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Mobiler Roboter zeichnet virtuelle Umgebungskarte

Am Mittwoch, 17. Januar, will die Abschlussklasse der Informationstechnischen Assistenten im Berufskolleg Technik an der Neuenkamper Straße zeigen, was sie in Sachen „Robotertechnik“ alles drauf hat: Von 9 bis ca. 13 Uhr präsentiert die Klasse in der Schulaula ihr diesjähriges Abschlussprojekt „Mobile Robotik“. Im Mittelpunkt steht der  kleine Roboter (Foto), der im vergangenen Jahr gebaut und programmiert wurde.

Seit einiger Zeit sind preiswerte Funkchips mit WLAN- oder Bluetooth-Fähigkeit im Handel. Im Projekt wurde deshalb bereits im Sommer 2014 ein Mikrocontroller eingesetzt, der über die Möglichkeit verfügt, sich als Client per WPA2-Verschlüsselung in ein WLAN-Netz einzuloggen oder ggf. selbst einen Soft-Access-Point anzubieten, Über diesen Funkchip lässt sich der Roboter nun z.B. mit einem Smartphone oder Tablet verbinden und über eine von den Schülern geschriebene Webseite steuern. Fazit: Das kleine Kerlchen kann autonom navigieren, seine vielfältigen Sensordaten an ein Smartphone übermittelt, diese Daten in einer virtuellen Umgebungskarte darstellen und zudem vom Smartphone/Tablet aus in seinem Verhalten gesteuert werden kann.

Aufgabe der Schüler war es, mittels der Sensorik  des Roboters (z.B. Ultraschallsensor und IR-Kamera) Möglichkeiten zu erforschen, Wegstrecken ohne menschliches Eingreifen kollisionsfrei zurückzulegen, dabei plötzlich auftretenden Hindernissen auszuweichen und gleichzeitig Daten über den zurückgelegten Weg und Objekte in der räumlichen Umgebung an eine Leitstelle zu übermitteln. Dazu wurde der in weiten Teilen neu konzipierte Roboter innerhalb einer Projektwoche  mit einer Vielzahl von Platinen bestückt, gelötet und anschließend programmiert. Bis zu den Weihnachtsferien hatten die Schüler dann Gelegenheit, ihre Roboter im Aufbau und Verhalten zu perfektionieren und die verwendete Technik für andere Klassen des Informationstechnischen Bereiches des Berufskollegs zu dokumentieren.

Für Fachkundige hier die Technik im Detail: „Die Grundlage des mobilen Roboters und seiner Motorik und vielfältigen Sensorik bietet ein Trägersystem mit zwei Gleichstromgetriebemotoren mit Puls-weitenmodulations-Ansteuerung, vier Infrarot-Näherungsdetektoren, zwei licht-empfindlichen Widerständen, einer aus einer Wii-Remote ausgebauten Infrarot-Kamera, einem Infrarot-Fernsteuer-empfänger, zwei Reflexlichtschranken als Radencoder sowie einem vierkanaligen Liniensensor zur Oberflächenabtastung. Zusätzlich erfolgt eine Ultraschallerfassung der Umgebung (ähnlich wie bei einer Fledermaus), so dass diese kartiert werden kann. Diese komplexen Komponenten erlauben sowohl die Erfüllung einfacher Aufgaben oder das Ausweichen vor Hindernissen, lassen darüber hinaus aber auch das Empfangen von Kommandos per Infrarotfernsteuerung zu. Die Kamera aus der Wii-Remote-Fernbedienung (der bekannten Spielekonsole Wii) erlaubt dabei das Auffinden von IR-Lichtquellen. Außerdem ermöglicht der mit Reflexkopplern aufgebaute Liniensensor eine Abtastung des Untergrundes auf Helligkeitsunterschiede zur Linienverfolgung. Damit der Roboter hinreichend wendig ist, ist die gesamte Mechanik auf einer runden Trägerplatte im Sandwich-Verfahren montiert, was in Verbindung mit den zentral angebrachten Motoren erlaubt, den Roboter auf der Stelle drehen zu lassen, so dass er auch auf engstem Raume noch manövrierfähig ist.“ Alles klar!?

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