Lektionen Menü:
- Lesson 1 – Erste Schritte
- Lesson 2 – Auswahl einer Roboterplattform
- Lesson 3 – Aktoren verstehen
- Lesson 4 – Mikrocontroller verstehen
- Lesson 5 – Auswahl eines Motorcontrollers
- Lesson 6 – Den Roboter steuern
- Lesson 7 – Sensoren verwenden
- Lektion 8 – Das richtige Werkzeug besorgen
- Lektion 9 – Einen Roboter zusammenbauen
- Lektion 10 – Einen Roboter programmieren
Anfang machen
Willkommen zum ersten Teil des Grand RobotShop Tutorials, einer Serie von 10 Lektionen, die Ihnen zeigen, wie Sie Ihren eigenen Roboter bauen können. Dieses Tutorial richtet sich an alle, die in die Robotik einsteigen wollen und ein Grundverständnis für Begriffe wie „Spannung“, „Strom“, „Motor“ und „Sensoren“ haben. Obwohl dies ziemlich grundlegend erscheinen mag, können auch Leute mit vorheriger Erfahrung im Roboterbau nützliche Informationen über die allgemeine Methode zum Bau eines Roboters finden.
Was ist ein Roboter?
Es gibt viele Definitionen des Begriffs „Roboter“ und es wurde bisher kein wirklicher Konsens erreicht. Wir definieren einen Roboter grob wie folgt:
Roboter: Ein elektromechanisches Gerät, das in der Lage ist, in irgendeiner Weise auf seine Umgebung zu reagieren und autonome Entscheidungen oder Aktionen zu treffen, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen.
Das bedeutet, dass ein Toaster, eine Lampe oder ein Auto nicht als Roboter angesehen werden, da sie keine Möglichkeit haben, ihre Umgebung wahrzunehmen. Auf der anderen Seite kann ein Staubsauger, der durch einen Raum navigieren kann, oder ein Solarpanel, das die Sonne sucht, als Robotersystem betrachtet werden. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die „Roboter“, die z. B. in Robot Wars zu sehen sind, oder jedes rein ferngesteuerte Gerät nicht unter diese Definition fallen und eher einem komplexeren ferngesteuerten Auto entsprechen würden. Obwohl diese Definition recht allgemein ist, muss sie möglicherweise in Zukunft weiterentwickelt werden, um mit den neuesten Fortschritten auf diesem Gebiet Schritt zu halten. Um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie schnell die Robotik wächst, empfehlen wir Ihnen einen Blick auf die RobotShop-Geschichte der Robotik.
Lassen Sie uns beginnen
Diese Reihe von Tutorials soll Sie durch die Schritte zum Bau eines kompletten mobilen Roboters führen. Es gibt 10 Lektionen, die in den folgenden 10 Wochen veröffentlicht werden. Jede Lektion führt Sie durch einen Schritt des Baus eines mobilen Allzweckroboters. So können Sie Ihren eigenen mobilen Roboter bauen, um eine Aufgabe Ihrer Wahl zu erfüllen. Jede Lektion wird mit einem Beispiel aus der RobotShop-Erfahrung bei der Herstellung des RobotShop-Rovers illustriert. Die Lektionen sind dazu gedacht, nacheinander gelesen zu werden und bauen auf den gewonnenen Informationen auf.
Der erste Schritt besteht darin, zu bestimmen, was Ihr Roboter tun soll (d.h. was ist sein Lebenszweck). Roboter können in fast jeder Situation eingesetzt werden und sollen in erster Linie dem Menschen in irgendeiner Form helfen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, was Ihr Roboter tun soll, oder sich einfach auf bestimmte Aufgaben konzentrieren wollen, finden Sie hier einige Ideen:
Wissen & Lernen
Um immer komplexere Roboter zu bauen, nutzen die meisten Profis und Bastler Wissen, das sie beim Bau früherer Roboter erworben haben. Anstatt einen Roboter zu bauen, können Sie lernen, wie man einzelne Komponenten verwendet, mit dem Ziel, eine eigene „Wissensbibliothek“ aufzubauen, die Sie verwenden können, um in Zukunft eine größere, komplexere Konstruktion in Angriff zu nehmen.
Spaß &Kameradschaft
Einen Roboter zu bauen ist an und für sich schon lustig und spannend. Die Robotik beinhaltet Aspekte vieler Disziplinen, einschließlich Ingenieurwesen (Mechanik, Elektrik, Computer), Naturwissenschaften (Mathematik und Physik) und Kunst (Ästhetik), und die Benutzer können ihrer Fantasie freien Lauf lassen. Andere mit Ihren Kreationen zu unterhalten (besonders wenn sie benutzerfreundlich und interaktiv sind) hilft anderen, sich für das Gebiet zu interessieren.
Wettbewerbe & Wettbewerbe
Wettbewerbe geben dem Projekt Designrichtlinien und ein Fälligkeitsdatum. Sie lassen Ihren Roboter auch gegen andere in der gleichen Klasse antreten und testen Ihre Design- und Konstruktionsfähigkeiten. Obwohl viele Wettbewerbe speziell für Schüler (von der Grundschule bis zur Universität) ausgeschrieben sind, gibt es auch offene Wettbewerbe, an denen Erwachsene und Profis teilnehmen können.
Autonome „Lebensform“
Menschen sind natürliche Schöpfer und Innovatoren. Die nächste große Innovation wird darin bestehen, eine völlig autonome „Lebensform“ zu entwickeln, die mit uns konkurriert oder uns an Fähigkeiten und vielleicht an Kreativität übertrifft. Dieses Ziel wird noch in kleinen Schritten von Einzelpersonen, Forschungsorganisationen und Fachleuten erreicht. Obwohl Sie wahrscheinlich gerade erst mit der Robotik beginnen, werden Sie hoffentlich feststellen, dass das Erzeugen von grundlegendem autonomen Verhalten Spaß macht und interessant ist und einfacher ist, als Sie vielleicht erwartet haben.
Häusliche oder professionelle Aufgaben
Häusliche Roboter helfen, Menschen von unangenehmen oder gefährlichen Aufgaben zu befreien und geben ihnen mehr Freiheit und Sicherheit. Professionelle und Service-Roboter werden in einer Vielzahl von Anwendungen am Arbeitsplatz, in der Öffentlichkeit, in gefährlichen Umgebungen, an Orten wie der Tiefsee, auf Schlachtfeldern und im Weltraum eingesetzt, um nur einige zu nennen. Zusätzlich zu den Servicebereichen wie Reinigung, Überwachung, Inspektion und Wartung setzen wir diese Roboter dort ein, wo die manuelle Ausführung von Aufgaben gefährlich, unmöglich oder inakzeptabel ist. Profi- und Serviceroboter sind leistungsfähiger, robuster und oft teurer als Haushaltsroboter und eignen sich ideal für den professionellen und/oder kommerziellen Einsatz.
Sicherheit und Überwachung
Die meisten mobilen Roboter werden eingesetzt, um in Bereiche vorzudringen, in die Menschen entweder nicht gehen sollen oder können. Für diese Aufgaben sind Roboter unterschiedlicher Größe (entweder ferngesteuert, teilautonom oder vollautonom) eine ideale Wahl.
Praktisches Beispiel
Wir gehen davon aus, dass die meisten von Ihnen, die diesen Leitfaden verfolgen, das Ziel haben, einen Roboter zum Lernen und Wissen, aber auch zum reinen Spaß zu bauen; viele werden jedoch eine bestimmte Idee oder ein Projekt haben, das sie verwirklichen wollen. Die letzte wichtige Überlegung ist das Budget. Es ist schwierig, genau zu wissen, was die Leute im Sinn haben, wenn sie ihren ersten Roboter bauen; einer möchte vielleicht schon einen autonomen Schneeräumungsroboter bauen, während ein anderer einfach eine intelligente Uhr bauen möchte. Ein einfacher programmierbarer mobiler Roboter kann etwa 100 Dollar kosten, während ein komplexerer mehrere Tausend Dollar kosten kann. In dieser Übung haben wir uns entschieden, eine mobile Plattform zu bauen, um ein Verständnis für Motoren, Sensoren, Mikrocontroller und Programmierung zu bekommen und eine Vielzahl von Sensoren einzubauen. Wir werden das Budget auf etwa 200 bis 300 $ beschränken, da wir wollen, dass es ziemlich vollständig ist.
Für weitere Informationen zum Bau eines Roboters besuchen Sie bitte das RobotShop Lernzentrum. Besuchen Sie das RobotShop Community Forum, um Hilfe beim Bau von Robotern zu erhalten, Ihre Projekte zu präsentieren oder sich einfach mit anderen Robotikern auszutauschen.
