Der kleine Hacker: Roboter konstruieren und programmieren

Vom Zahnbürstenbot zum autonomen Roboter: Baue eigene Roboter und lerne spannendes Hintergrundwissen!

Ulrich Stempel

• Verlag: Franzis Verlag
• Jahr: 2015
• eBook-ISBN: 9783645270694
• Auflage: 1
• Thema: Technik & Maschinenbau
• Thema: Robotertechnik

Lass die Roboter für dich tanzen! Roboter übernehmen immer öfter Aufgaben in unserem Alltag und in der Industrie - und auch du hast bestimmt einen Roboter zu Hause, ob es der Staubsauger ist oder ein Spielzeug. Spannend wird es, wenn du deine Roboter selber baust! Ob es ein kleiner Zahnbürstenroboter ist oder sogar ein autonomer Roboter, der auf Eindrücke von außen reagiert: Richtig Spaß macht es, wenn man weiß, wie der Roboter funktioniert! Sei Ingenieur!Lerne alles über Motoren, Getriebe und die Mechanik, die ver- schiedene Roboter brauchen, um sich zu bewegen. Der kleine Hacker gibt dir immer wieder Tipps, wo du geeignete Bauteile günstig herbekommst. Sei Informatiker!Einen Roboter zu bauen, der sich bewegt, ist ein erster Schritt. Noch anspruchsvoller wird es, wenn der Roboter auch selber "denken" soll, also auf Eindrücke aus seiner Umwelt reagieren. Das klappt mit Sensoren und einem Mikrocontroller. Der kleine Hacker zeigt, wo du die Mikrocontroller herbekommst und wie du sie programmierst. Nach kurzer Zeit wirst du zum absoluten Profi! Dank dem Zusatzmaterial, das dir als Download zur Verfügung steht, kannst du auch unterwegs programmieren, wenn du einmal keinen Zugang zum Internet hast.

1 Grundlagen

WAS IST EIN ROBOTER?

Den Traum vom kleinen technischen Helferlein, das uns die unangenehmen Arbeiten abnehmen und uns auch sonst hilfreich zur Seite stehen kann, gibt es schon immer.

Doch woher kommt eigentlich der Begriff Roboter? Beim Nachforschen im Internet wird klar, das Wort Roboter stammt von dem slawischen Wort robota und bedeutet so viel wie Arbeit. Als Erster hat der tschechische Schriftsteller Karel Ĉapek (1890–1938) in seinem Drama „R. U. R.“ (Rossums Universal Robots), den Begriff „Universal Robots“ verwendet. In dem Stück, das 1921 auf die Bühne kam, ging es um künstliche Menschen, die ihren Erfindern dienen sollten. Letztlich haben dann diese „Robots“ ihr eigenes Bewusstsein entwickelt und die gesamte Menschheit vernichtet.

Der Begriff „Roboter“ regt die Fantasie an, jeder von uns denkt sofort and eine Maschine, mit einer selbstständigen Steuerung.

In unserer alltäglichen Welt gibt es bereits mehrere Formen von Robotern, die uns Menschen tatkräftig unterstützen. Allen voran die Industrieroboter, die für bestimmte Aufgaben konstruiert wurden und diese durch eine entsprechende Programmierung selbstständig ausführen. Eigentlich könnte man sagen, so ein Roboter ist ein programmierbares, selbstständig handelndes Mehrzweckwerkzeug.

Anders als ferngesteuerte Maschinen benötigen Roboter keine Steuersignale vom Menschen, sondern sie agieren im Rahmen ihrer Programmiervorgaben eigenständig und ein Stück weit unabhängig.

Es ist noch nicht so lange her, dass Roboter nur Science-Fiction-Figuren waren. Das hat sich in den letzten zehn Jahren grundsätzlich geändert. Jetzt helfen sie in der Industrie, in der Wissenschaft und auch in medizinischen Bereichen. Nehmen wir den Marsroboter als Beispiel. Seit Jahren „läuft“ (fährt) der Marsrover „Curiosity“ selbstständig auf einem weit entfernten Planeten herum, sammelt Proben, und wenn er was gefunden hat, sendet er eine Nachricht zur Erde. Wahnsinn, oder? Stell dir vor, welche schwierigen Hindernisse auf dem Mars vorhanden sind. Und bisher war kein Mensch dort, um die dortigen Bedingungen zu erforschen. Da bewegen sich die Putz- und Mähroboter auf der Erde doch auf eher einfachem Gelände.

Auf dem aktuellen technischen Robotermarkt gibt es kleine Roboter, die wie Insekten mit vier oder sechs Beinen aussehen, und riesige Maschinen, die Autos montieren, und fast alles, was du dir dazwischen vorstellen kannst.

Vierbeiniger Roboter

Die Entwicklungen der Roboteringenieure gehen immer mehr in Richtung intelligente, humanoide Roboter. Der Begriff „humanoid“ meint menschenähnliche Roboter und kommt ursprünglich auch aus dem Science-Fiction-Bereich.

Es wird nicht allzu lange dauern, dann werden solche humanoiden Maschinen für die Unterstützung, den Kontakt und die Betreuung von Menschen eingesetzt werden. Solche Roboter können die Mimik von Menschen deuten und durch den eigenen Gesichtsausdruck entsprechend darauf reagieren. Und natürlich stehen und laufen sie auch auf zwei Beinen, so wie ihr menschliches Vorbild.

Wie wird man ein Roboterentwickler? Nun ja, zuerst einmal ist es hilfreich, dass du dich mit dem Thema beschäftigst. Wenn du dann noch selbst deine ersten Roboter gebaut hast, wirst du bestimmt einen Weg in die Welt der Roboterentwicklung finden.

WELCHE WERKZEUGE UND WELCHES ZUBEHÖR BRAUCHST DU?

Richte dir deine eigene Roboterwerkstatt ein. Toll ist es, wenn du einen Platz hast, den du als Werkstatt nutzen kannst, oder wenn du zumindest eine Werkzeugkiste mit den erforderlichen Werkzeugen besitzt.

Als da wären:

Schraubendreher in Schlitz- und Kreuzschlitzausführung und in verschiedenen Größen.

Schraubendreher

Supergut ist ein kleiner oder mittlerer Schraubstock, und du brauchst auch Zangen in unterschiedlichen Ausführungen z. B. eine Flachzange. Um Drähte und Stäbe abzuschneiden, ist ein kleiner Saitenschneider gut geeignet.

Flachzange und Saitenschneider

Auch kleine und größere Messer kannst du für viele Zwecke gut verwenden.

Zum Messen brauchst du ein Lineal, einen Meterstab, für feinmechanische Teile ist auch eine Schieblehre wichtig.

Damit du Löcher bohren kannst, ist ein Akkubohrer mit Bohrern von 1 mm bis 10 mm super. Was die Bohrer anbelangt, so sind Universal- bzw. Metallbohrer geeignet.

Und zum schnellen Montieren und Ver...

Inhaltsverzeichnis

• Vorwort
• 1 Grundlagen
• 2 Jetzt geht es los, baue dir deine Roboter
• 3 Roboter mit Mikrocontroller
• 4 Wettbewerbe
• 5 Anhang