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Interdisziplin盲res Arbeiten - Linefollower
Worum geht es 眉berhaupt?
Ein Linefollower ist ein Fahrzeug, das einer Linie auf dem Boden folgen kann. Etwas 盲hnliches ist ein Labyrinthwettbewerb, bei dem ein Fahrzeug einen Weg durch ein Labyrinth (engl.: Maze) finden muss. F眉r beides werden nationale und internationale Wettbewerbe veranstaltet. Die Fahrzeug sind 盲hnlich. Ein gute 脺bersicht gibt es hier:
In diesem Kurs werden wir ein Fahrzeug f眉r das Linefollowerproblem bauen. Dabei haben wir schon einige Komponenten ausgew盲hlt bzw. entworfen und gefertigt. Anhand des Linefollowers werden wir die Aspekte
- Mechanik / Physik
- Elektronik / Elektrische Schaltungen / Elektrischer Motor
- Programmierung / Mikrocomputer
- Mathematik f眉r die Modellierung
immer im Hinblick auf den Linefollower betrachten.
Abb. 1: Bildschirmfoto vom Ialf Linefollower in der Onshape CAD Software
In Abbildung 1 ist ein Bildschirmfoto vom Linefollower in der Onshape CAD Software dargestellt. Man kann dort die verschiedenen Komponenten erkennen.
- Motormount links/rechts mit Motor, Getriebe, Felge und Reifen
- Racershieldplatine mit Raspberry Pi Pico 2040, Seeed Grove Steckern und Motortreiber
- Batteriesystem mit vier AAA Zellen
- Seeed optischer Sensor
- Platte als Chassis
Die meisten Komponenten bis auf die Akkus und die Chassisplatte sind als Bausatz zusammengestellt.
Mechanisches Design
Das mechanische Design vom wird mit Onshape gemacht. Die meisten Teile sind gekauft. Die Motorhalterung wird mit 3D Druck gefertigt und das Chassis wird aus 3mm Sperrholzplatten mit dem Lasercutter geschnitten und dann zusammengesteckt. Die Liste mit den Komponenten als Bill of Material (BOM) ist unten dargestellt.
Onshape
ist ein CAD Werkzeug f眉r mechanisches Design, das direkt im Browser l盲uft. Man muss keine Software auf dem eigenen Rechner installieren. Dazu die 贰颈苍蹿眉丑谤耻苍驳 Onshape.
BOM Mechanik
Anzahl | Name | Link | Herstellernummer |
---|---|---|---|
1 | Bausatz IA Linefollower | IA Bausatz | - |
1 | 3mm Sperrholzplatte f眉r Lasercut | 035 | |
4 | Akkus AAA Eneloop | 2589498 |
Elektrisches Design
Die Racershieldplatine ist mit KiCad entworfen und wird bei JLCPCB gefertigt. Die Designdaten sind auf . Dort findet sich auch die f眉r die Platine.
Das Racershield hat die folgenden Komponenten:
- Steckplatz f眉r Raspberry Pi Pico Mikrocontrollerboard
- Zehn Seeed Grove Stecker zum Anschluss von Seeed Grove Komponenten (Lichtsensoren, LEDs u.s.w.)
- Einen Motorcontroller f眉r den Antrieb von zwei Motoren
- Eine Schutzschaltung gegen Verpolung zum Anschluss der Batterien
Die Firma Seeed Technology stellt eine Vielzahl von Sensoren und anderen Komponenten her, die alle mit dem gleichen ausgestattet sind. Diese Sensoren kann man so mit verschiedenen Mikrocontrollertypen verbinden. Wir verwenden das System hier auch.
Programmierung mit Raspberry Pi Pico und Micropython
Der Linefollower wird mit einem Raspberry Pi Pico Mikrocontrollerboard gesteuert. Wir programmieren den Mikrocontroller mit der Programmiersprache Mikropython. Es gibt dazu eine 贰颈苍蹿眉丑谤耻苍驳.