms (und vermutlich gibt es da noch ähnliche andere) ?
     
  4. "Be like the squirrel!" - The White Stripes in "Little Acorns"

    Hallo!

    Ein schönes Betätigungsfeld hast du da anvisiert, interdisziplinär und spannend. Was ich mit dem Zitat oben sagen will, ist, dass du zunächst das große Ziel "Roboter" in Einzelprobleme zerlegen solltest. "roboter bauen" als google-input dürfte recht frustrierende Ergebnisse liefern, aber "motor ansteuern" bringt dir dann schon Interessanteres.
    Es ist jedenfalls zu machen, ob "old school" oder mit digitaltechnik (--> programmieren), du kannst zuversichtlich bleiben!
    Also: formuliere mal genau, was für einen Roboter du bauen magst./Erstelle eine präzise Spezifikation. Das macht man ja auch als ordentlicher Programmierer eigentlich.

    Bis bald!
     
  5. Ich habe das gemacht. Wollte auch alles selbst bauen.

    Ich habe viel falsch gemacht und dabei viel gelernt. Als allererstes solltest du dich mit elektrischen Schaltungen auseinandersetzen. Das ist für die meisten Sachen gar nicht so schwer.

    Wenn du viel selber machen willst, dann bleib bei Lochraster. Ich habe mir einen Platinenbelichter gebaut und ein Ätzgerät gekauft und damit hatte ich viel Trouble. Es ist die Mühe nicht wert. Gib bei einem geprüften Eagle-Design lieber Geld aus um die Platine bei einem Profi herstellen zu lassen.

    Such dir zu aller erst mal eine Mikrocontroller Familie raus, auf der du aufsetzen möchtest. Ich empfehle dir dafür AVR. Dann kauf oder bau dir einen Programmer (z.B. das STK 500) und probier erstmal ein paar LEDs zum Blinken zu bringen oder einen Servo anzusteuern. Bau dir eine simple, wiederverwendbare Platine für die AVRs (z.B. sowas: SnugBoard V2) oder hol dir gleich einen Arduino, wenn du die einfache Tour nehmen willst. Für anspruchsvollere Aufgaben kannst du ein Beagle-Board bestellen.

    Was du an Elektronik Komponenten brauchst, wenn du nicht planst und ungeduldig bist: Lötbedarf, Widerstandsset, gängige Elkos und Kerkos (sind nicht so teuer), LEDs, Anreihklemmen sind auch nie verkehrt, Batterien und Netzteil etc.
     
  6. Hallo,

    hier gibt es einiges was dich interessieren könnte..

    Java USB API for Windows
    Diploma Thesis at the Institute for Information Systems, ETH Zürich

    dann brauchst du keine micro's sondern kannst für dein Robot einfach
    ein einfaches Board nehmen und passt...

    viel spass beim lesen falls du bei den Schaltungen etwas hilfe
    brauchst meld dich einfach

    horst
     
    Zuletzt bearbeitet: 9. Juli 2012
  7. Hallo,

    ein wirklich interessantes projekt das du dir ausgesucht hast. ich hab selbst fünf jahre ausbildung im gebiet mechatronik hinter mir und zwei klassenkollegen haben für ihre diplomarbeit einen roboter selbst gebaut.

    ich kann dir gleich sagen, wenn du alles selber machen willst wird das eine menge arbeit.
    du solltest dir gleich von anfang an ein gesamtkonzept schaffen

    > Was soll der Roboter konkret machen? (Universallösungen gibts genug (;)
    > Wie groß / klein soll er sein? (Wichtig für die Auslegung der Mechanik)
    > Wie viel Laufzeit soll er haben? (Auslegung der Akkus)
    > Wie soll er gesteuert werden? (KI, Funk)

    wie gut kennst du dich mit den grundlagen aus?

    > Mechanik (Antriebskonzept, Motorauslegung, mechanisch bewegte Teile)
    > Elektronik (elektronische Bauteile, Platinen- und Layouttechnik)
    > Mikroprozessortechnik (Architekturen, Arbeitsweise, C, Assembler)

    was hast du für fertigungsmöglichkeiten, bzw. hast du kenntnisse in

    > Kunststoffbearbeitung
    > Fräsen / Drehen
    > Löten
    ______________________________________________________________________________

    überleg die vor allem das konzept gut und studier die grundlagen bevor du los startest. und weniger ist meistens mehr! beim ersten versuch solltest du dich nicht übernehmen, je mehr du dir vornimmst desto mehr kann auch schiefgehen.

    und ein tipp noch: vor allem bei platinen zahlt es sich aus die fertigung von firmen machen zu lassen, ich hab selbst schon einige designt und auch selbst gebaut, die lebenserwartung und fehlerresisdenz reicht aber nur für prototypen.

    viel spaß!

    mfg Dave
     
  8. Ich hab in der Schule in nem Projekt nen Roboter gebaut (mit nem Kumpel zusammen). Dazu waren wir ein paar Wochen an der Uni und haben von dort einen Kasten mit Fischertechnik bekommen und schraenkeweise uralte Widerstaende, Kabel und Sensoren. Dazu noch ein (schon damals schrecklich altes) Mainboard, welches per Kabel (!) mit Strom versorgt wurde.

    Programmiert haben wir erst alles mit Assembler, bevor wir den C Compiler zum Laufen bekommen haben. Was soll ich gross sagen, es war ein schoenes Abenteuer, hat Spass gemacht und war ein unglaublich tolles Gefuehl, als das Ding tatsaechlich gefahren ist, per Tastschalter Hindernissen ausweichen konnte und per Lichtsensor vorm Absturz am Tischende gehindert wurde.

    Will sagen: Es ist relativ egal, was genau fuer Werkzeuge- und Stoffe du nimmst. Heutzutage wuerde ich wohl ein Arduino nehmen und mal die Legomotoren-/sensoren probieren. Wichtig: Plan nicht ewig lange rum, sondern fang an!
     
  9. Das wäre es auch mal wert ein blick darauf zu werfen..

    LEDATO.de

    Linux PC mit Atmel Mikrocontroller
    Energieverbrauch bei Vollast < 1Watt
    OS Debian Linux
    diverse Schnittstellen
    direkt in Java Programmierbar

    Viel Spass

    horst
     
  10. Hallo,

    in dem Bereich habe ich mich auch schon ein wenig versucht. Jedoch bin ich noch nicht zum Roboter selbst vorgestoßen, sondern spiele noch mit den Grundlagen der Elektronik.

    Was ich dir sagen kann:
    Arduino + RXTX Bibliothek = Viel Spaß

    Das Arduino ist ein Entwicklungsboard mit einem Mikrocontroller, mit dem du andere elektronische Bauteile steuern kannst.
    Das Arduino kann über eine serielle Schnittstelle mit anderen "Dingen" kommunizieren und somit auch mit einem PC. Die Arduino IDE liefert einen COM-USB Emulator mit, mithilfe dessen ein USB Port wie ein COM Port genutzt werden kann.

    Die Java-Bibliothek RXTX bietet dir dann eine Schnittstelle um COM-Port Kommunikation aus Java heraus durchzuführen.

    Heiß nun also: Du kannst ein Java-Programm erstellen, mit welchem du das Arduino ansteuern kannst, welches wiederum Servos, Motoren, LEDs, etc. ansteuert.

    (Mein großes Traumprojekt ist hier ein ferngesteuertes Kettenfahrzeug mit eingebauter Kamera, das man von einem Laptop aus mit einem Joystick steuern kann ;-))

    Hier ein paar Links :
    Arduino: Arduino - HomePage
    RXTX Bibliothek: Rxtx
    Tutorials + Anleitungen: Instructables - Make, How To, and DIY
    --> zu Robotern: Roboter-Tutorials

    Elektronik-Bauteile kaufe ich meistens auf reichelt.de

    P.S.:
    Wenn du noch ein paar spezielle Fragen zu dem ganzen hast, dann schreib mich einfach mal an. Mein Wissen in diesem Bereich ist zwar nicht groß, aber das Wissen, das ich hab, teile ich gerne.
     
    Zuletzt bearbeitet: 10. Juli 2012
  11. Ein Arduino ist denke ich der richtige Weg. Besonders weil es Unmengen Projekte gibt, die ihren Arduino schon fahrfähig gemacht haben, man also wirklich auf fertige Sachen ausbauen kann: Shields um Motoren anzusteuern usw.

    Wenn man auf nen Arduino aufbaut ist es relativ wenig Arbeit, wenn man nachher die ganze Platine und alles selbst machen will natürlich mehr. Aber das ist ja kein Problem, man hat dann ja schon einen funktionierenden Prototyp.
     
  12. So ich war die Tage leider ziemlich beschäftigt...

    Danke erstmal für die zahlreichen Antworten!

    Ich denke der Arduino ist etwas, was meinen Vorstellungen entsprechen könnte.
    Was ich beim Arduino aber noch nicht so ganz verstehe, sind die Erweiterungsmöglichkeiten bzw. Möglichkeiten allgemein.
    Was ist mit dem Arduino alles möglich?
    Ich möchte natürlich weit mehr damit machen können, als 5 LEDs blinken zu lassen.

    Wie schwer wäre es z.B. mithilfe des Arduinos einen Roboter zu bauen, der einer einfachen Linie folgt?
    Oder noch einfacher erstmal, der erstmal nur fahren kann ohne Linienverfolgung?
    Wie geht man da vor? Würde man da jetzt wirklich z.b. bei Elektroshop xy sich dann Räder usw kaufen und die dann ans Board anbringen? Wie geschieht das anbringen der Räder ans Board? Anlöten, anstecken? Kann man die dann auch sofort per Programmierung ansprechen?
    Wie schwer wäre das ganze, wenn man von dem Elektrotechnischen Zeugs kaum bis keine Ahnung hat?

    Wo genau liegen die Grenzen vom Arduino?
     

  13. Am besten du bestellst dir einmal das Board und probierst die Ansteuerung von LEDs. Damit kannst du bereits sichtbare Ergebnisse erzielen und du setzt dich mit der Materie auseinander.

    Wenn du unbedingt gleich etwas fahrendes bauen willst solltest du dich mit der Ansteuerung von Motoren auseinander setzen. Hier könnte nach meinen Erfahrungen der Modellbausektor weiterhelfen.
    Damit du deine Komponenten miteinander verbindest brauchst du natürlich eine Art Karosserie auf der du deine Platine befestigen kannst. Das Board selbst wird nicht verändert. Abgesehen davon würde ich davon abraten an einer Platine Räder und Motoren zu montieren da die mechanische Belastung zu hoch ist (;

    -Klar ist es schwer und man muss sich viele Grundlagen aneignen. Mit genügend GEDULD und Begeisterung kommt man aber sehr weit (;

    Einen Roboter (komplett) selber zubauen ist in etwa vergleichbar mit dem Programmieren eines Betriebsystemes.
     
  14. Nein, ein Betriebssystem ist Wahnsinn. Ein fahrender Roboter dagegen nur ein Hobbyprojekt und absolut im Rahmen des möglichen, und auch gar nichtmal so kompliziert, das meiste gibts ja schon fertig.
     
  15. Deshalb sprach ich auch vom kompletten Selbstbau (; Allein das Layouten und störungsfrei machen von Steuerplatinen ist ohne Vorkenntnisse Irrsinn. Oder auch das Programmieren eines Echtzeitfähigen Betriebssystems für den Mikroprozessor.

    Ich geb dir absolut recht, ein Betriebssystem ist Wahnsinn. Mein Vergleich sollte nur zeigen warum es sich auszahlt auf vorhandene Resourcen zurück zu greifen. Ich hab meinen ersten Roboter mit 12 gebaut, hoch lebe Lego Mindstorms (;
     
  16. Na ja, das Layouten für eine AVR Platine ist keine Lebensaufgabe. Genau so wie einen AVR komplett programmieren

    Gesendet von meinem GT-I9000 mit Tapatalk 2
     
  17. Bei Signalen die nicht zeitkritisch sind ja. Wenn aber Leitungslängen und Impedanzen sowie EMV ins Spiel kommen wirds ein wenig knifflig (;
    Und ein redundantes Echtzeit Betriebssystem für einen Mikroprozessor programmiert sich nicht von heute auf morgen.

    vlt war meine aussage ein wenig aus dem zusammenhang gerissen, ich hatte eher einen komplexeren roboter im kopf und kein hobby stück.

    bevor wir noch zu weit vom thema abkommen :)
     
  18. Ja, aber das sind alles Sachen, die bei einen Hobbyroboter irrelevant sind. Und auch braucht man für einen Hobbyroboter kein Ecxhzeitfähiges Betriebssystem, sondern wird ganz simpel programmiert.
     
  19. Und wer sagt, dass das benötigt wird? Arduino ist kein Betriebssystem und damit ist es auch wunderbar möglich, das Programmiermodell muss eben so angepasst werden, dass die main-Loop oft genug pro Sekunde durchlaufen wird und Aktionen ausgeführt werden. Einfach ein kleiner Scheduler, habe ich auch schon gebaut, keine Magie. Das geht dann in die Richtung eines non-preemptiven Betriebssystems. Natürlich ist das Meilen von Contiki oder TinyOS entfernt, aber es funktioniert trotzdem verdammt gut.

    Ein Betriebssystem ist doch nur dazu da, dir die Aufgabe zu erleichtern, es ist nicht absolut nötig - zumindest für Mikroprozessoren wie einen AVR.
     
  20. Vorallem gibt es für Microcontroller so schöne Interrupts. Dann ein einfacher Mainloop und fertig
     
  21. Wie gesagt, ich hatte was anderes im Hinterkopf weil ich auch in einem anderen Umfeld damit in Berührung gekommen bin.
    Weiter oben hab ich schon erwähnt das man sich langsam an so etwas ran tasten soll. Meine Aussage war einfach für diesen Fall schlecht formuliert.

    Ich arbeite ja selbst mit AVRs und ohne Betriebssystem, meine Kollegen sind mit ihrem Roboterprojekt an einem Betriebssystem aber nicht vorbei gekommen, weil sie einfach viele zeitkritische Prozesse hatten.

    Back to the topic:

    hab mich auch an das Anfangsmodell erinnert

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    sehr ausbaufähiges Grundgerüst zum probieren. Dadurch das Antrieb und Berührungssensoren schon verbaut sind braucht man sich um die Mechanik nicht mehr kümmern.
     
  22. Naja, da lagere ich zeit kritische Prozesse lieber auf zusätzliche slave AVR aus, als wie ich mit einem rtos auf einen 8bot uC herumeiere

    Gesendet von meinem GT-I9000 mit Tapatalk 2
     
  23. [OT]Leute, Leute, bitte, das wird langsam etwas hoch hier. ;)[/OT]

    Also zurück zum Thema:

    Ein Arduino ist ein Mikrocontroller-Experimentierboard. Ganz, ganz einfach formuliert: Ein Computer im Miniformat. Aber eigentlich ist diese Formulierung falsch, aber taugt, damit du eine Grundidee davon bekommst.

    Am normalen Computer kannst du dann Code schreiben, meistens ist das AVR Code, im Falle vom Arduino ist das ein eigener Code, der (meiner Meinung nach) eine Mischung aus AVR und C ist. Dieser Code wird dann über USB auf den ATMega Chip, welcher der Mikrocontroller auf dem Arduino ist, gespielt. Sobald das Arduino dann Strom bekommt, fängt der Controller an, das Programm abzuarbeiten.

    Ein solches Programm besteht aus einem Init-Block, der einmalig zum Start ausgeführt wird und einem Loop, der dann immer wieder wiederholt wird (+ deinen eigenen Methoden).

    Das Arduino-Board selbst hat dann einige Pins, die für Eingangs- und Ausgangssignale sind, Digital und Analog.

    Es gibt sogenannte "Shields", welche genau auf das Arduino gesteckt werden können und eigene Aufgaben erledigen, wie zB eine Motorsteuerung, BT- oder Funkübertragung von Daten, etc.

    Als Entwickler kannst du dann zB folgendes tun:
    Du steckst ein Potentiometer an einen der analogen Eingänge und eine LED an ein PWM Ausgang. Über den Poti kannst du dann die Helligkeit der LED steuern. Dazu musst du nur ein kleines, einfaches Programm schreiben, das den Wert vom analogen Eingang liest und analog wieder an den LED Pin schreibt.

    Folgendes Beispiel zeigt dir, wie du eine LED blinken lassen kannst und die Blink-Frequenz über ein Poti steuerst: Arduino - AnalogInput

    Wenn du bei diesem Code dann zB folgendes ersetzt:
    Code (Text):
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    mit
    Code (Text):
    analogWrite(ledPin, sensorValue);
    Dann steuerst du schon die LED Helligkeit mit dem Poti (und natürlich weiterhin die Blink-Frequenz)

    Die oben genannten "Shields" und andere "Breakout-Boards" findest du zB auf Sparkfun: News - SparkFun Electronics

    Dort findet man zu den Dingen oft auch ein Arduino-Tutorial.

    "Now go out there and make something" ;-)
     
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