Inhaltsverzeichnis
Werbung
Quicklinks
Werbung
Inhaltsverzeichnis
Verwandte Anleitungen für nicai systems NIBObee
Inhaltszusammenfassung für nicai systems NIBObee
- Seite 1 Roboterbausatz NIBObee Bauanleitung und Funktionshandbuch...
-
Seite 2: Sicherheitshinweise
30.09.2011 Sicherheitshinweise Für den Zusammenbau und den Betrieb des Roboters beachten Sie bitte folgende Sicherheitshinweise: Der Roboterbausatz NIBObee ist ausschließlich für lernende, lehrende • und experimentelle Zwecke gedacht. Beim Einsatz für andere Aufgaben wird jegliche Haftung ausgeschlossen und der Einsatz besteht auf eigene Gefahr. -
Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Überblick................5 1.1 Funktionsumfang und Ausstattung............6 1.2 Antrieb....................7 1.2.1 Odometrie..................7 1.2.2 Motorbrücke..................7 1.3 Sensorik....................8 1.3.1 Tastsensoren / Fühler..............8 1.3.2 Linien- / Bodensensoren..............8 1.4 USB-Schnittstelle...................9 1.5 Schnittstellen / Erweiterungsports............9 1.6 Sonstige Hardwarekomponenten............10 1.6.1 Status LEDs..................10 1.6.2 Funktions LEDs................10... - Seite 4 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.5.2 Einbau der Motoren / Getriebeeinheit...........31 2.5.3 Montage des Sensorträgers............37 2.5.4 Montage der Fühler..............39 2.5.5 Aufstecken der Räder..............41 2.5.6 Aufkleben der Halbsphäre............42 2.5.7 Einsetzten der ICs................43 3 Inbetriebnahme....................45 3.1 Testen der Bodensensoren..............45 3.2 Testen und Justieren der Odometriesensoren........45 3.3 Testen der Tastsensoren / Fühler............46...
-
Seite 5: Einleitung Und Überblick
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 1 Einleitung und Überblick Der Roboterbausatz NIBObee ist ein speziell für Schüler entwickelter, in C, C++, Java und Assembler programmierbarer autonomer Roboter. Als ausgeklügeltes Komplettsystem hat der stylische Bot einen ATmega16 als „denkende“ Einheit, verschiedene Sensoren zur Wahrnehmung seiner Umgebung und einen integrierten USB-Programmer, der zusätzlich als... -
Seite 6: Funktionsumfang Und Ausstattung
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Funktionsumfang und Ausstattung Technische Daten: Abmessungen: (B x L x H) 126 x 159 x 50 mm (ohne Kuppel, Fühler) • Gewicht: 266g (mit Akkus) • Energie: 4 AAA Micro-Akkus mit je 1,2 V • Bordspannungen: 4,8 V •... -
Seite 7: Antrieb
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Antrieb Die Fortbewegung des Roboters erfolgt mit zwei Motoren, die die Räder über ein Getriebe mit einer 25:1 Untersetzung antreiben. Die Motoren werden von einer H-Brücke mit einem 14,7 kHz PWM-Signal angesteuert. Das PWM- Signal kann mit Hilfe der Odometriesensoren geregelt werden, wodurch eine konstante Geschwindigkeit ermöglicht wird. -
Seite 8: Sensorik
Sensoren beschrieben: 1.3.1 Tastsensoren / Fühler Um Hindernissen erkennen zu können, ist der NIBObee mit zwei Fühlern und 4 Tastern ausgestattet. Durch die Verwendung von zwei Tastern pro Fühler kann zusätzlich zur reinen Kollision auch die Richtung detektiert werden. -
Seite 9: Usb-Schnittstelle
Schnittstelle geladen werden. Schnittstellen / Erweiterungsports Der NIBObee verfügt über 5 Erweiterungsports. Jeder dieser Ports hat vier Anschlüsse: Plus, Minus und 2 Signalbits. Der Port X2 und der Port X3 befinden sich in unmittelbarer Nähe zu den kleinen Lochrasterfeldern, dort können zusätzliche Sensoren wie zum Beispiel lichtempfindliche Widerstände... -
Seite 10: Sonstige Hardwarekomponenten
Programmierung: leuchtet während des Programmiervorgangs LED5 Ladeanzeige: leuchtet während des Ladevorgangs LED6 Betriebsanzeige: leuchtet solange der NIBObee eingeschaltet ist 1.6.3 Spannungsschalter / Ladebetrieb Der Spannungsschalter S1 trennt die Akkuspannung von der Schaltung und ermöglicht in Verbindung mit den Jumpern JP1, JP2 und JP3 das Laden der Akkus (siehe Kapitel 3.5). -
Seite 11: Montage Des Roboters
2 Montage des Roboters Der folgende Abschnitt beschreibt den Zusammenbau des Roboters. Lesen Sie das Kapitel bitte erst komplett durch, bevor Sie mit dem Zusammenbau beginnen! Erforderliches Werkzeug Für die Montage des NIBObee werden folgende Werkzeuge benötigt: Lötkolben mit Schwämmchen • Elektroniklötzinn •... -
Seite 12: Bestückung Der Platinen
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Bestückung der Platinen In diesem Abschnitt wird die Bestückung der Platinen mit den elektronischen Bauteilen beschrieben. Zunächst ein Überblick der Rohplatinen: Hauptplatine (Platine http://nibobee.nicai-systems.de... - Seite 13 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Alle Platinen müssen zunächst z.B. mittels einer Kombizange aus dem Rahmen heraus gebrochen und voneinander getrennt werden: Tip: Platinenreste zunächst aufheben, um keine Teile zu übersehen! Platinen Platinen http://nibobee.nicai-systems.de...
- Seite 14 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Platinen Platine Hilfsplatinen: http://nibobee.nicai-systems.de...
- Seite 15 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 So sollten die Platinen nach der Bestückung aussehen: Hauptplatine (Platine http://nibobee.nicai-systems.de...
- Seite 16 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Die Platinen werden von der Unterseite bestückt: Auf die Platinen werden keine Bauteile eingelötet. Platinen (Oberseiten): Platinen (Unterseiten): Platine http://nibobee.nicai-systems.de...
- Seite 17 Erweiterungsmöglichkeiten und werden nicht bestückt! Daher sind hierfür keine Bauteile enthalten! 1. Externe Stromeinspeisung: Der Stecker X8 bietet die Möglichkeit, den NIBObee über eine externe 5V Spannungsquelle zu versorgen. Dazu müssen die Jumper JP1, JP2 und JP3 entfernt werden.
-
Seite 18: Widerstände
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Die Reihenfolge der Bestückung richtet sich nach der Höhe der Bauteile, damit alle Lötstellen gut zugänglich sind. Die folgenden Unterabschnitte sind nach diesem Kriterium sortiert. Hinweis: In diesem Kapitel werden alle Platinen ( ) bestückt. 2.3.1 Widerstände Die Widerstände werden waagerecht auf den Platinen... - Seite 19 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Folgende Übersichtsgrafik erleichtert das Bestücken der Hauptplatine mit den Widerständen. Alle Widerstände sind leicht grau schattiert, dicker umrandet und beinhalten den zu bestückenden Wert. Folgende Widerstände werden auf den Nebenplatinen bestückt: R32 ist auf Platine , R33 ist auf Platine...
-
Seite 20: Zener-/Schottky-Dioden
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.3.2 Zener-/Schottky-Dioden Die Zener-Dioden D9 und D10 vom Bauteil Typ BZX83V003.6 (bzw. 55C3V6) BZX83 und die Schottky-Dioden D11, D12 V003.6 und D14 vom Typ BAT85 müssen vor der Bestückung wie die BAT85 Widerstände zurecht gebogen werden. Dabei muss man jedoch auf die Polarität achten! Der weiße Strich bzw. -
Seite 21: Scheibenkondensatoren
Bei der Bestückung ist darauf zu achten, dass die abgeflachte Seite der Transistoren in die gleiche Orientierung zeigt, wie auf der Platine angegeben ist. !! Wichtig !! Der NIBObee darf niemals ohne bestückten IC3 (74HC139) eingeschaltet werde, da sonst die Transistoren zerstört werden! http://nibobee.nicai-systems.de... -
Seite 22: Pnp-Bipolar-Transistoren
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.3.9 PNP-Bipolar-Transistoren Die fünf PNP-Bipolar-Transistoren Bauteil T1, T2, T3, T6 und T7 sind vom Typ BC327 BC327. Bei der Bestückung ist darauf zu achten, dass die abgeflachte Seite der Transistoren in die gleiche Orientierung zeigt, wie auf der Platine angegeben ist. -
Seite 23: Leds
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 das rechteckige Lötpad. IR1 wird auf der Unterseite der Platine , unter der Aufschrift „IR1“ eingelötet. IR2 wird auf der Unterseite der Platine unter der Aufschrift „IR2“ eingelötet. Das kurze Beinchen muss jeweils in das rechteckige Lötpad. -
Seite 24: Schalter
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.3.16 Schalter Der Schiebeschalter S1 kann in zwei Bauteil verschiedenen Orientierungen Schiebe- eingesetzt werden, die Funktionalität schalter bleibt die gleiche. 2.3.17 Elektrolytkondensatoren Bei der Bestückung der Platine mit dem Wert Bauteil 470µF (C17), dem 100µF (C3) und den 470 µF... -
Seite 25: Batteriehalter
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.3.20 Batteriehalter Nun werden die beiden Batteriehalter an der Hauptplatine befestigt. Dazu werden sie zunächst jeweils mit einem kleinen Kabelbinder festgebunden. Je nach Lieferant fallen die Batteriehalter unterschiedlich aus und müssen unterschiedlich eingebaut werden: Typ A... - Seite 26 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Die Batteriehalter vom Typ B werden dementsprechend so auf die Platine gelegt, dass die Anschlußlaschen (äußere Kontakte) zum Platinenrand zeigen: Bei den Batteriehaltern vom Typ A zeigen die Anschlußlaschen zur Platinenmitte hin. Vor dem Einlöten werden die Batteriehalter mittels der kleinen Kabelbinder an der Platine befestigt: Durch die zwei Bohrlöcher wird der Kabelbinder wie folgt gezogen:...
- Seite 27 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Abschließend werden beide Batteriehalter (jeweils an 2 Kontakten) an der Platine fest gelötet. Bei den Batteriehaltern vom Typ B sieht das Ergebnis wie folgt aus: http://nibobee.nicai-systems.de...
-
Seite 28: Optische Überprüfung Der Platine
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Optische Überprüfung der Platine Bevor die Platine erstmalig an eine Stromversorgung angeschlossen wird, müssen sämtliche Bauteile auf die richtige Bestückung überprüft werden. Dazu müssen zunächst sämtliche Bauteilwerte überprüft werden. Anschließend müssen der korrekte Einbau und insbesondere die richtige Orientierung, beziehungsweise Polung, überprüft werden. -
Seite 29: Montage
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Montage 2.5.1 Vorbereitende Arbeiten Die beiden roten Doppelzahnräder werden auf die kurzen Stahlachsen (3x20 mm) aufgepresst. Dazu wird die Achse zunächst mit Hilfe eines Hammers in die Seite mit dem kleinen Ritzel gesteckt: Danach wird die Achse vorsichtig mit dem Hammer durch die Bohrung getrieben. - Seite 30 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Nun werden die beiden weißen Zahnräder auf die beiden langen Stahlachsen (3x37 mm) aufgepresst. Dazu wird die Achse zunächst mit Hilfe eines Hammers in die Seite mit dem kleinen Ritzel gesteckt. Danach wird die Achse vorsichtig mit dem Hammer durch die Bohrung getrieben.
-
Seite 31: Einbau Der Motoren / Getriebeeinheit
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.5.2 Einbau der Motoren / Getriebeeinheit Jetzt werden die beiden Motoren und die Platinen Platine Platine an der Hauptplatine befestigt. Stecken Sie zunächst die beiden Motoren so in die Platinen, wie in der Abbildung zu sehen ist. Die Anschlusslaschen der Motoren zeigen dabei nach unten. - Seite 32 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Nachdem der Motor richtig sitzt, wird die Platine zunächst an der mittleren Lötstelle an der Hauptplatine fest gelötet (siehe Fotos). Die mechanischen Verlötungen funktionieren durch Kapilarwirkung: man verzinnt die jeweilige Stelle mit relativ wenig Lötzinn, erhitzt die Stelle danach jedoch noch ca.
- Seite 33 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Nun werden die übrigen mechanischen Verbindungen (rote Pfeile) von der Unterseite her gelötet. Verwenden Sie auch dabei nicht zu viel Lötzinn! Weiterhin werden die Motorkontakte an der Platine fest gelötet (weiße Pfeile). Nun müssen noch die beiden elektrischen Kontakte zwischen der...
- Seite 34 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Jetzt wird das linke Getriebe montiert: Stecken Sie den weißen Kunststoffdistanzring auf die kurze Achse mit dem roten Zahnrad (auf die dem kleinen Zahnrad gegenüberliegende Seite). Dann wird diese Achse mit dem Distanzring voran in die Bohrung unterhalb des Phototransistors PT1 gesteckt.
- Seite 35 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Von außen wird die Platine an vier Stellen fest gelötet: Auch hierbei wird wieder relativ wenig Lötzinn verwendet, und jede Lötstelle wird noch ca. 10 Sekunden zusätzlich erhitzt. Das Ergebnis sollte in etwa so aussehen: http://nibobee.nicai-systems.de...
- Seite 36 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Von der Innenseite müssen zwei Stellen verlötet werden: Damit ist die linke Getriebeeinheit komplett fertig. Die rechte Getriebeeinheit wird nach dem selben Schema gebaut. Tip: Durch leichtes Einfetten des Getriebes lassen sich leise Laufgeräusche erreichen. http://nibobee.nicai-systems.de...
-
Seite 37: Montage Des Sensorträgers
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.5.3 Montage des Sensorträgers Platinen werden nun durch die Hauptplatine gesteckt. Damit das gut klappt, hält man die Platine leicht schräg und steckt den vorderen Teil als erstes fest. Löten Sie die Platinen noch nicht fest!! - Seite 38 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Wenn alles gut ausgerichtet ist, werden die Platinen nun mechanisch mit einander verlötet. Von den 6 Lötstellen der Platine werden zunächst nur die mittleren beiden Stellen fest gelötet (rote Pfeile). Dann lötet man die Platinen an der Hauptplatine fest (weiße Pfeile): Jetzt sollte der mechanische Aufbau fest sitzen.
-
Seite 39: Montage Der Fühler
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.5.4 Montage der Fühler Als Vorbereitung wird durch die beiden länglichen Hilfsplatinen jeweils die Hälfte des mitgelieferten Stücks Silberdraht gesteckt und an beiden Seiten umgebogen: Der Draht wird von beiden Seiten an den Lötpads der Hilfsplatinen angelötet und anschließend durch die Bohrlöcher der Hauptplatine gesteckt:... - Seite 40 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Jetzt werden die beiden langen Kabelbinder jeweils auf 10 cm gekürzt (an der richtigen Seite abschneiden!) und leicht zurecht gebogen. Der mitgelieferte Schrumpfschlauch wird halbiert: Nun wird der Kabelbinder mit dem Schrumpfschlauch auf die Hilfsplatine geschoben und mit dem Lötkolben fest geschrumpft. Der linke Fühler sollte dabei leicht nach links und der rechte Fühler nach rechts gebogen sein.
-
Seite 41: Aufstecken Der Räder
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Das Ergebnis sollte in etwa so aussehen: 2.5.5 Aufstecken der Räder Die beiden Räder werden soweit auf die Antriebsachsen aufgesteckt, dass sie sich noch gut drehen lassen. Um das Getriebe nicht zu beschädigen, drückt man dabei am besten (z.B. mit einem Stift) gegen das andere Achsende: http://nibobee.nicai-systems.de... -
Seite 42: Aufkleben Der Halbsphäre
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.5.6 Aufkleben der Halbsphäre Die kleinere Halbsphäre wird mit z.B. mit Klebstoff oder Heißkleber, auf der Unterseite des NIBObee an der Hauptplatine fest geklebt: http://nibobee.nicai-systems.de... -
Seite 43: Einsetzten Der Ics
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 2.5.7 Einsetzten der ICs !! Wichtig !! Der Roboter darf auf keinen Fall ohne bestückten IC3 (74HC139) eingeschaltet werden, da sonst die Transistoren der Motorbrücke durchbrennen! Die vier ICs müssen nun vorsichtig mit leichtem Druck in der richtigen Orientierung! (die Einkerbungen auf den ICs sind auf der Platine gekennzeichnet) in den jeweils passenden Sockel gesteckt werden. - Seite 44 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Abschließend wird noch die große Halbsphäre aufgesetzt – jetzt ist der NIBObee startklar! http://nibobee.nicai-systems.de...
-
Seite 45: Inbetriebnahme
Eventuell leuchten jetzt auch schon gelbe und rote LEDs, die wir für die weiteren Tests verwenden werden: Testen der Bodensensoren Der NIBObee wird nun auf ein weißes Blatt gestellt. Daraufhin sollten beide roten LEDs (LED1 und LED2) aufleuchten. Hält man den NIBObee hingegen in die Luft, sollten diese beiden LEDs nicht leuchten. -
Seite 46: Testen Der Tastsensoren / Fühler
Testen der Motoren Zunächst muss nun der Jumper JP7 gesteckt werden. Vorsicht, der NIBObee kann sich ab jetzt bewegen! Bei Betätigung des linken Fühlers nach vorne sollte sich das linke Rad vorwärts, bei Betätigung nach hinten sollte es sich rückwärts drehen. - Seite 47 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Wenn soweit alles funktioniert hat, kann man jetzt mit dem Tutorial (Einrichten der Programmierumgebung und Ausprobieren der Beispielprogramme) oder mit eigenen Programmen weitermachen, viel Spaß! Weitere Informationen sind unter http://www.nibo-roboter.de zu finden: Tip: Auf http://www.roboter.cc können fertige Programme einfach ausprobiert oder auch eigene Programme erstellt werden.
-
Seite 48: Ladefunktion Der Akkus Über Usb
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Ladefunktion der Akkus über USB Die Akkus des NIBObee können aufgeladen werden, indem der NIBObee eingeschaltet über USB mit einem Rechner verbunden wird und die Jumper JP1, JP2 und JP3 in die „vordere Stellung“ (siehe Fotos) umgesteckt werden:... -
Seite 49: Anhang
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 4 Anhang Widerstandsfarbcode Die Werte von Kohleschichtwiderständen werden mit 4 Farbringen anhand nachfolgender Tabelle codiert: Farbe Ring 1 Ring 2 Ring 3 (Faktor) Ring 4 (Toleranz) silber — — ±10 % 1·10 = 10 mΩ gold —... -
Seite 50: Tht - Bauteilliste
Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 THT - Bauteilliste Bezeichnung Wert Gehäuse C1, C2, C12, C13 Scheibenkondensator 22pF C-EU025-025X050 Elektrolytkondensator 470µF CPOL-EUE3.5-8 Elektrolytkondensator 100µF CPOL-EUE2-5 C4, C6, C7, C8, C14, Kondensator 100nF C-EU025-025X050 C15, C16, C22 C5, C11 Elektrolytkondensator 4µ7 CPOL-EUE1.8-4 C9, C10... - Seite 51 Bauanleitung Roboterbausatz NIBObee 30.09.2011 Bezeichnung Wert Gehäuse R19, R25, R35, R43, Widerstand R-EU_0207/10 R44, R45 R23, R26, R32, R33, Widerstand R-EU_0207/10 R39, R40, R41, R42, R46, R47, R48, R49, Widerstand 100k TRIM_EU-CA6H R9, R13, R20, R21, Widerstand R-EU_0207/10 Schalter SW1, SW2, SW3,...
-
Seite 52: Links Zu Weiterführenden Internetseiten
● des NIBObee Herstellers. Liefert technische Informationen, die Bauanleitung und weitere Links. NIBObee und Nibo2 Wiki: http://www.nibo-roboter.de Liefert alle ● Informationen rund um den NIBObee und den Nibo2. Shop: http://shop.nicai-systems.de Online-Shop für die Nibo Roboter ● und Erweiterungssets. Mikrocontroller: http://www.mikrocontroller.net Alles über...