Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

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Bastelklausi
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Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 02 Sep 2020, 23:26

Hallo zusammen,

ich eröffne hier mal einen neuen Thread zum Thema Modelle aus dem benannten Baukasten / Buch.

Heute Abend habe ich das Basic Modell vom Buggy gebaut und dass Programm Tanzender Buggy aufgespielt. Das diente mir dazu, zu überprüfen, ob ich alles richtig gelötet und verschaltet habe. Jo, der Buggy tanzt.

Kleine Modifikationen. Da ich eine andere Gehäusegrundplatte für meinen Uno habe, passen die beiden 3x2 Bauplatten leider nicht. Ich habe daher nur eine Bauplatte verwendet und mit Montageband befestigt. Auf die beiden 5er Bausteine habe ich jeweils 2 weitere 5er gesetzt. Der Arduino ist nun etwas höher und daher der USB-Anschluss besser erreichbar. Die Batterie habe ich nicht direkt an den Motor Shield angeschlossen, sondern über den guten alten Polwendeschalter (habe ich beim ffm erworben). Da kann ich ein-/ausschalten. Anbei noch ein Bild.

Gruß, Klaus
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geometer
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von geometer » 03 Sep 2020, 08:47

Prima, Klaus. Da freuen sich die Autoren!

Viele Grüße

Thomas
fischertechnik-Roboter mit Arduino: https://youtu.be/GpBXRTh9SYY

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EstherM
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von EstherM » 03 Sep 2020, 12:14

Hallo Klaus,
verstehe ich richtig, dass Du hier einen alten Polwendeschalter verwendest, weil er eben gerade nicht als Polwendeschalter funktioniert, sondern bei dieser Schaltung als An-Aus-Schalter?
Gruß
Esther

Bastelklausi
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 03 Sep 2020, 17:01

Hallo Esther,

danke für deine Nachfrage. Korrekt, ich benutze den Polwendeschalter als einfachen Ein-/Ausschalter. Dieser "alte" Schalter ist für mich unerreicht gut und zuverlässig.

Gruß, Klaus

Bastelklausi
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 12 Sep 2020, 18:40

Hallo zusammen,

ich habe nun den Buggy mit einem Infrarotempfänger ausgerüstet. Die Codes meiner Fernbedienung habe ich ermittelt und im Code von Dirk Fox entsprechend angepasst. Den Buggy habe ich leicht modifiziert, Batteriegehäuse nun liegend, Starttaster anders platziert, Polwendeschalter als AN-/Ausschalter beibehalten und eine Steckplatine mit Bauplatte 3x2 ausgerüstet und aufgesteckt. Die Steckplatine beherbergt den Infrarotempfänger.
So weit so gut.
Wie Dirk in seinem Buch geschrieben hat, ist diese Art der Fernsteuerung nicht einfach zu handhaben. Die Reichweite ist nicht wirklich gut und die Steuerung des Buggys ist "sehr speziell" und nicht zu vergleichen mit z.B. der proportionalen Bluetooth Steuerung von Fischertechnik.
Alles in Allem zeigt die IR Steuerung das Prinzip und sie funktioniert ja auch prinzipiell. Die Steuerung mit dem Nunchuck lasse ich aus und freue mich auf den Teil mit der Hinderniserkennung mit den Bumpern.
Anbei noch ein Bild des Buggys.

Viele Grüße
Klaus
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Dirk Fox
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Dirk Fox » 12 Sep 2020, 22:01

Hallo Klaus,

richtig cool ist die BLE-Steuerung mit Smartphone, die ich auf der Webseite ("Modellvarianten") vorgestellt habe. Ich habe die App zu spät entdeckt, daher hat die Modell-Variante des Buggy den Weg nicht mehr ins Buch geschafft. Ich werde sie ausführlich in der nächsten ft:pedia beschreiben. Hoher Spielspaß und zuverlässiger als die IR-Steuerung. Zu letzerer noch: Ich habe mit verschiedenen Fernsteuerungen sehr unterschiedliche Ergebnisse erzielt. Meine Samsung-Fernsteuerung (siehe Buch) und eine Acer-Fernsteuerung (Beamer) haben am besten und zuverlässigsten funktioniert.

Beste Grüße,
Dirk

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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 13 Sep 2020, 22:15

Hallo Dirk,

vielen Dank für Deine Antwort. Ich habe mir den Beitrag zur BLE-Steuerung angesehen. Da müsste ich den Uno mit Bluetooth nachrüsten. Das stelle ich erst einmal zurück. Zum "Spielen" kann ich ja mein BT Racing Car benutzen. Das ist auch echt cool mit dem XM-Motor und dem Servo zur Lenkung.
Mein Fokus liegt mehr auf den Möglichkeiten, dass der Buggy autark fahren kann. Ich hatte die Minibots "durchgebastelt" und Spaß an der Sache gefunden. Nur sind die Programme bei den Minibots fest vorgegeben. Mit dem Buggy und der Arduino IDE kann ich nun voll "durchgreifen". Bin gespannt und werde von meinen Erfahrungen berichten.

Nochmals besten Dank und viele Grüße
Klaus

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Dirk Fox
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Dirk Fox » 13 Sep 2020, 23:40

Hallo Klaus,

Du hast vollkommen Recht - die Selbststeuerung ist tatsächlich spannender als eine Fernsteuerung. Mit den HM-10er-Modulen will ich auch nicht dabei "stehenbleiben" - mir schwebt vor, darüber Buggy-Schwärme zu konstruieren, die sich abstimmen, z.B. um durch ein Labyrinth zu finden oder eine Fläche aufzuräumen. Mal sehen, ob mir dazu eine Modellvariante gelingt...

Beste Grüße,
Dirk

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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von voxbremen » 14 Sep 2020, 09:27

"Der Delta"

Hallo zusammen,

ein kleiner Hinweis zum Delta-Roboter:
Die im Baukasten gelieferten Potis haben offenbar eine deutlich längere Achse als die im Buch verwendeten.
Tatsächlich vereinfacht das sogar den Bau ein wenig, da man auf die "Verlängerung" mit der roten Vierkant-Achse verzichten kann, wenn man das Lagerstück weglässt und die Aufnahme ein wenig versetzt:
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So sieht es dann eingebaut aus:
Eingebaut.jpg
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Erfahrene Fischertechniker finden sicher noch bessere Lösungen, aber falls jemand nur die Modelle bauen will und hier nicht weiterkommt, hilft es vielleicht...


VG, Volker

Bastelklausi
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 16 Sep 2020, 18:38

Hallo Dirk,

Buggyschwärme, das klingt ja sehr spannend. Ich stelle mir gerade vor, wie so ein Schwarm durch meine Wohnung fährt. Jedem Hindernis wird ausgewichen, es gibt keine Zusammenstöße. Nur irgendwann bleiben sie stehen, weil Akku leer. Und dann muss ich alle einsammeln und auftanken :lol:

Heute habe ich mal die Hinderniserkennung mit den Bumpern aufgespielt. Ich muss sagen, die funktioniert ziemlich gut. Bei manchen Hindernissen funktioniert es nicht, weil die Bumper dann nicht auslösen. Bei Teppichkanten kann man die Bauplatte etwas absenken, dann funktioniert es. Bei einem Schrank mit einem nach hinten versetzten Sockel (siehe Bild) lösen die Bumper nicht aus. Da müsste man zusätzliche Bumper einbauen.

Da ich ja schon die Minibots "durchgebastelt" hatte, kann ich die Modelle vergleichen. Auch bei den Minibots gibt es ein Modell mit zwei Bumpern, welches sich ähnlich verhält (bei Hindernis rückwärts fahren, ein Stück drehen, vorwärts fahren). Unser Arduino Buggy macht das spürbar souveräner. Wenn der Minibot frontal gegen ein Hindernis fährt, dann fährt er sich fest. Beim Arduino Buggy habe ich das noch nicht beobachtet; cool!

Viele Grüße
Klaus
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 16 Sep 2020, 18:41

Hallo Volker,

herzlichen Dank für Deinen Beitrag zum Delta. Wenn ich bei diesem Thema angekommen bin, werde ich mich daran erinnern. Ich bin gerade erst bei den ersten Varianten des Buggys.

Viele Grüße
Klaus

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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 16 Sep 2020, 18:47

Hallo zusammen,

Noch ein Tipp zu den Groundanschlüssen. Ich nutze dazu meine kleine Steckplatine mit der aufgeklebten Bauplatte. Da kann ich mit kleinen Drahtbrücken sehr viele Groundanschlüsse bereitstellen.

Beste Grüße
Klaus
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Dirk Fox » 17 Sep 2020, 18:32

Hallo zusammen,

hier geht es ja richtig ab :-)
Bastelklausi hat geschrieben:
16 Sep 2020, 18:47
Noch ein Tipp zu den Groundanschlüssen. Ich nutze dazu meine kleine Steckplatine mit der aufgeklebten Bauplatte.
Ja, das ist eine gute Lösung, Klaus. Ganz ähnlich funktioniert das "Prototype Shield" (das wir auf S. 188 für die Funk-Fernsteuerung verwenden); Ihr könnt es direkt auf die Stacking Header des Motor-Shield aufsetzen. Macht den Controller etwas "dicker", aber dann habt Ihr Steckfläche und GND-Anschlüsse "satt".

Freudiges Konstruieren,
Dirk

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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 22 Sep 2020, 18:48

Hallo Dirk,

gute Idee mit dem Prototypen Shield!

Ich habe nun den Buggy mit Bumpern um den Ultraschallsensor erweitert. Zuerst die Enttäuschung: keine Abstandsmessung :? Okay, alle Anschlüsse kontrolliert, soweit okay.
Ich hab dann einen Uno aus dem Vorrat genommen und das Modul direkt auf D4-D7 aufgesteckt (hatte meinen Lötkünsten mit den Stacking Headern nicht getraut). Dann den Sketch zur Abstandsmessung aufgespielt, aber leider keine Entfernung. Dann habe ich mit dem Wert "Timeout" experimentiert. Bei einem Wert von 4000 werden Distanzen bis ca. 12 cm angezeigt, bei 6000 dann bis ca. 50 cm. So funktioniert es dann!

Dann wieder den Original Uno mit Motor Shield genommen und mit einer Mindestdistanz (MinDist) von 30 cm habe ich den Buggy in die "freie Wildbahn" entlassen und ich muss sagen, er navigiert ziemlich souverän. Die Bumper werden vor allem an Teppichkanten genutzt; die meisten Hindernisse erkennt der Ultraschallsensor. Macht Spaß! :lol:

Beste Grüße
Klaus

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Dirk Fox
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Dirk Fox » 23 Sep 2020, 10:46

Hallo Klaus,
Bastelklausi hat geschrieben:
22 Sep 2020, 18:48
Bei einem Wert von 4000 werden Distanzen bis ca. 12 cm angezeigt, bei 6000 dann bis ca. 50 cm. So funktioniert es dann!
das klingt wirklich speziell...
Die Schallgeschwindigkeit ist konstant, also muss die Laufzeit des Signals linear sein.
Das passt nicht mit Deinen Messwerten zusammen.

Bei 12 cm liegt die reine Ultraschall-Signallaufzeit bei ca. 0,7 ms, bei 50 cm bei etwa 3 ms. Wenn ich diese Werte von Deinen Testergebnissen abziehe, komme ich in beiden Fällen auf 3 ms - offenbar "verbrät" Dein Sensor 3 ms, bevor er das Signal aussendet oder nachdem es empfangen hat.
Das könnte ein Sensor-spezifisches Problem sein; bei meinen Ultraschall-Sensoren konnte ich ein solches "Delay" nicht feststellen. Wenn Du mit Deinem Sensor einen Abstand von einem Meter messen willst, sollte das klappen, wenn Du zum timeout von 6000 (Signallaufzeit) nochmal die 3000 als Verzögerung hinzuaddierst.

Beste Grüße,
Dirk

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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 23 Sep 2020, 17:51

Moin Dirk,

die Sache hat mir keine Ruhe gelassen. Ich habe einen Versuchsaufbau gemacht und meine 5 vorhandenen Ultraschallsensoren HC-SR04 durchgemessen. Dabei habe ich zwei Varianten identifiziert, die sich von der Hardware unterscheiden. Hier nun erstmal meine Versuchsreihe (Timeoutwert in µs, Maximale Entfernung Variante 1 in cm, Maximale Entfernung Variante 2 in cm):

Timeout -- Var1 -- Var2
-- 1000 ---- k.A. --- 05
-- 1500 ---- k.A. --- 14
-- 2000 ---- k.A. --- 22
-- 2500 ---- k.A. --- 31
-- 3000 ---- k.A. --- 40
-- 3500 ---- 03 ----- 57
-- 4000 ---- 12 ----- 66
-- 5000 ---- 29 ----- 74
-- 6000 ---- 46 ----- 83
-- 7000 ---- 63 ----- 92

Bei ausreichend großem Timeout sind die absoluten Entfernungen beider Varianten ziemlich gleich. Sie können damit beide benutzt werden.
Ich habe Fotos der Varianten gemacht. Jeweils Vorder- und Rückseite. Links ist Variante 1, rechts Variante 2.

Fazit: Sollte es mit dem Originalsketch nicht klappen, variiert man den Timeoutwert. Alles Andere im Sketch kann bleiben.

Viele Grüße
Klaus
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Dirk Fox » 23 Sep 2020, 21:13

Hallo Klaus,

also stimmte der Verdacht... das erklärt es.
Ich habe unter meinen HC-SR04-Sensoren keinen der "linken" - dafür einen mit einem weiteren abweichenden Layout.
Deine Tests werde ich bei mir mal wiederholen.

Darf ich den Hinweis - natürlich mit Urheberangabe - auf unsere Buch-Webseite nehmen, falls jemand auf das gleiche Problem stößt?

Beste Grüße,
Dirk

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Dirk Fox
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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Dirk Fox » 23 Sep 2020, 21:27

Hallo Klaus,

noch etwas: Die Angabe eines timeout benötigt man nicht zwingend; der Funktionsaufruf funktioniert auch ohne.

Dann wird aber die maximale Laufzeit des Signals genutzt - da der Sensor Objekte in bis zu 4 m Entfernung "sehen" kann, dauert die Messung knapp 24 ms (Signallaufzeit); bei Deinem Sensor mit den zusätzlichen 3 ms "delay" benötigt jede Messung fast 30 ms. In dieser Zeit "steht" der Arduino und macht nichts... die Reaktion auf ein Hindernis erfolgt dann deutlich verzögert.

Beste Grüße,
Dirk

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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Karl » 23 Sep 2020, 21:57

Hallo,
die HC-SR04 mit einem anderen Layout, davon habe ich auch noch mehrere seit einigen Jahren liegen, gab es
damals im Zehnerpack fast geschenkt.
Bei denen ist, bezogen auf obigen Aufnahmen, das linke IC gegenüber dem mittleren IC etwas tiefer
versetzt angeordnet.
Außerdem sind noch einige Bauteile mehr auf der Platine als beim oben abgebildeten rechten Ultraschall-Sensor.
Mal schauen, vielleicht mache ich morgen noch ein oder zwei Fotos.
Hoffe, es gibt nicht noch mehr Versionen dieses Ultraschall-Sensors.
Mit Fischertechnik-US-Sensoren habe ich schon rumexperimentiert aber diese Arduino/Raspberry-Typen waren
bis jetzt im Schrank gut aufgehoben. Mal schauen..., im Laufe der nächsten Monate.

Nachtrag: Fotos der von mir genannten Version befinden sich zwei Beiträge weiter.
Zuletzt geändert von Karl am 24 Sep 2020, 14:42, insgesamt 1-mal geändert.
Grüße von
Karl

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Re: Modelle aus Baukasten und Buch Fischertechnik-Roboter mit Arduino

Beitrag von Bastelklausi » 23 Sep 2020, 22:58

Hallo Dirk,

Du darfst den Hinweis sehr gerne auf deiner Webseite zum Buch geben. Bin mal gespannt auf deine Testergebnisse.

In der Tat hatte ich den Parameter Timeout testweise weggelassen und hatte dann auch Entfernungsangaben. Ich finde aber den Timeout Parameter schon nützlich, da der Buggy, wie du gesagt hast, schneller reagieren kann.

Hallo Karl,

Ich wusste gar nicht, dass es bei den Ultraschallsensoren unterschiedliche Typen gibt, die dann auch so unterschiedlich reagieren. Da habe ich heute was gelernt. Bin mal gespannt auf deine Fotos. Wichtig ist, dass die Sensoren möglichst gleiche Ergebnisse liefern. Zumindest die beiden Varianten aus meiner Bastelkiste tun das.

Beste Grüße
Klaus

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