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nicai systems Nibo Bauanleitung Und Funktionshandbuch

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Roboterbausatz Nibo
Bauanleitung und
Funktionshandbuch
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Verwandte Anleitungen für nicai systems Nibo

Inhaltszusammenfassung für nicai systems Nibo

  • Seite 1 Roboterbausatz Nibo Bauanleitung und Funktionshandbuch nibo.nicai-systems.de...

  • Seite 2: Sicherheitshinweise

    Sicherheitshinweise Für den Zusammenbau und den Betrieb des Roboters beachten Sie bitte folgende Sicherheitshinweise: Der Roboterbausatz Nibo 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 Nibo 28.07.2007 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Überblick.................5 1.1 Funktionsumfang und Ausstattung............6 1.2 Motoren....................7 1.2.1 Odometrie..................7 1.2.2 Motorbrücke..................8 1.2.3 Motorregler..................8 1.3 Sensorik....................8 1.3.1 Distanzmessung................8 1.3.2 Linien- und Bodensensoren.............9 1.4 Kommunikation..................9 1.4.1 IR-Empfänger..................9 1.4.2 IR-Sender..................9 1.4.3 ISP-Schnittstelle................9 1.4.4 Erweiterungsport................10 1.5 Sonstige Hardwarekomponenten............10...
  • Seite 4 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5.18 Jumper..................21 2.5.19 IR-Empfangs-IC................21 2.5.20 Elektrolytkondensatoren..............21 2.5.21 Reset-Taster................22 2.5.22 Schalter..................22 2.5.23 Potentiometer................22 2.5.24 Spannungsregler.................22 2.6 Optische Überprüfung der Platine............23 2.7 Vorbereiten der Batteriehalter...............23 2.8 Montage des Grafik-Displays (optional)..........23 2.9 Montage des Text-Displays (optional)...........24 2.10 Zusammenbau der Module..............25 3 Inbetriebnahme....................26...

  • Seite 5: Einleitung Und Überblick

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 1 Einleitung und Überblick Der Roboterbausatz Nibo ist ein von der Firma nicai-systems entwickelter, frei programmierbarer mobiler Roboter. Als autonomer Roboter kann er selbständig in beliebige Richtungen fahren. Durch seine multiplen Sensoren kann er dabei Hindernissen ausweichen oder auch einer Linie folgen.

  • Seite 6: Funktionsumfang Und Ausstattung

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 1.1 Funktionsumfang und Ausstattung Das Roboterbausatz besitzt unter anderem folgende Eigenschaften: Technische Daten: Abmessungen: (L x B x H) 136 x 142 x 87 mm • Gewicht: 570g (mit Akkus und Grafikdisplay) • Energie: 8 AA Mignon-Akkus mit je 1,2 V •...

  • Seite 7: Motoren

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 Kartographierung • Unterscheidung von verschiedenen Bodenbelägen • Objekte verfolgen • Fernsteuerung von TV-Geräten, HiFi-Anlagen • Features: Hauptprozessor mit 128 kByte Flash-Speicher • Programmierbar in C, C++ und Java (GNU gcc und nanoVM) • Separater Controller für die Motorregelung (Rad-Encoder-Auswertung •...

  • Seite 8: Motorbrücke

    Reaktion auf Umwelteinflüsse. Im folgenden sind die einzelnen Sensoren beschrieben. 1.3.1 Distanzmessung Um die Entfernung von Hindernissen grob abzuschätzen sendet der Nibo moduliertes IR-Licht aus. Durch die Verrechnung der empfangenen Signale wird der Reflexionsfaktor ermittelt. Da der Reflexionsfaktor nicht nur vom Abstand der Hindernisse abhängt sondern auch von deren Farbe in IR-Bereich,...

  • Seite 9: Linien- Und Bodensensoren

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 1.3.2 Linien- und Bodensensoren Zur Messung des Reflexionsfaktors des Bodens unter dem Roboter dienen vier CNY70 Reflexlichtschranken. Dadurch ist sowohl eine Erkennung von Abgründen möglich, wie auch das Folgen einer schwarzen Linie. Zusätzlich können verschiedene Bodenbeläge unterschieden werden, solange ihr IR- Reflexionsfaktor unterschiedlich ist.

  • Seite 10: Erweiterungsport

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 1.4.4 Erweiterungsport Der Erweiterungsport dient zum Anschluss von zukünftigen Erweiterungen. 1.5 Sonstige Hardwarekomponenten Folgende Komponenten des Roboters sind bis jetzt noch nicht erwähnt worden: 1.5.1 Status LEDs Die sechs zweifarbigen LEDs dienen zur Statusanzeige. Sie können rot und grün leuchten, zusätzlich können auch beide Farben gleichzeitig angezeigt...

  • Seite 11: 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! 2.1 Erforderliches Werkzeug Für die Montage des Nibo werden folgende Werkzeuge benötigt: Lötkolben mit Schwämmchen • Elektroniklötzinn •...
  • Seite 12 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 Das Flachbandkabel muss zunächst auf 14 cm gekürzt werden. Dann wird das Kabel von einer Seite auf einer Länge von 7 cm in zwei 5-polige Stränge aufgeteilt. Der Strang mit der ersten (rot markierten) Ader behält die Länge von 14 cm, der andere wird auf 10,5 cm gekürzt.
  • Seite 13 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 Nun müssen die beiden IR-LEDs (IRL80A) mit einer Zange umgebogen werden. Das Stück vom Plastikkörper bis zur ersten Biegung muss 2 mm lang sein und das mittlere Stück muss 10mm lang sein. Die beiden LEDs können jetzt von hinten an die Odometriesensorplatinen gelötet werden.

  • Seite 14: Mechanischer Aufbau Des Antriebs

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.4 Mechanischer Aufbau des Antriebs Als vorbereitende Arbeiten müssen die beiden roten Doppelzahnräder auf die beiden Messingachsen aufgepresst werden. Das geht am einfachsten indem man die Achse in die Seite mit dem kleinen Ritzel steckt, und sie danach vorsichtig mit einem kleinen Hammer durch die Bohrung treibt.
  • Seite 15 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 Anschließend werden die Odometriesensorplatinen mit den 5 mm langen M2 Senkkopfschrauben (es gibt auch 6 mm lange Schrauben!) und Muttern befestigt. Nun müssen auf beiden Seiten die Getriebe montiert werden. Dazu wird die sechseckige Antriebsachse mit dem Doppelzahnrad in die hintere Bohrung gesteckt und danach die runde Messingachse mit dem zweiten Zahnrad in die andere Bohrung.

  • Seite 16: Bestückung Der Platine

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5 Bestückung der Platine In diesem Abschnitt wird die Bestückung der Platine mit den elektronischen Bauteilen beschrieben. 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.

  • Seite 17: Widerstandsnetzwerke

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5.4 Widerstandsnetzwerke Bei jedem Widerstandsnetzwerk ist der Pin 1 durch einen Punkt markiert. Auf der Platine ist der Pin 1 durch ein rechteckiges Löt-Pad markiert. Folgende Widerstandsnetzwerke werden bestückt: Bauteil Wert Beschriftung 4,7 kΩ 1 MΩ...

  • Seite 18: Widerstände

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5.8 Widerstände Alle Widerstände werden senkrecht in die Platine eingelötet. Die Beinchen werden dazu, wie auf der Abbildung zu sehen ist, an einer Seite umgebogen. Der Wert der Widerstände ist in einem Farbcode auf den Widerständen angegeben, der im Anhang erklärt wird.

  • Seite 19: Diode

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5.10 Diode Auch die Diode D1 vom Typ SB140 muss vor der Bestückung wie die Widerstände zurechtgebogen werden. Dabei muss man jedoch auf die Polarität achten! Die Kathode, die man am Ring auf der Diode erkennen kann muss das gerade Beinchen haben.

  • Seite 20: Ir-Leds

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5.13 IR-LEDs Die IR-LEDs PE1-PE5 dienen zur Aussendung der IR- Strahlung, sie werden auf der Oberseite der Platine eingelötet. Die Beinchen werden ca. 3 mm vom Boden des Phototransistors abgewinkelt, am besten legt man dazu ein 3mm dickes Material (Schraubenzieher o.Ä.) dazwischen.

  • Seite 21: Wannenstecker

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5.17 Wannenstecker Die vier Wannenstecker (X6, X7, X8 und X9) müssen in der richtigen Orientierung auf die Platine gelötet werden. Die Aussparungen an den Wannen sind auf dem Bestückungsdruck sichtbar. Die 6-polige Wanne X8 dient zur Programmierung des Roboters. Eine 10-polige Wanne X7 dient zum Anschluss der Odometrieplatinen.

  • Seite 22: Reset-Taster

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.5.21 Reset-Taster Der Einbau des Reset-Tasters S2 ist verpolungssicher. Er muss mit leichtem Druck bis zum Einrasten bestückt werden. Da das Pinout nicht quadratisch ist, sind nur zwei der vier Orientierungen möglich. 2.5.22 Schalter Der Kippschalter S1 kann in zwei verschiedenen Orientierungen eingesetzt werden, die Funktionalität bleibt die...

  • Seite 23: Optische Überprüfung Der Platine

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.6 Optische Überprüfung der Platine Bevor die Platine erstmalig an eine Stromversorgung angeschlossen wird, müssen erst 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 24: Montage Des Text-Displays (Optional)

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.9 Montage des Text-Displays (optional) Zunächst wird der 20-polige Stecker auf das Flachbandkabel gepresst. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die farbig markierte Ader mit dem ersten Pin des Steckers zusammenfällt. Die einzelnen Adern werden nun an der Displayplatine anhand der Reihenfolge in der Tabelle festgelötet.

  • Seite 25: Zusammenbau Der Module

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 2.10 Zusammenbau der Module Zunächst wird auf die schwarze Holzscheibe der Teflongleiter geklebt. Anschließend befestigt man sie mit der Holzschraube mitten auf der Unterseite der Platine. Nun wird die Antriebssektion an der Platine befestigt. Dazu legt man zunächst die Antriebssektion so auf die Platine, dass sich die Bohrungen überdecken...

  • Seite 26: Inbetriebnahme

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 3 Inbetriebnahme Nach Abschluss der vorbereitenden Arbeiten kann der Roboter nun erstmalig Schritt für Schritt in Betrieb genommen werden. Dazu werden zunächst alle Stecker abgesteckt und die beiden Jumper abgezogen. Der Roboter wird ausgeschaltet (Kippschalter nach hinten) und der Stromversorgungsstecker wird eingesteckt.

  • Seite 27: Anhang

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 4 Anhang 4.1 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...

  • Seite 28: Schaltplan

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 4.2 Schaltplan  http://nibo.nicai-systems.de...
  • Seite 29 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007  http://nibo.nicai-systems.de...
  • Seite 30 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007  http://nibo.nicai-systems.de...
  • Seite 31 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007  http://nibo.nicai-systems.de...

  • Seite 32: Bauteilliste

    Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 4.3 Bauteilliste Part Value Package 22pF C025-024X044 22pF C025-024X044 100nF C025-024X044 100nF C025-024X044 100µF E2-5 470µF E3,5-8 220nF C025-025X050 100nF C025-024X044 100µF E2-5 220nF C025-024X044 100nF C025-024X044 100nF C025-024X044 100nF C025-024X044 100nF C025-024X044 100nF C025-024X044 SB140...
  • Seite 33 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 Part Value Package LED5 DUOLED5MM LED6 DUOLED5MM LED7 DUOLED5MM LED8 LED5MM3S SFH485 LED5MM3S SFH485 LED5MM3S SFH485 LED5MM3S SFH485 LED5MM3S SFH485 LED5MM3S IRL80A LED3MMSMD IRL80A LED3MMSMD SFH300FA LED5MM3S SFH300FA LED5MM3S SFH300FA LED5MM3S SFH300FA LED5MM3S SFH300FA LED5MM3S SFH320...
  • Seite 34 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 Part Value Package 150 Ω 0309V 150 Ω 0309V 150 Ω 0309V 2,2 kΩ 0309V 90 / 40 Ω 0309V 5 kΩ CA6H 10 kΩ 0309V 4,7 kΩ 0309V 10 kΩ 0309V 150 Ω 0309V 150 Ω...
  • Seite 35 Bauanleitung Roboterbausatz Nibo 28.07.2007 Part Value Package 4,7 kΩ RN-5 1 MΩ RN-6 4,7 kΩ RN-5 100 Ω RN-5 100 Ω RN-5 100 Ω RN-5 M9040P B3F-10XX BC368 TO92 BC368 TO92 BC368 TO92 BC368 TO92 BS170 TO92 BS170 TO92 CNY70...

  • Seite 36: Links Zu Weiterführenden Internetseiten

    AVR-GCC Compiler für Windows ● mit vielen Extras und „Add-on“ für das AVRStudio. AVRDude: http://savannah.nongnu.org/projects/avrdude/ Freie ● Programmiersoftware (Downloader, für den Nibo geeignet!). Weitere Informationen: Nibo Hauptseite: http://nibo.nicai-systems.de Die Homepage des Nibo ● Herstellers. Liefert technische Informationen, die Bauanleitung und weitere Links.

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