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Inhaltszusammenfassung für VARIOBOT variAnt
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Seite 2: Sicherheitshinweise
Staub, Fremdkörper und Feuchtigkeit Bedingt durch die offene Bauform gibt es ● zerstören die Mechanik und Elektronik. bei variAnt spitze Ecken und scharfe Kanten. Bei Berührung besteht Verletzungsgefahr! An den Roboter dürfen keine Maschinen, ● Fasse insbesondere nicht in den Antrieb! insbesondere keine Geräten mit Netz-... - Seite 3 Allgemeine Batterie- und Akkuhinweise Die in dieser Anleitung vorgestellten Aufbauten und Schaltungen wurden mit größtmöglicher Akkus gehören nicht in Kinderhände. ● Sorgfalt entwickelt, geprüft und getestet. Herkömmliche Batterien dürfen keinesfalls Dennoch können Fehler nicht vollständig ● geladen werden. Es besteht Brand- und ausgeschlossen werden.
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Seite 4: Einleitung
Mühe Seitenschneider und Flachzange ● einer echten Ameise nachempfundenen haben. Teppichmesser und Permanentmarker ● variAnt läuft und agiert fast wie ihr natürliches PC oder Tablet mit Internetzugang ● Vorbild. Ihr innovativer und kompakter Lauf- Micro-USB-Kabel und USB-C-Kabel ●... - Seite 5 1) Montieren der Abstandshalter 1) Aufladen des Akkus 2) Einsetzen der Motoren 2) Konfigurieren der Arduino-IDE 3) Vorbereiten der Kabelstränge 3) Laden der variAnt Bibliothek 4) Montieren der Boards 4) Erstellen eines Testprogramms 5) Anbringen der langen Kabel 5) Testen der Laufbewegung 6) Anschließen der kurzen Kabel...
- Seite 6 A) Aufbau Entferne vor der Montage der Acrylteile jeweils Achte beim Hantieren mit den Acrylteilen deren Schutzfolie. Beginne mit dem unteren darauf, diese nicht zu stark zu biegen, da sie Körperelement der Roboterameise. ihre Stabilität erst durch das Verbinden mit dem jeweiligen Gegenstück erhalten.
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Seite 7: Montieren Der Abstandshalter
1) Montieren der Abstandshalter Montiere 9 schwarze Sechskant-Abstandshalter Fixiere nun auf der Unterseite an den äußeren 4 mit 9 langen Schrauben (8 mm) und einem Beinpositionen ebenso 4 kurze Abstandshalter Inbusschlüssel an den dargestellten Positionen mit kurzen Schrauben. der nicht gravierten Oberseite der Acrylform. Schraube in diese Abstandshalter dann noch 4 Befestige dann am Hinterteil mit kurzen 4 mm lange Schrauben (8 mm) und ziehe diese unter... -
Seite 8: Einsetzen Der Motoren
2) Einsetzen der Motoren Biege die getrennten Kabelenden der beiden 2 schwarze Zwillingskabel schwarzen Zwillingskabel etwas auseinander 2 Getriebemotoren mit Kabel und schiebe die beiden Anschlüsse auf Höhe derer Einkerbungen (1) in die dafür vorgese- henen Aussparungen der Acrylform. Biege dann die Kabel der Motoren um 180°, sodass sie seitlich am Motorgehäuse anliegen. -
Seite 9: Vorbereiten Der Kabelstränge
3) Vorbereiten der Kabelstränge Teile das 10 cm lange Flachbandkabel behutsam mit einem Teppichmesser (flach aufgesetzt), sodass du die vier zweifarbigen Zwillingskabel erhältst. Bewahre die restlichen Kabel für evtl. zusätzliche Beschaltungen auf. Trenne von einem der 20 cm Kabel die äußeren 1 buntes Flachbandkabel 10 cm (10-polig) vierpoligen Stränge ab und schlitze die 3 langen 2 bunte Flachbandkabel 20 cm (10-polig) -
Seite 10: Montieren Der Boards
4) Montieren der Boards Stecke die Kontakte des geschlitzten 10-poligen Stecke dann die zehn Stiftkontakte des Kabels in Flachbandkabels auf die hintere Stiftleiste der die vierte Reihe des Breadboards, sodass dabei Steuerplatine (braun » +5V, … , schwarz » GND). die mittlere Position (Nr. - Seite 11 5) Anbringen der langen Kabel Versehe das 4-polige Kabel (braun, …, gelb) wie Stecke die 4 Anschlüsse direkt vor den Kabeln abgebildet mit einem Knoten und schiebe dann gleicher Farbe ins Breadboard, lege das braun- die 2-poligen Abzweige von der Mitte aus durch rote Kabel zwischen die Motoren und schiebe den 5-poligen Kabelstrang (braun, …, grün).
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Seite 12: Anschließen Der Kurzen Kabel
6) Anschließen der kurzen Kabel Stecke das orange-rote und das weiß-graue Versehe das linke Motorkabel mit einem Knoten. Kabel (je 10 cm) direkt vor die gleichfarbigen Schließe dann beide Motorkabel an die Kontakte Kabel in das Breadboard und lasse sie vorne MR und ML der Steuerung, sodass sich das rote zwischen den Abstandshaltern herausragen. -
Seite 13: Vorbereiten Des Oberen Körperelements
7) Vorbereiten des oberen Körperelements Montiere auf dem oberen Körperelement 6 Schiebe dann das Clip-Kabel für den Akku durch kurze Abstandshalter mit kurzen Schrauben. das rechteckige kleine Loch und schließe es an die noch freien Kontakte in der Mitte der Steuerplatine. -
Seite 14: Verbinden Der Körperelemente
8) Verbinden der Körperelemente Platziere nun das obere Körperelement derart, Befestige nun das obere Element vorerst nur am dass die Motoren, die Kabel am Breadboard und Kopf und am Hinterteil mit 5 langen Schrauben. die Komponenten der Steuerplatine durch die Montiere dann auf die kurzen Abstandshalter im entsprechenden Aussparungen ragen. -
Seite 15: Vorbereiten Der Antriebswellen
9) Vorbereiten der Antriebswellen Die Biegungen der 6 Antriebswellen weisen im Wenn variAnt gegen ein Hindernis läuft, Idealfall einen Winkel von exakt 10° auf, jedoch wirken auf die Zahnräder sehr hohe Kräfte. unterliegen sie gewissen Fertigungstoleranzen. Damit dabei die Zahnräder auf den Wellen... -
Seite 16: Aufpressen Der Zahnräder
10) Aufpressen der Zahnräder Schiebe zunächst über die aufgerauten Halte in diesem Fall die Welle mit einer Zange Enden der 6 geknickten Wellen jeweils im Bereich des Knicks fest, ziehe das Zahnrad eine der Messingbuchsen. mit einem Tuch von der Welle ab und stecke es schließlich wieder erneut auf. -
Seite 17: Einbauen Der Antriebswellen
11) Einbauen der Antriebswellen Drehe zunächst die D-förmigen Motorachsen so, Die Stellung der Zahnräder zueinander muss dass die Abflachungen exakt nach außen zeigen im Moment noch nicht beachtet werden. (1) und platziere dort jeweils etwa in der Mitte die 2 kleinen würfelförmigen Magnete (2). Fixiere nun alle 8 Wellen mit einem Wellenring. -
Seite 18: Fixieren Der Buchsen Und Der Kugelköpfe
12) Fixieren der Buchsen und der Kugelköpfe Demontiere nun zunächst wieder die vier Standfüße. 2 kurze Schrauben (4 mm) Lege dann den Aufbau auf den Zahnrädern ab und ziehe 2 kurze Abstandshalter (Messing) mit den 4 langen 8 mm Schrauben die Acrylteile an den 6 mittellange Schrauben (6 mm) verbleibenden Positionen vorsichtig zusammen, während 6 gelochte Messingkugeln (5 mm) -
Seite 19: Aufbauen Der Beine
13) Aufbauen der Beine Befestige auf den nicht gravierten Seiten der rechten Beinelemente jeweils 4 kurze Abstandshalter mithilfe von 4 kurzen Schrauben. Schiebe auf 6 der kurzen Wellen (8 mm) je einen Wellenring bis zur Mitte und stecke diese Rollen dann in die Löcher am Ende der Beinelemente. -
Seite 20: Anbringen Der Beine
14) Anbringen der Beine Trage zunächst auf die 6 Kugelköpfe sowie in Stecke eine weitere Kugel bis zum Langloch (3) den Bohrungen von 12 Messingkugeln etwas auf die Welle und ziehe die darunter liegende Schraube dann so fest, dass sich das Bein beim Schmiermittel auf und verteile es gleichmäßig. -
Seite 21: Einstellen Der Schrittfolge
15) Einstellen der Schrittfolge Richte nun die Zahnräder aus, sodass die von dir Biege die Anschlüsse der Reed- markierten Zähne exakt nach außen in Richtung schalter um 90° und kürze sie 12,5 mit einem Seitenschneider auf der entsprechenden Messingbuchsen zeigen. eine Länge von 8 mm. -
Seite 22: Anbringen Der Sensoren
16) Anbringen der Sensoren Kürze die Anschlüsse von 8 der Fototransistoren mit einem Seitenschneider auf genau 8 mm. Stecke davon dann 4 Sensoren richtig gepolt an die Kabelanschlüsse der Beine. Der positive Anschluss (Kollektor) der Fototransistoren ist am kurzen Bein bzw. auf der Seite der Abflachung (K) am Gehäuse. -
Seite 23: Montieren Der Kieferklauen
17) Montieren der Kieferklauen Befestige auf einem linken und einem rechten Kieferelement jeweils 2 kurze Abstandshalter mithilfe von kurzen 4 mm Schrauben. Beachte, dass sich die linken und die rechten Kieferelemente lediglich in der Ausrichtung ihrer Verzahnung unterscheiden. Montiere auf die Abstandshalter jetzt 2 weitere 2 linke Kieferelemente identische Kieferelemente, jedoch mit jeweils 2 rechte Kieferelemente... -
Seite 24: Montieren Der Fühler
18) Montieren der Fühler Befestige auf den nicht gravierten Seiten der beiden rechten Fühlerelemente jeweils 4 kurze Abstandshalter mithilfe von 4 kurzen Schrauben. Schiebe je einen Wellenring auf 2 kurze Wellen und stecke diese in das Loch bei Position 5. Setze darauf nun die linken Fühlerelemente und befestige sie mit 2 kurzen Schrauben (1 und 2). -
Seite 25: Einbauen Des Akkus
19) Einbauen des Akkus Montiere auf den kleinen Abstandshaltern in der Sollte im Lieferumfang deines Bausatzes kein Körpermitte die 2 Halteelemente für den Akku Akku enthalten sein, so achte insbesondere mit 4 kurzen Schrauben. darauf, einen 9 V Lithium-Ionen-Akku oder Lege den Gummiring zuerst um die zwei nach eine 9 V Lithium-Batterie zu verwenden. -
Seite 26: Anbringen Der Elektronik
20) Anbringen der Elektronik Kürze die Anschlüsse der blauen und der roten LEDs sowie der 2 Drucktaster auf eine Länge von 6 mm. Bei den LEDs erkennst du den Minusspol (Kathode) am kürzeren Bein und an der großen „Fahne“ (K) im Inneren. Damit die 3 roten LEDs in den Buchsen auch einen guten Kontakt haben, ist es ratsam deren Beine am Ende mit einer kleinen Zange um 90°... -
Seite 27: Aufladen Des Akkus
9 V NiMH Akkus oder Alkaline Batterien einen Strom von bis zu 600 mA liefern. Ausgangsstrom max.: 600 mA Er versorgt variAnt für mindestens 2 Stunden. Kapazität am Ausgang: 400 mAh Strombedarf beim Laufen: ca. 160 mA USB Ladespannung: 5 V Spitzenstrom für beide Motoren: 400 mA... -
Seite 28: Konfigurieren Der Arduino-Ide
32 MHz getaktet werden kann. wähle dann für Clock Source: „Internal“ Alternativ kann variAnts Steuerplatine aber ● auch mit einem üblichen Arduino-Nano wähle für Clock: „16 MHz“ oder „32 MHz“ ● (ATmega328, 16 MHz) bestückt werden. wähle für Variant: „328P-LQFP32 (Mini EVB)“ ● https://raw.githubusercontent.com/dbuezas/lgt8fx/master/package_lgt8fx_index.json... -
Seite 29: Laden Der Variant Bibliothek
Vor deren Verwendung ist es evtl. erforderlich die Arduino-IDE nochmal neu starten. Die s.g. Headerdateien (.h) beinhalten lediglich Um nun in deinem Programm auf die variAnt die Deklarationen der Variablen und Funktionen. Funktionen zugreifen zu können, muss die Die C++ (.cpp) Dateien enthalten dann die Bibliothek in deiner Sketch geladen werden. - Seite 30 Test-Programm. Speicher deine erste variAnt Ant; Sketch dann z.B. unter dem Namen variAnt_test.ino ab. void setup( ) Erzeuge zuerst ein Objekt der variAnt Klasse, dem du beispielsweise den Namen „Ant“ gibst. Ant.Setup( ); Innerhalb der setup-Funktion muss das „Ant“ Objekt dann mit dessen Setup-Funktion initialisiert werden.
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Seite 31: Testen Der Laufbewegung
Prüfe als nächstes, ob die linken und rechten Zu Beginn der Übertragung blinkt die blaue gegenüberliegenden Beine gegengleich laufen. LED (L) am Nano-Board als auch am variAnt- Anhang der roten LEDs (RSL und RSR) ist die Board (DL3) auf, falls der linke rote Schalter Aktivierung der Reedschalter zu erkennen. -
Seite 32: Implementieren Von Ausgaben
6) Implementieren von Ausgaben Die USB-Verbindung kann auch dazu genutzt werden, Ein- #include <variAnt.h> und Ausgaben über den PC durchzuführen, was besonders #define TEST zum Testen oder bei der Fehlersuche nützlich ist. variAnt Ant; Die serielle Verbindung wird mit „Serial.begin()“ initialisiert. -
Seite 33: Überprüfen Der Sensoren
7) Überprüfen der Sensoren Die Werte müssten sich bei unterschiedlicher Platziere deine Ameise an einer gleichmäßig Ausrichtung der Ameise ändern. beleuchteten Stelle und überprüfe dann die mit „PrintSensorStatus()“ ausgegebenen Werte. Hat ein Sensor jedoch einen gleichbleibend hohen Wert, dann ist dieser entweder falsch Fühler: gepolt oder nicht korrekt angeschlossen. -
Seite 34: Ausweichen Von Hindernissen
Schwellwert (850) verglichen. if( Ant.leftSensorsShadowed(0,1, 850) ) Dabei leuchten die entsprechenden LEDs auf. Ant.stepBack(0,2); if( Ant.rightSensorsShadowed(0,1, 850) ) variAnt soll sich bei Abschattung der Fühler oder Ant.stepBack(2,0); der Vorderbeine um 2 Schritte wegdrehen. if( Ant.SensorsShadowed(0,2, 900) ) Mit „SensorsShadowed(0,2,900)“ wird die if( Ant.getLeftSensor(0) >... - Seite 35 Untergrund Helligkeit Teste deine Programme bevorzugt am Boden, Da durch die Kombination der Fotosensoren damit variAnt nicht versehentlich vom Tisch fällt. relative Helligkeitswerte detektiert werden, In dunkler Umgebung und bei ausschließlicher funktioniert variAnts Sensorik sowohl in sehr Beleuchtung eines hellen Tisches kann sie aber heller wie auch in fast dunkler Umgebung.
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Seite 36: Weitere Funktionen Der Variant-Klasse
Mit „Stop()“ hält die Roboterameise an. Die LEDs müssen ggf. in jedem Durchlauf der loop-Schleife neu gesetzt werden, da sie in „Run(FORWARD)“ lässt variAnt in die gewählte der Update-Funktion automatisch wieder auf Richtung „FORWARD“ oder „BACKWARD“ laufen. „LOW“ zurückgesetzt werden. -
Seite 37: Anhang
C) Anhang 1) Übersicht der Bauteile... - Seite 38 2) Schaltplan des variAnt Boards...