Wie mache ich einen Roboter?
Es gibt viele verschiedene Robotertypen, aber jeder verwendet dieselben grundlegenden Elemente. Die vier grundlegenden Teile eines jeden Roboters sind die Mechanik, Elektronik und Programmierung. Bauherren sollten den Zweck eines Roboterprojekts bestimmen und Komponenten aus diesen vier Kategorien kombinieren, um die Baugruppe fertigzustellen.
Bauanfänger benötigen in der Regel keine komplexen Kits oder große Geldsummen, um einen Roboter herzustellen, da ein einfaches autonomes Roboterprojekt kostengünstig abgeschlossen werden kann. Neue Bastler sollten ein Ziel für den Roboter wählen, das nicht übermäßig ehrgeizig oder fortgeschritten ist. Viele einfache Roboter sind so konstruiert, dass sie sich in einem Raum bewegen und Objekten ausweichen, während andere so programmiert sind, dass sie Sonnenlicht suchen und Dunkelheit vermeiden. Ein einfacher Zweck ermöglicht es Hobbyisten, sich auf ein Gesamtziel für das Roboterprojekt zu konzentrieren.
Die Mechanik eines Roboters sollte unter Berücksichtigung eines bestimmten Gesamtziels gebaut werden. Ein Roboterrahmen ist erforderlich und sollte groß und robust genug sein, um die kritischen Komponenten des Roboters zu tragen, aber auch so leicht wie möglich sein. Räder sollten basierend auf der beabsichtigten Oberfläche ausgewählt werden. Ein Roboter, der im Freien eingesetzt wird, sollte große Räder mit Laufflächen haben, während Räder für Innenroboter normalerweise kleiner und leichter sein können.
Bauherren sollten auch ein einfach zu bedienendes Radsystem wählen. Ein Roboter mit nur zwei Rädern ist zum Beispiel viel einfacher zu bauen und zu steuern als ein Projekt mit vier Rädern. Zweiradroboter benötigen keine Lenkmechanismen, können jedoch durch Anhalten oder Umkehren eines der Räder gesteuert werden. Einfach ist oft besser für neue Roboterkonstruktionen.
Die notwendige Auswahl an elektronischen Bauteilen kann für Bastler, die an der Herstellung eines Roboters arbeiten, einschüchternd und kompliziert erscheinen. Wie bei der Hardware muss die Roboterelektronik jedoch nicht übermäßig komplex sein, und Einfachheit ist oft ein Vorteil. Die minimalen elektronischen Komponenten, die für ein Roboterprojekt erforderlich sind, umfassen Motoren, Batterien, Sensoren und einen Mikrocontroller.
Robotermotoren sind fast immer Gleichstrommotoren. Diese sollten direkt mit den Rädern verbunden oder über Zahnräder mit den Antriebswellen verbunden sein. Roboter mit zwei Rädern haben oft auch zwei Motoren, wobei ein Motor auf jeder Seite des Rahmens angeordnet ist. Das Einschalten beider Motoren treibt den Roboter vorwärts, während das Stoppen des linken oder rechten Motors den Roboter in diese Richtung dreht.
Batterien werden normalerweise verwendet, um die elektronischen Komponenten mit Strom zu versorgen. Bauherren, die einen Roboter bauen, sollten sich für Batterien entscheiden, die leicht sind und dennoch ausreichend Energie liefern. Wiederaufladbare Batterien werden häufig empfohlen. Gängige Alkalibatterien, wie sie in Taschenlampen zu finden sind, sind häufig zu schwer und zu teuer, um sie ständig zu ersetzen.
Die meisten Roboter benötigen einen Mikrocontroller. Dieses Gerät ist ein einfacher Computer, der als Gehirn eines Roboters fungiert. Mikrocontroller enthalten eine Programmierung oder eine Reihe von Anweisungen. Die meisten Mikrocontroller-Programme können problemlos über einen Computer aktualisiert werden.
Sensoren sind normalerweise erforderlich, um die Interaktion eines Roboters mit der Umgebung zu ermöglichen. Sie sind normalerweise direkt mit dem Mikrocontroller verbunden. Bauherren, die einen Roboter bauen, sollten Sensoren auswählen, die den spezifischen Zielen des Projekts entsprechen. Ein Roboter, der nach Sonnenlicht sucht, benötigt möglicherweise einen Fotosensor, um Lichtpegel zu erfassen. Komplexere Roboterprojekte verwenden häufig Ultraschall- und Infrarotsensoren, um Abstände zwischen Objekten zu bestimmen und Kollisionen mit Hindernissen zu vermeiden.