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Insect Bot mini - Bauanleitung

Übersicht

Dieser Roboter ist aus 2x 9g Micro Servo, 1x Beetle mit dem Atmega 32U4 und USB-Buchse für die einfache Programierung aufgebaut. Der Beetle wird auf das Beetle-Servo/Sensor-Shield gelötet, um die Servos und Sensoren bequem an den Beetle anschließen zu können. Dieser kleine Flitzer wird von einer 3,7V/180mAh LiPo-Batterie angetrieben. Diese Batterie hat auch einen zusätzlichen USB-Ladestecker, damit man sie leicht über jeden USB-Anschluss aufladen kann. Der Insect Bot mini schaut mit einem Sharp Infrarotsensor nach Hindernissen und läuft kurz rückwärts und dreht sich dabei weg, bevor er wieder vorwärts läuft. Der gesamte Roboter wird nur von Kabelbindern und etwas doppelseitigen Schaumklebeband zusammen gehalten, um die Bauteile später auch für weitere Projekte benutzen zu können.

Dieser Roboter hat schon eine etwas längere Geschichte. Zuerst wurde dieser aus Standard-Servos aufgebaut, zusammen mit einem Arduino Duemilanove und als Beine wurden Kleiderbügel in Form gebogen. Insektenroboter & 4-Leg Insect

Das folgende Wiki ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie der Insect-Bot-mini-Bausatz zusammengebaut und programmiert werden kann.

Schritt 1: Servos als Roboterkörper

Schneide vom beigelegten doppelseitigen Schaumstoffklebestück ein auf die Stirnseite des Servos passendes Teil heraus, und klebe damit die beiden Servos wie auf der folgenden Abbildung gezeigt zusammen.

Danach wird der große Kabelbinder verwendet, um die beiden Servos fest zusammenzuziehen. Das Schloss des Kabelbinders sollte dabei an einer Ecke des hinteren Servos platziert werden, damit der Binder richtig am Servogehäuse anliegt.

Schritt 2: Biegen der Beine

Der ca. 20cm lange Stahldraht hat einen Durchmesser von 0,8mm und kann mit etwas Geschick mit der Hand gebogen werden. Beide Enden müssen nach dem Biegen gleich lang sein. Die endgültige Form kann später noch angepasst werden.

Der gebogene Draht wird nun, wie auf der folgenden Abbildung zu sehen, durch das zweite Loch von der Mitte aus gesehen in das Servohorn gesteckt.

Zieh nun den Draht wieder aus dem Servohorn heraus und biege das obere Ende des Beipaares um 90°.

Die Beine werden nun, wenn sie im Servohorn stecken wie auf den folgenden Abbildungen gebogen, um sie im Servohorn zu verklemmen und in die richtige Richtung weisen zu lassen.

WICHTIG! Die Biegestellen sollten so scharf wie möglich ausgeführt werden, um ein Spiel der Beine im Servohorn zu vermeiden. Dies trägt wesentlich zu einem guten Lauf bei.

Schritt 3: Befestigen der Servohörner an den Servos

Die Servos müssen nun unbedingt zentriert sein, falls nicht, hole das jetzt nach. Dazu kopiere diesen Code in die Arduino IDE und lade ihn danach auf den Beetle.

#include <Servo.h> 
 
Servo myservo1;
Servo myservo2;
 
void setup() 
{ 
  myservo1.attach(9);
  myservo1.write(90);
  myservo2.attach(10);
  myservo2.write(90);
} 
void loop() 
{ 
}

Damit werden die Servos auf 90° zentriert. Ist der Servo zentriert, wird nun das Servohorn auf die Achse gesteckt und festgeschraubt.

Dein Roboter sollte nun etwa so aussehen.

Schritt 4: Ausschneiden des Sensorhalters

Als Sensorhalter wird das beiliegende Stück Plastik benutzt. Sollte das Plastik beim Schneiden brechen kann der Sensorhalter auch aus Karton oder einem anderen geeigneten Material ausgeschnitten werden. Wichtig ist, dass er mit einer Schraube an der Servobefestigung angeschraubt werden kann und nicht zu wackelt.

Bohre nun zwei Löcher im Abstand der Löcher am Infrarotsensor in den oberen Teil des Halters. Befestige den Sensorhalter mit einer Schraube aus dem Servozubehör an der Oberseite des vorderen Servos.

Schritt 5: Befestigen des Infrarotsensors

Der Infrarotsensor wird mit zwei der kleinen Kabelbinder am Sensorhalter befestigt.

Schritt 6: Auflöten des Beetle auf das Beetle-Shield

Der Beetle Microcontroller muss zuerst auf das Beetle-Shield gelötet werden.

Zuerst steckst du den Beetle mit den Löchern auf die entsprechenden Pins auf dem Schild. Die USB-Buchse muss dabei auf die linke Seite zeigen. Das ist die Seite, auf der sich die beiden Befestigungslöcher befinden. Es müssen insgesamt 8 Lötstellen ausgeführt werden, jeweils eine für die Pins “D9”, “D10”, “D11”, “A0”, “A1” und “A2”, sowie “+” und “-” neben der USB-Buchse. Die beiden Anschlüsse “+“ und “-“ an der gegenüberliegenden Seite der USB-Buchse werden nicht angelötet.

Schritt 7: Zusammenkleben der Beetle-Batterie-Baugruppe

Verwende ein Klebestück in der Größe der Batterie und klebe es auf eine Seite der Batterie. Klebe nun die Batterie an die Unterseite des Schildes, dabei muss das Batteriekabel nach hinten Rechts zeigen, dort wo sich der Batterieanschluss des Beetle-Schildes (nicht der des Beetle), der mit “+“ und “-“ gekennzeichnet ist, befindet. Die Batterie sollte am vorderen Rand des Schildes abschließen. Ein kleineres Stück des Klebestücks wird nun auf den oberen Teil des hinteren Servos geklebt. Darauf kann nun die Beetle-Schild-Batterie-Gruppe geklebt und leicht angedrückt werden.

ACHTUNG! Drücken Sie die Batterie nicht zu fest auf die Unterseite des Schildes, um eine Beschädigung durch die Drahtenden an der Unterseite zu vermeiden.

Der Roboter sollte nun etwa so aussehen.

Schritt 8: Anschließen der Servos und des Sensors am Beetle-Schild

Der Frontservo wird nun mit Pin D9 und der hintere Servo mit Pin D10 verbunden. Der Infrarotsensor wird am analogen Eingang A1 angeschlossen. Achte dabei bitte unbedingt auf die richtige Polung der Servostecker und des Sensorkabels. Die Signalleitung der Servos ist meist orange und muss sich an der Innenseite des Schildes befinden, d. h. der Steckkontakt der dem Beetle am nächsten ist. Siehe dazu die folgende Abbildung.

ACHTUNG! Die Farben der Anschussdrähte des Servos können sich ändern. Meist ist aber das Signalkabel gelb, orange oder weiß, der Plus rot und der Minus braun oder schwarz. Im Zweifel bitte die Beschreibung des Servos lesen.

Der weiße stecker des Sensokabels ist kodiert und passt nur in einer Richtung in die Buchse am Infrarotsensor hinein. Der schwarze Stecker wird auf den A1-Anschluss am Beetle-Schild gesteckt. Dabei ist auch wieder auf die richtige Polung zu achten, denn bei falscher Polung wird der Sensor beim Einschalten dauerhaft zerstört. Das blaue Kabel des Sensors muss an der Innenseite des Schildes, die dem Beetle am nächsten ist, angeschlossen werden. Das rote Kabel kommt in die Mitte und das schwarze an die Außenseite. Siehe dazu auch die folgende Abbildung.

ACHTUNG! Die Farben der Anschussdrähte des Sensors können sich ändern. Meist ist das Signalkabel blau, orange oder weiß, der Plus rot und der Minus braun oder schwarz. Im Zweifel bitte die Beschreibung des Sensors lesen.

Der letzte Arbeitsschritt ist der Anschluss der Batterie. Der Stecker des Batteriekabels passt auf die beiden Steckkontakte am Schild, die mit “+“ und “-“ gekennzeichnet sind. Der rote Draht muss mit dem Steckkontakt “+“ verbunden werden und der schwarze mit dem Steckkontakt “-“.

Nachdem alles ordnungsgemäß angeschlossen ist, kann der Roboter nun eingeschaltet werden. Durch das schon installierte Programm zum zentrieren der Servos sollte der Roboter nun aufrecht und gerade auf der Stellfläche stehen. Jetzt ist die Gelegenheit, die Beine so zu biegen, dass der Roboter sicher und gerade steht.

Schritt 9: Programmieren des Insect Bot mini

Um den Insect Bot mini programmieren zu können,braucht man einen Computer (PC oder Mac) mit einer installierten Arduino IDE (Programmierumgebung). Diese kann kostenlos auf Arduino.cc heruntergeladen werden. Der Beetle wird über ein USB-Kabel mit dem Computer verbunden und wird in der Arduino IDE als Arduino Leonardo angezeigt. es muss nun noch der entsprechenden COM-Anschluss ausgewählt werden.

Der Code für die ersten Schritte kann hier herunter geladen werden: Insect Bot mini Testprogramm. Dieser Code hat deutsche Kommentare und kann für die ersten Schritte und zum Einstellen der richtigen Beinstellung verwendet werden. Selbstverständlich kann der Insect Bot mini auch neu programmiert werden, um ihn z. B. ein anderes Verhalten zu geben. Der Code wird nun mit der Arduino IDE geöffnet und kann zum Beetle hochgeladen werden. Nachdem der Upload fertig ist, sollte der Roboter sich bewegen. Ziehe nun das USB-Kabel ab, stelle den Roboter auf eine glatte, ebene Oberfläche und schalte ihn am Schalter ein. Der Insect Bot mini sollte nun vorwärts laufen und an einem Hindernis rückwärts. Nach einigen Schritten rückwärts wird er dann wieder vorwärts laufen.

ACHTUNG!

  • Der Sensor reagiert nicht beim rückwärts Laufen.
  • Falls der Roboter nicht los läuft und/oder die LED nicht aufleuchtet, lade bitte die Batterie mit dem beigelegten USB-Ladeadapter für ca. 10 Minuten auf.

Erste Schritte

Zusammenbau des Insect Bot mini

Hinweise

  1. Der Insect Bot mini ist kein Spielzeug in herkömmlichen Sinne. Dieser Bausatz ist zum Lernen der Zusammenhänge zwischen Sensoren, Mechanik und Microcontrollern gedacht.
  2. Die Bauteile können auch für andere Projekte verwendet werden, nachdem der Insect Bot mini fertiggestellt wurde
  3. Beim Zusammenbau sollte die nötige Vorsicht im Umgang mit den verschiedenen Werkzeugen eingehalten werden.
  4. Der Stahldraht für die Beine ist steif genug, um die Form zu halten und auch weich genug, um mit der Hand gebogen zu werden. Die Spitzen können etwas scharf sein, deshalb werden Schutzhandschuhe empfohlen.
  5. Das Plastikstück für den Sensorhalter kann leicht brechen, wenn es falsch geschnitten order gebohrt wird.
  6. Unbedingt auf die richtige Polung der Kabel achten.
insect_bot_mini.txt · Zuletzt geändert: 2014/03/01 17:05 von lumi