1. Allgemeines

1.1 Allgemeines

1.1.1 Um was für Roboter handelt es sich hier eigentlich?

Wenn man von Robotern spricht, denken viele Leute zuerst an menschenähnliche Maschinen mit Laserpistolen, oder an Industrieroboter wie man sie reihenweise an den Autofabrik-Fliessbändern sieht.

In letzter Zeit sind sehr viele Internetseiten über den Hobbyroboterbau entstanden. Diese Freizeitbeschäftigung findet unter den Elektronikern in letzter Zeit immer mehr Anhänger. In Amerika ist die Roboterszene schon viel weiter fortgeschritten, als im deutschsprachigem Raum.

Die Roboter, welche von den Anhängern dieses Hobbys gebaut werden, haben mit Industrierobotern nicht viel gemeinsam. Es sind meistens ein paar Platinen mit Elektronik die auf ein Fahrgestell montiert werden. Sie fahren herum, treffen selbstständig Entscheidungen und verfolgen meistens ein bestimmtes Ziel. Nur selten werden diese Roboter für praktische Zwecke eingesetzt, denn meistens sind sie einfach nur Spielzeuge mit denen man großen Spass haben kann. Bei einem Menschen der nicht in die Technik des Roboters eingeweiht ist, kann durchaus der Eindruck entstehen, dass diese Maschinen eine wirkliche Intelligenz haben und lebewesenähnliche Züge aufweisen.

1.1.2. Woher kommt das Wort Roboter?

Das Wort Roboter kommt aus dem tschechischen, und bedeutet Arbeit, oder Arbeiter.

1.1.3. Was bedeutet die Abkürzung AMR?

AMR steht für "autonomer mobiler Roboter" oder "autonome mobile robot".
Autonom bedeutet, dass der Roboter ohne menschliche Hilfe seine Ziele verfolgt.
Mobil steht dafür, dass sich der Roboter selber bewegen kann.

1.1.4. Wie sieht der prinzipielle aufbau einer AMRs aus?

Der prinzipielle Aufbau ist bei fast allen Robotern ähnlich. Hier ist er in einem Blockschaltbild dargestellt. Wer keine Ahnung hat, wie der Aufbau eines Roboters aussieht kann, einiges aus diesem Schema lernen. Fortgeschrittene Elektrotechniker erkennen in diesem Schema schnell, dass ein Roboter einen mechatronischer Regelkreis ist.

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1.1.5. Was bedeutet KI?

Vor etwa 50 Jahren kam der Begriff "Elektronengehirn" für Computer auf. Dahinter stand der Glaube vieler Menschen, diese Geräte könnten fast schon wie Menschen denken, und es würde nur noch wenige Jahre dauern, bis sie ihn sogar überflügelten. Einige optimistische Computerexperten erfanden damals eine neue Forschungsrichtung, die "Künstliche Intelligenz" (KI). Sie sollte Computern beibringen, zu sprechen und gesprochenes zu verstehen und in andere Sprache zu übersetzen. Zusätzlich sollten kluge Ratschläge zu plötzlich auftretenden Probleme gegeben werden, Bilder und Handschrift zu erkennen und sogar besser Schach zu Spielen als Menschen. Aus heutiger Sicht klingt das ziemlich übertrieben, da heute jeder PC die Rechenleistung der damaligen "Elektronengehirne" übertrifft. Anderseits entwickelte sich die Mikroelektronik unerwartet schnell.

Spezielle Rechner wie der "Deep Blue" der Firma IBM können fast alle Schachspieler der Welt schlagen. Schon 1997 unterlag der Weltmeister Garri Kasparov in mehreren Spielen gegen den IBM-Schachcomputer "Deep Blue" aber nicht weil er so intelligent ist sondern nur weil er so schnell ist, denn er kann blitzschnell Millionen Spielzüge durchrechnen und den günstigsten aus wählen. Bei allen anderen KI Fähigkeiten überzeugen die Geräte bisher aber nicht. Sprache verstehen zum Beispiel ist viel schwieriger als vermutet. Die Experten hatten die Leistung unseres Gehirns weit unterschätzt. dennoch geben Forscher die Hoffnung nicht auf, mit Blick auf die immer rasanten Leistungszuwächse der Computerchips. Aber es gibt schon Pläne für Computerchips die mit Laserlicht funktionieren. Solche Chips, glauben die Entwickler, sind 10 000-mal schneller als die heutigen. Doch von der Leistungsfähigkeit eines Stecknadelkopfgroßen Fliegengehirns ist man aber immer noch weit entfernt.

http://www.kuenstliche-intelligenz.de/

http://wwwmath.uni-muenster.de/SoftComputing/lehre/material/wwwnnscript/

http://www.cis.tugraz.at/igi/STIB/WS98/gruppe5/DAC.htm

1.1.6. Wo findet man gute Internetforen welche sich mit AMRs befassen?

Folgende Internetforen werden von electronicsplanet.ch empfohlen:

http://www.roboterwelt.de
Das erste aller deutschsprachigen AMR-Foren. Hier entstand aus dem Nichts eine sehr grosse Gemainschaft von AMR-Bastlern aus Deutschland, Östereich und der Schweiz.

http://www.elektronik-projekt.de
Dieses Forum ist nicht wie das erste nach der bekannten Baum-Zweig-Struktur aufgebaut sondern listet alle Theradbeiträge untereinadner auf einer Seite auf.

http://www.roboternetz.de
Das jüngste der vier Foren.

http://www.mikrocontroller.net
Weniger ein Roboter- als viel mehr ein Mikrocontrollerforum. Aber diese Themen gehen Hand in Hand.

Bitte haltet euch in den Foren an Folgende Verhaltensrichtlinien:

1. Wählt einen Namen aus den es noch nicht gibt und behaltet ihn bei. Schreibt nie unter den Namen anderer Benutzer.
2. Bleibt höflich. Beleidigungen und Streitereinen sind nicht erwünscht und werden nötigenfalls von den Administratoren gelöscht.
3. Bleibt beim Thema Roboter. Zuviele Off-Topic Beiträge machen die Foren zu unübersichtlich.
4. Es ist Ehrensache, dass man auch versucht die Fragen der anderen Forumusern zu beantworten, wenn man selber regelmässig Fragen im Forum stellt. Ein Forum lebt vom geben und nehmen.
5. Es kommt leider immer wieder vor, dass Personen versuchen die Kommunikation in den Foren durch sinnlose, beleidigende oder provozierende Beiträge zu stören. ANTWORTET NIE AUF SOLCHE BEITRÄGE sondern lasst sie einfach stehen. Denn Ignoranz schmerzt diese Personen, die ja bloss Aufmerksamkeit erregen wollen, am meisten.

1.1.7. Wo erhalte ich Hilfe, wenn beim Bau eines Roboters Probleme auftreten?

Siehe 1.1.6.

1.1.8. Gibt es Fachzeitschriften, die sich mit Robotern beschäftigen?

Die einzige deutsche Fachzeitschrift, welche sich ausschliesslich mit Robotern beschäftigt ist "Real Robots". Diese Zeitschrift erscheint monatlich und befasst sich mit dem bau eines Roboters, dessen Bauteile immer in der Ausgabe enthalten sind. Es macht desshalb nur sinn, die Zeitschrift zu kaufen wenn man alle Ausgaben nimmt. Es wird jedoch behauptet, dass die Zeitschrift viel zu teuer ist, für das was sie bietet.

Auch in Elektor findet sich von Zeit zu Zeit eine Schaltung für den Roboterbau. Diese sind in der Regel sehr brauchbar.

Auch in im "ELV", welches sich viel mit Modellbau beschäftigt, ist manchmal etwas zu finden.

1.1.9. Kann man irgendwo Roboterbausätze kaufen?

www.conrad.de
Einige dieser roboter machen einen sehr interessanten Eindruck. Es gibt Modelle für verschiedene Altersklassen.

www.RoboterShop.biz
Diese Bausätze sehren recht interessant aus. Ich habe keine persönliche Erfahrung damit, aber ich denke sie taugen recht viel. Vor allem, weil sie frei programmierbar sind.

1.1.10 Wo findet man Anregungen und Bilder zum Roboterbau?

Es entstehen immer mehr Internetseiten von Roboterbastlern. Am beten klickt man sich einfach durch die dort verfügbaren Linklisten durch.

1.2. Roboterarten

1.2.1. Was ist ein Lichtsucher?

Diese Roboter können in einem Raum die hellste Lichtquelle finden, sich darauf ausrichten und auf sie zufahren. Meistens besitzen sie zwei, drei oder mehr Lichtabhängige Widerstände als Sensoren. Damit ein Roboter auf eine Lichtquelle zufahren kann braucht er jedenfalls vorne links und vorne rechts einen Lichtsensor, deren Signale von der Steuerelektronik verglichen werden. Sind die Werte unterschiedlich, dreht sich der Roboter bis der Lichteinfall links und rechts gleich gross ist.

Besitzt ein Lightfinder nur vorne links und vorne rechts ein Sensor kann er nicht erkennen ob sich hinter ihm eine noch hellere Lichtquelle befindet. Ein dritter Sensor, hinten am Roboter angebracht, schafft hier Abhilfe. Wenn der Lichteinfall von hinten größer ist als der von vorne, dreht sich der Roboter um 180 grad und gibt dann die Steuerung wieder an die beiden Frontsensoren ab.

Für eine noch bessere Erkennung der hellsten Lichtquelle können auch vier Lichtsensoren, nämlich vorne und hinten je einen links und rechts angebracht werden, damit es garantiert keinen "toten Winkel" gibt. Je mehr Fotowiderstände oder Fototransistoren ein Lightfinder besitzt umso schwieriger und aufwendiger wird natürlich die Auswertung dieser Signale.

Diese Roboteraufgabe ist vor allem für Einsteiger geeignet. Ein Beispiel für einen Lichtfinder ist Photoni4d. Der erste Roboter von electronicsplanet.ch.

1.2.2. Was ist ein Pathfinder /Linienfolger?

Wie der Name schon sagt verfolgen die Linienfolger eine Linieauf dem Boden, welche einen starken Helligkeitskontrast zum Untergrund besitzt.

Eine Möglichkeit die Linie für den Roboter erkennbar zu machen sind mehrere lichtabhängige Widerstände welche etwa zehn Millimeter über dem Boden angebracht sind und nach unten schauen. Sie befinden sich in einer kleinen nach unten offenen Box, welche sie gegen Fremdlicht abschirmt. Mit einer Glühlampe oder starken, weißen LEDs wird nun der Boden unter der Box beleuchtet. Die Lichtsensoren welche sich über der Linie befinden erhalten nun andere Werte als diejenigen  neben der Linie. Nun muss man die Steuerelektronik nur noch so programmieren, dass der Roboter bestrebt ist die Linie immer in der Mitte des Sensorenfeldes zu behalten.

Olimpia ist beispielsweise ein Roboter, der das Linienfolgen beherrscht.

1.2.3. Was ist ein Sammler?

Als Sammler kann man Roboter bezeichnen welche Objekte suchen und einsammeln. Wie sie die Objekte erkennen hängt davon ab, was für Objekttypen sie sammeln sollen, beziehungsweise von deren Größe, Form und Farbe.

Objektaufnahme und Transport
Die einfachste Art ein Objekt einzusammeln, besteht darin, es einfach vor sich her zu schieben. Eine trichter- oder uförmige Stosstange dient dabei als Transportbehälter. Um die Objekte irgendwo abzulegen fährt der Roboter dnn einfach ein Stück rückwärts und dreht ab.
Für die Aufnahme der Objekte kann zum Beispiel eine Greifzange zum Einsatz kommen. Magnetische Objekte könnten auch mit einem Magneten eingesammelt werden. Damit man das Objekt auch wieder Abwerfen kann, müsste es jedoch ein Elektromagnet sein.
Wenn man mit einem Roboter mehrere aufgenommene Objekte gleichzeitig transportieren will braucht man entweder einen Transportbehälter oder mehrere Greifzangen, bzw. Magnete. Ein Objekt mit einem Greifarm aufzunehmen und in einen Behälter oder auf eine Ladefläche zu legen erfordert bereits eine recht anspruchsvolle mechanische Einrichtung.

1.2.4. Was macht ein Staubsaugroboter?

Die meisten Roboter die hobbymäßig gebaut werden sind nur Spielzeuge, welche in Wettkämpfen zum Einsatz kommen. Es ist sicher der Wunsch vieler Roboterbastler einen Roboter zu bauen der ihnen etwas Alltagsarbeit abnimmt und so das Leben erleichtert. Das ist aber nicht gerade eine leichte Aufgabe, welche schon oft in Internetforen diskutiert wurde.

Eine realistische Möglichkeit wäre, einen Roboter mit einem kleinen Staubsauger auszustatten, und ihn eine vorprogrammierte Route abfahren zu lassen. Schwierig ist dies wegen der Genauigkeit, welche erforderlich ist um auch wirklich in allen Ecken gründlich zu reinigen. Mittlerweise gibt es bereits diverse Staubsaugroboter zu kaufen. Informationen dazu gibt es hier.

1.2.5. Was sind BEAM-Roboter?

BEAM ist eine Abkürzung mit mehreren Bedeutungen:

Die Ursprüngliche Abkürzung: Biology Electronics Aesthetics Mechanics
Auf deutsch: Biologische Elektronische Aesthetische Mechanik
Etwas ausführlicher: Biologie-ähnliche Beweglichkeit, Elektronisch gesteuert, Aesthetisch witziges Aussehen und Verhalten, Mechanisch angetrieben.

Entfernter heisst es auch:
Building Evolution Anarchy Modularity
Biotechnology Ethnology Analogy Morphology

Die Phylisophie die dahinter steckt:
Ein kleiner Apparat (vielleicht so groß wie ein Goldhamster) soll sich irgendwie interessant bewegen, vielleicht fahren oder krabbeln - vielleicht auch einfach nur wackeln, mit Flügeln schlagen usw.

Dabei soll nach Möglichkeit keine Batterie eingebaut sein (die man dann immer wieder wechseln müsste), sondern stattdessen wird eine Solarzelle als Energiesammler und Energielieferant verwendet.

1.2.6. Was sind Sumoroboter?

Sumoroboter sind für Wetkämpfe ausgelegt, die ähnlich ablaufen wie herkömmliche Sumokämpfe. Es treten immer zwei Roboter gegeneinander an. Sieger ist, wer den Gegner aus dem Spielfeld schieben kann. Der Spielfeldrand ist meistens farblich gekennzeichnet, damit die Roboter ihn erkennen können. Es sit üblich, bei diesen Wettkämpfen Gewichtsklassen und Konstruktionsrichtlinien vorzugeben. Beim Robosumo ist es durchaus erwünscht, den Gegnerischen Roboter herumzuschubsen, was in den meisten anderen Disziplinen verboten ist.

1.3 Wettbewerbe

1.3.1. Worum handelt es sich beim "Robochallenge", und wo kriegt man aktuelle Infos darüber?

Der Robochallenge (früher Robotest) ist ein jährlich veranstalteter Roboterwettbewerb aus Deutschland, welcher zum ersten mal im Jahr 2000 durchgeführt wurde.

Die aktuellsten Informationen darüber findet man unter www.gs-roboter.de und www.roboterwelt.de

1.3.2. Worum handelt es sich beim "Spurt", und wo kriegt man aktuelle Infos darüber?

Derr Spurt-Wettbewerb findet jährlich an der Universität Rostock statt. Spurt bedeutet "Schüler Projekte um Roboter Technik" und ist ein Linienfolge-Wettbewerb. In diesem Sinne reagieren Spurt-Mobile eigentlich eher wie "optische Wandfolger", denn sie sollen immer nur an der rechten Seite der (sehr breiten) "Linie" entlanglaufen. Das ist mit Absicht so gemacht, damit es technisch noch einfacher realisiert werden kann, als ein echter Linienfolger.

http://spurt.uni-rostock.de/

1.3.3. Worum handelt es sich beim "Robocup", und wo kriegt man aktuelle Infos darüber?

Robocup ist ein interneationaler Wettbewerb, der in Frankreich durchgeführt wird. Die Aufgabestellung ist jedes Jahr verschieden, und so kompliziert dass man als Hobbyroboterbastler keine reellen Chancen hat auch nur durch die Vorrunden zu kommen. Die meisten teilnehmenden Teams kommen von Technischen Fachhochschulen.

Weitere Informationen findet man unter http://www.ki.informatik.hu-berlin.de/AKRoboCup/index.shtml

1.3.4. Worum handelt es sich bei "Robotwars", und wo kriegt man aktuelle Infos darüber?

Robotwars ist eine englische Veranstaltung wo sich ferngesteuerte, bewaffnete Roboter gegenseitig bekämpfen. Es geht darum den gegnerischen Roboter kampfunfähig zu machen indem man ihn entweder beschädigt, oder ihn auf den Rücken wirft. Gängige waffen sind zum Beispiel: Akkubohrmaschine, Hammer, Kettensäge, Hebewerkzeuge...

Da diese Roboter ferngesteuert werden kann man sie nicht zu den AMRs zählen, denn das "A" trifft nicht zu.

RTL 2 überträgt die Kämpfe Zeitweise.

weitere Informationen kriegt man unter www.robotwars.com

2. Elektronik

2.1. Allgemeines

2.1.1. Warum fliessen die Elektronen entgeengesetzt zur Stromringtung in den Schaltplänen?

Die Elektronen fliessen von Minus nach Plus. Die Stromrichtung selber ist aber von Plus nach Minus definiert. Das kommt daher weil man früher annahm dass Ladungsträger positiv sind und nicht negativ. Man kannte die Elektronen noch nicht so genau als die Stromrichtung festgelegt wurde. Als der Irrtum bekannt wurde, wollte man nicht die ganze Elektrotechnik umkrempeln, sondern man hat einfach ein physische- und eine technische Stromrichtung eingeführt.
Die Elektronen fliessen zwar von Minus nach Plus doch als Elektroniker muss man sich die Stromrichtung einfach andersrum vorstellen. Als Anfänger kann man sich da wirklich den Kopf zerbrechen, das geht jedem so.
Regel Nummer eins: Die Elektronen geben nicht die Stromrichtung an.
Man muss sich einen Positiven Ladungsträger vorstellen der in die andere Richtung fliesst. Ein sog. Elektronenloch. Dies ist ein Ort wo kein Elektron vorhanden ist.

Stell dir mal ein Leiter vor wo eine Milliarde Elektronen sind und ein einziges Elektronenloch. Damit die Elektronen von Minus nach Puls fliessen können muss immer ein Elektron seinen Standort verlassen und in das Elektronenloch gehen. Somit wird der Platz im Leiter wo das Elektron vorhin war zum Elektronenloch und das nächste Elektron schlüpft dort hinen. So wandert das Elektronenloch in Entgegengesetzter Richtung der Elektronen. Wenn es einmal rundherum ist kommt es wieder zum ersten Elektron und dieses darf somit wieder einen Schritt weiter gehen.
Ein Elektronenloch ist kein "Gegenstand" wie ein Elektron sondern einfach ein Ort wo kein Elektron ist. Seine Ladung ist Positiv, also wird es vom Pluspol abgestossen, und vom Minuspol angezogen. Die Flussrichtung des Ortes wo kein Elektron ist, ist dann die technische Stromrichtung die in Schaltplänen angegeben ist.

MEIN TIPP: Nimm eine mit Wasser gefüllte Flache. und Stell sie auf den Kopf so dass das Wasser ausläuft. Das Wasser fliesst nach unten. ABER: die Luft fliest NACH OBEN in die Flasche hinein. Stell dir nun vor das Wasser sind die Elektronen und die Luft die Elektronenlöcher.

Wenn du es dir immer noch nicht vorstellen kannst dann vergiss einfach dass es Elektronen gibt und stell dir vor der Strom fliesst von Plus nach Minus.

2.1.2. Wie funktioniert das ohm'sche Gesetz?

Theoriefenster öffnen

2.1.3. Soll man Lochrasterplatinen verwenden, oder sich eine Platine ätzen?

Das Ätzen einer Platinen ist ein recht zeitaufwendiger Vorgang. Vor allem wenn man keine professionellen Ätzeinrichtungen besitzt, welche ziemlich teuer sind. Es lohnt sich zeitlich gesehen oft  nur, wenn gleich eine kleine Serie angefertigt wird, oder wenn die aufzubauende Schaltung so komplex ist, dass es sehr schwer wäre, sie auf einer Lochrasterplatine aufzubauen.

2.1.4. Wie plane ich am besten eine Schaltung auf Lochraster?

Wer eine Schaltung auf einer Lochrasterplatine aufbauen will sollte nicht einfach wild loslöten, sondern erst mal den genauen Aufbau auf dem Papier skizzieren.

Eine recht gute Lösung ist es die Lochrasterplatine zuerst einzuscannen und auszudrucken. Auf diesem Ausdruck kann dann vor Beginn die Bestückung geplant werden. Wer über keinen Scanner verfügt kann das untenstehende Bild einer Leiterbahnplatine herunterladen und ausdrucken. Auf diesem werden dann die Bauteile einfach eingezeichnet.

Das Bild hat 39 Leiterbahnen welche über je 62 Löcher verfügen (Euro-Format). Jede fünfte Reihe und Spalte ist nummeriert.

Ausschnitt des Bildes.

Scannbild herunterladen .gif-Format ca 250kByte

Es gibt ein PC-Programm um Lochrasterplatinen zu planen. Es heisst Lochmaster und ist nicht als Freeware erhältlich. Es kann hier erworben werden.

2.1.5. Wie ätze ich eine Platine?

Die Anleitung muss in einem neuen Fenster geöffnet werden, da sie mit vielen Bildern illustriert ist und die Ladezeit der FAQ-Page zu gross machen würde.

Anleitung zum Ätzen von Platinen in neuem Fenster öffnen

2.1.6. Woher bekommt man Platinenlayout Software gratis?

Sehr beliebt ist die Freeware version von EAGLE. Das Program ist gratis, hat jedoch einige Einschränkung gegenüber der kaufpflichtigen Version.

Mehr Informationen dazu findet man bei CAD-Soft

2.1.7. Was ist PWM?

PWM bedeutet Pulsweitenmodulation.

Dies ist ein verfahren um einen analogen Wert in digitaler Form zu verpacken (modullieren).

Das digitale Signal, welches nur zwei zustände kennt (high und low) besitzt hierbei immer die gleiche Frequenz. In immer gleichbleibenden zeitlichen Abständen werden high-Impulse ausgegeben, deren Längen den analogen Wert bestimmen. Die Information ist also im Tastgrad des Rechtecksignales enthalten. Bei hohem Analogwert sind die Impulse länger, bei kleinem Analogwert sind sie kürzer.

Beispiel-Grafik in neuem Fenster öffnen

Im Roboterbau findet die PWM zum Beispiel Anwendung bei der Ansteuerung von Servos.

Kurz zusammengefasst:
- Signalart: Rechtecksignal
- Frequenz ist konstant
- Amplitunde ist konstant
- Information ist im Tastgrad des Rechtecksignals enthalten
- Nicht die Abstände zwischen den Impulsen, sondern die Abstände zwischen den Impulsanfängen ist konstant.

2.1.8. Was bedeutet CPU?

CPU bedeutet "central processor unit" auf deutsch: Zentrale Recheneinheit.

Die CPU ist das Gehirn einer elektronischen Schaltung auch bei einem Roboter.
-Bei einem Computer ist es der Prozessor (zB. Intel Pentium 233MHz)
-Bei einem AMR ist es beispielsweise die C-Controll, der AVR, die Basic Stamp oder das LEGO Mindstorm-System.

2.1.9. Wie gegeriere ich am einfachsten ein Rechteck oder Taktsignal?

Als Rechteckgenerator ist das IC NE555 sehr zu empfehlen. Der achtbeinige Käfer erzeugt ein Rechtecksignal dessen Frequenz und Tastgrad durch wenige externe Widerstände und Kondensatoren festgelegt werden. Das IC ist in der Hobbyelektronik wegen seiner einfachen Handhabung sehr beliebt. Das Frequenzspektrum ist recht gross. Ausgangssignale von mehr als 500kHz können eben so erzeugt werden, wie Impulse welche mehrere Minuten dauern.
Das IC lässt sich auch als Monoflop verwenden.
Nach dem genau gleichen Prinzip funktioniert der NE556. Dieser beherbergt zwei 555-Timer in einem IC. Mit diesem Baustein lässt sich ein wenig Platz sparen wenn man mehrere Timer benötigt.

2.1.10. Wie baue ich einen elektronischen Umschalter für Digitalsignale? (Multiplexer)

Anleitung in neuem Fenster öffnen

2.1.11. Warum werden bei einem Poti manchmal zwei Anschlüsse zusammengehängt, oder einer an Masse gelegt?

Wenn ein Anschluss mit dem Abgriff verbunden wird, ist das Potentiometer ein einstellbarer Widerstand.

Wenn ein Endnschluss auf Masse gelegt wird, ist das Poti ein Spannungsteiler. Der einstellbare Anschluss ist dabei der Abgriff.

2.2. Stromversorgung

2.2.1. Woher nehmen Roboter ihre Energie

Die beiden Energiequellen, welche am häufigsten eingesetzt werden, sind Akkus und Solarzellen. Normale, nicht wiederaufladbare Batterien sind wegen der hohen kosten und der Umweltverschmutzung nicht empfehlenswert.

2.2.2. Was für Akkus kann man verwenden?

Die meisten Roboter sind im Grunde genommen nichts anderes als Modellautos. Somit eignen sich alle Akkus welche im Modellbau eingesetzt werden. Im Handel sind fertige Akkuupacks mit mehreren zusammengeschalteten Akkus und verschiedenen Spannungen erhältlich.

Massgebend für die Eigenschaften eines Akkus sind die Ausgangsspannung und die Kapazität.

Die Kapazität eines Akkus wird in Ampèrestunden (Ah) angegeben. Wenn ein Akku z.B. 2 Ah besitzt, kann er: - während 2 Stunden 1 Ampère - oder während 4 Stunden ein 0.5 Ampère, - oder während 1 Stunde 2 Ampère - oder während 20 Stunden 100 Milliampère liefern.

2.2.3. Wozu dienen Solarzellen?

Solarzellen sezten Licht in elektrischen Strom um. Leider ist jedoch eine recht grosse Fläche Solarzellen und viel Licht nötig um eine anständige Leistung zu erzielen. Die Fläche die auf einem durchschnittlichen Roboter Platz hat reicht kaum aus um die Motoren und die Elektronik zuverlässig mit Strom zu versorgen.

Die verwendung der Solarzellen in der Robotik beschränkt sich desshalb meistens auf das Aufladen der Akkus. Denn praktisch jeder Roboter bezieht seine Energie aus einem Akku. Leider ist deren Kapazität beschränkt, und desshalb ist ein Roboter darauf angewiesen, dass eine höhere Macht (der Mensch) ihm die Akkus wieder auflädt. Der Reiz den die Roboter auf uns ausüben ist jedoch ihre Selbstständigkeit. Dass der Roboter im Bezug auf die Akkus von uns abhängig ist passt überhaupt nicht in das Selbstständigkeits-Schema.

Damit ein Roboter sich seine Energiebesorgung selbst organisieren kann, ist er auf eine dauerhaft vorhandene Energiequelle angewiesen, welche er bei Bedarf anzapfen kann. Eine Möglichkeit bietet hier das Licht. Denn wenn es nicht gerade Nacht ist, ist das Licht an den meisten Orten vorhanden.
Wenn die Akkuspannung abnimmt, sucht sich der Roboter ein sonniges Plätzchen und verharrt dort, während seine Solarzellen den Akku aufladen. Sobald die Akkuspannung einen bestimmten Wert erreicht hat, fährt der Roboter mit seinem gewohnten Programm fort.

2.2.4. Wie erreicht man konstante Betriebsspannungen?

Um die benötigten Fixspannungen (z.B. +5V oder +12V) zu erzeugen werden am einfachsten die Spannungsregler der 78er- oder 79er- Familie verwendet. Diese ICs haben drei Anschlüsse: einen Eingang, einen Ausgang und Masse. Am Eingang muss eine Spannung angelegt werden, welche mehrere Volt über der Ausgangsspannung sein muss (Genauer Minimalwert eintnimmt man aus Datenblatt). Am Ausgang erscheint dann die Ausgangsspannung welche so gross ist wie die beiden letzten Zahlen des IC-Typs (zB 7809 = 9Volt; 7815= 15Volt)

Die 79XX-er ICs liefern negative Ausgangsspannungen. Dem entsprechend muss auch die Eingangsspannung negativ sein.

Um Spannungsschwankungen (zB. durch schnelle Belastungsänderung) auszugleichen kann man die Spannungen zusätzlich mit ELKOs und Kondensatoren Glätten.

2.2.5. Was ist der Memory-Effekt?

Ein Akku, der sich längere Zeit im geledenen Zustand befindet, und nie entladen wird, "merkt" sich den Ladezustand, und gibt keinen Strom mehr ab, wenn seine Ladung unter diesen gespeicherten Wert sinkt.

Verhindert werden kann dies nur, indem man Akkus regelmässig lädt und entlädt.

2.2.6. Wie verhindert man, dass Spannungsspitzen welche durch die Motoren verursacht werden die Elektronik stören?

Möglichkeit 1: glätten bei kleinen Motoren
Bei kleinen Motoren genügt es oft schon, wenn man die Spannungsspitzen mit Elkos und Keramik-Kondensatoren glättet. Bei meinem Roboter Photoni4d sind die Motoren und die Elektronik am selben 5V-Regler angeschlossen. Ich habe vor und nach dem Regler je ein 470uF und ein 180nF Kondensator gegen Masse geschaltet.

Möglichkeit 2: getrennte Spannungsregler
Die Steuerelektronik wird nicht an den selben Spannungsregler wie die Motoren gehängt. Dies ist der Fall bei meinem Roboter Olimpia. Hier ein Bild der Spannungsversorgungsplatine.
Oft werden die Motoren sowieso direkt an die Akkus angeschlossen. Trozdem sollte die Spannung für die Steuerelektronik mit Kondensatoren stabilisiert werden.

Möglichkeit 3: Verschiedene Akkus
Wenn mit wirklich starken Spannungsschwankungen gerechnet wird, sollte man zwei verschiedene Akkus verwenden. Einen für die Steuerelektronik und einen für die Motoren. Der Akku für die Elektronik speist alle Kreise, bis auf die Spannungsversorgung der Motorendstufe (zB l293). Der Akku für die Elektronik muss in der Regel viel weniger Ladungs-Kapazität (Ah) haben als der für die Motoren, da meistens die Motoren den grössten Stromverbrauch aufweisen.

2.3. Sensoren

2.3.1. Wie arbeitet ein Taster als Sensor?

Ein Taster ist vermutlich der einfachste Sensor, den man sich vorstellen kann. Er reagiert auf Druck, welcher auf eine Tastfläche oder auf einen Hebel ausgeübt wird. Sobald der Druck einen bestimmten Wert erreicht verändert der Taster seinen Innenwiderstand schlagartig von unendlich gross auf annähernd 0 Ohm. Wenn der Druck wieder Abnimmt unterbricht der Taster wieder.

Ein Taster ist also ein Druck- oder Berührungssensor welcher zwei zustände kennt. Er kann somit in Digital- aber auch in Analogschaltungen eingesetzt werden.

2.3.2. Wie arbeitet ein lichtabhängiger Widerstand als Sensor?

Lichtabhängige Widerstände (auch LDR genannt) sind wie der Name schon sagt Widerstände die ihren Wert ändern, je nach dem wie viel Licht auf sie scheint. Bei den meisten Typen nimmt der Widerstand mit zunehmendem Lichteinfall analog zum Licht ab.

Sie werden dort eingesetzt wo ein Roboter hell und dunkel unterscheiden muss. Zum Beispiel wenn ein Roboter die hellste Stelle in einem Raum finden soll, oder wenn man einen Roboter einer schwarzen Linie auf hellem Boden nachfahren lassen will.

2.3.3. Wie arbeitet ein Fototransistor als Sensor?

Dies ist ein lichtempfindlicher Transistor mit zwei oder drei Anschlüssen (es gibt Typen mit und ohne Basisanschluss). Wenn ein Basisanschluss vorhanden ist, wird er nicht dazu verwendet um den Transistor zu steuern, sondern um einen Arbeitspunkt einzustellen. Ein Fototransistor reagiert auf das einfallende Licht. Mit zunehmender Lichtstärke wird er immer leitender. In der Robotik findet er Anwendung in Refflektionslichtschranken, der Erkennung eines Objektes welches ein IR-Signal sendet. (z.B. eine Bake oder einen anderen Roboter). Die höchste Frequenz welche ein Fototransistor verarbeiten kann liegt bei ca. 250kHz.

2.3.4. Wie arbeitet eine Fotodiode als Sensor?

Die Fotodiode ist eine Diode welche in Sperrrichtung betrieben wird, und nur dann leitet wenn Licht auf sie scheint. Sie findet ähnliche Anwendung wie der Fototransistor. Sie kann etwas höhere Frequenzen verarbeiten, ist jedoch nicht ganz so empfindlich gegenüber kleinen Lichtveränderungen wie der Fototransistor, da dieser auch als Verstärker wirkt.

2.3.5. Wie Arbeitet eine Ultraschallkapsel als Sensor?

Der Ultraschall ist so hoch dass er von Menschen, im Gegensatz zu Hunden, nicht wahrnehmbar ist. Ein Ultraschallabstandsmelder besitzt ein Sende- und eine Empfängerkapsel (erhältlich z.B. bei Conrad).

Der ausgesendete Schall erzeugt am Hindernissen ein Echo, welches vom Empfänger wahrgenommen wird. Dies ist eine der zuverlässigsten Möglichkeiten für einen Roboter, ein Hindernis berührungslos zu erkennen.

2.3.6. Wie arbeitet eine Kamera als Sensor?

Eine Kamera ist wohl der leistungsfähigste Sensor den man in einen Roboter einbauen kann. Aber leider ist die Auswertung der Kamerabilder eine Aufgabe die sehr vertiefte Fachkentnisse erfordert. Elektronik-Laien sollten lieber die Finger davon lassen. Es ist jedoch natürlich möglich eine Kamera in einen Roboter einzubauen und mittels eines drahtlosen Bildübertragungssystems das Bild an einen Monitor zu senden. So kann man dem Roboter aus seiner eigenen Perspektive beim Arbeiten zusehen, selbst wenn er sich gerade ausser Sichtweite befindet.

2.3.7. Wie funktionieren Lichtschranken?

Eine Infrarotlichtschranke besitzt zwei Stationen: einen Sender und einen Empfänger. Der Sender sendet Infrarotlicht aus welches vom Empfänger erkannt wird. Wird die Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger unterbrochen, ändert der Empfänger seinen Ausgangszustand.

2.3.8. Was sind Refflektionslischtschranken?

Der Sender der Refflektionslichtschranke strahlt Infrarotlicht aus, welches von den Gegenständen in Reichweite reflektiert wird. Ein Infrarotsensor (Fotodiode oder Fototransistor) empfängt das reflektierte Licht und erkennt somit die Gegenstände. Diese Schaltungen eignen sich besonders gut zur Hindernis- und Objekterkennung für den Roboter.

Probleme:
- Fremdlicht hat einen großen Einfluss. Bei ungenügender Absicherung kann es vorkommen dass die Lichtschranke anspricht, wenn sie gegen eine externe Lichtquelle wie eine Lampe oder die Sonne gewendet wird.
- Schwarze, oder dunkelfarbige Gegenstände werden schlechter erkannt als helle, da die dunklen Farben das Licht absorbieren und nur wenig Infrarotlicht reflektiert wird.
- Je dunkler ein Objekt ist, um so kleiner ist die Distanz aus der es erkannt wird.

Tipps:

2.3.9. Wie funktioniert der Sharp Infrarotsensor GP2D12?

Die Sharp Infrarotsensoren sind bei Hobbyrobotikern sehr beliebt. Mit ihnen kann die Distanz zu einem Objekt sehr genau gemessen werden. der Preis hält sich dabei in Grenzen. Er funktioniert nach dem Prinzip der Refflektionslichtschranke. Er misst das von Objekten refflektierte Licht, welches er aussendet.

Er besitzt drei Anschlüsse: Versorgungsspannung, Ausgangssignal und Masse. Die Distanz wird unabhängig von der Farbe des Objektes ermittelt und in Form einer Analogspannung zwischen ca. 0.4 und 2.6 Volt am Pin 2 ausgegeben.

Die Handhabung könnte einfache nicht sein: Alles was man tun muss ist, die Versorgungsspannung von 5 Volt und die Masse anschliessen, und den Ausgang direkt (oder mit Seriewiderstand) mit dem Analogeingang von zB. einer C-Control verbinden.

Die Messbare Distanz beträgt ca. 10-80 cm. Je näher das Objekt, desto höher die Ausgangsspannung.

Das Datenblatt gibt es hier

2.3.10 Wie baut man einen Sensor um einer Linie zu folgen?

Liniensensoren bestehen meistens aus mehreren Fototransistoren, welche getrennt nebeneinander angeordnet werden. Mit einer oder mehreren Lichtquellen wird der Boden unter ihnen beleuchtet.
Der Sensor sollte möglichst nahe über dem Boden sein.

Abbildung des Sensors von Olimpia von unten

Abbildung des Sensors von Olimpia von vorne

2.3.11 Wie funktioniert der Infrarotsensor IS471?

Der IS471 ist ein Infrarotsensor für die Objekterkennung. Er arbeitet ähnlich wie der GP2D12. Eine Diode,welche nicht im Sensor enthalten ist, sendet modulliertes Licht aus, welches vom IS471 direkt oder refflektiert empfangen wird. Sein Ausgangssignal ist digital. Er hat eine feste Schaltschwelle, welche sich durch die Intensität der Sendediode etwas verändern lässt.

Während der Sharp Sensor die Strecke bis zum Objekt angeben kann, sagt der IS471 nur, ob er das Objekt sieht oder nicht. Für viele Anwendungen ist dies jedoch ausreichend. Und da der IS viel billiger ist als ein Sharp würde ich den Ensatz dieses Bauteils immer in Erwägung ziehen.

Das Datenblatt gibt es hier

2.4. C-Control

2.4.1. Was ist C-Control?

C-Control ist ein Mikrokontrollersystem von der Firma Conrad. An zwei Buchsenleisten stehen Digitale und Analoge Ein- und Ausgänge zuf Verfügung. Es wird viel verschiedenes Zubehör angeboten, wie zum Beispiel: Starterboard, Applicationboard, Relaisadapter, Siebensegment-Display oder die C-Controlstation zur Installation in Schaltschränke.
Der Hauptprozessor kann ohne großen Aufwand ausgewechselt werden, sollte er kaputt gehen.
Außerdem stehen viele kompatible Sensoren im Angebot. Auch an entsprechender Literatur fehlt es nicht.

2.4.2 Wie wird die C-Control in der Robotik eingesetzt?

Die C-Controll wird in der Regel als CPU-Einheit benutzt. Das heisst, sie liest die Sensoren aus, und steuert die Aktoren. Man kann sie jedoch auch als sekundäre CPU laufen lassen. In diesem Fall kriegt sie anweisungen von der ersten CPU und entlastet diese, indem sie gewisse Aktionen für sie ausführt. (zB. Servoimpulserzeugung)

2.4.3. Wieviele Ein- und Ausgänge besitzt die C-Controll?

- 16 Digital I/O- Ports
- 8 A/D Eingänge 0...5V
- 2 D/A- Ausgänge, PWM-modulliert mit 1953Hz
- eine serielle Schnittstelle RS232
- ein DCF77 Eingang für den Anschluss einer DCF77-Aktivantenne

2.4.4. Wie wird die C-Control Programmiert?

Die C-Controll wird über die mitgelieferte Software und ein mitgeliefertes Kabel für die serielle Schnittstelle eines Computers programmiert.
Man kann auf drei verschiedene Arten Programmieren:
- Plus: Ein für Einsteiger konzipiertes verfahren das keine Vorkentnisse erfordert.
- Basic: Die C-Control kann in CC-Basic programmeirt werden.
- Assembler: Wer Assemblerr beherrscht kann die CC auch auf diese weise programmieren.

2.4.5. Wo bekommt man die C-Control?

Die C-Control und sämtliches Zubehör ist bei Conrad erhältlich.
http://www.conrad.de
http://www.conrad.ch

2.4.6. Wo bestehen die Unterschiede zwischen der C-Controll und der Basic-Stamp?

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2.4.7. Wozu ist das Starterboard gut?

Das Starterboard ist wirklich nur dann nützlich wenn der Anwender sofort mit programmieren anfangen will, ohne vorher selber eine Platine zu entwickeln, welche als CC-Adapter dient. Wer noch nie mit einem vergleichbaren System gearbeitet hat, tut gut daran das Starterboard mitzukaufen, wenn er das Risiko von Pannen verringern will. Da auf dem S-Board alle Ein-und Ausgänge an Lötpunkten und Stecker herausgeführt sind, kann man diese sehr schnell beschlten. Ausserdem ist das Risiko die CC durch falsche Anschlüsse zu zerstören kleiner, weil auf dem S-Board alles idiotensicher angeschrieben ist.
Auf einem Roboter nimmt das Starterboard definitiv zu viel Platz in Anspruch. Man kann sich selber ein CC-Board bauen, welches die hälfte des Platzes einnimmt.

Wer gerne mit der CC etwas experimentiert, findet im Starterboard eine grosse Erleichterung, weil einige häufig verwendete Komponente darauf einhalten sind:
- 5V Spannungsregelung mit 7805
- Zwei Relais (Über Transistoren an D-Ports angeschlossen, und durch Jumper deaktivierbar)
- RC-Glieder zur Siebung der DA Ausgänge
- Referenzspannungserzeugung für AD-Eingänge (5V und 2,5V; über Jumper einstellbar)
- Lötfeld für kleine Schaltungen (14x14 Punkte)

Anmerkung des Autors: Da die CC mein erstes programmierbares Bauteil war, war ich froh um das Starterboard. Es hat mir geholfen, schnell und sicher in das System einzusteigen. Aber als ich die CC in meinen Roboter einbaute, hab ich es aus Platzgründen weggelassen. Die Erfahrung mit dem S-Boart hat mir dann geholfen, ein eigenes, kleineres Board zu bauen.

An Anfänger: Wenn ihr sofort mit dem Programmieren loslegen wollt, kauft euch das Starterboard gleich im Set mit der CC. Ihr vermindert das Risiko einer schnellen Frustration, da das Fehlerrisiko etwas eingedämmt wird.

An Gelegenheitsbastler: Unbedingt kaufen! Die oben aufgeführten Komponenten bringen grosse Arbeitseinsparungen mit sich.

An Fortgechrittene: Wenn ihr irgendow etwas Geld sparen wollt, dann ist das Starterbord eine gute Gelegenheit dazu. Nehmt als Ersatz einfach zwei Stiftleisten, lötet sie auf Lochrasterplatine und steckt die CC drauf. Überlegt euch auch, ob ihr nicht lieber gleich die M-Unit kaufen wollt!

2.4.8. Nehmen Programmkommentare hinter den '-Zeichen Platz im CC-Speicher weg?

Nein. Die Kommentare werden nicht mit in die C-Control übertragen und nehmen somit keinen Speicherplatz in Anspruch. Schreibt also ruhig möglichst viele Kommentare in eure Programme, damit ihr sie später auch noch versteht.

2.4.9. Kann man eine C-Control Basic auch mit der PLUS-Software programmieren?

Ja. Die Hardware ist bei beiden Systemen die gleiche.

2.4.10. Was ist die M-Unit?

Die M-Unit ist das selbe wie die C-Control 1. Sie ist jedoch nur mit den nötigsten Bauteilen ausgestattet, was sie viel kleiner macht als die normale C-Control.

Es fehlen:
- Tasten
- LEDs
- Pull up Widerrstände
- Schnittlsellen IC

Zum programmieren wird ein spezeiller Adapter benötigt. Die Abmessungen betragen 48x41 mm

2.4.11. Wie kompliziert ist es, ein Programm zu kompilieren und in die CC zu laden?

Der Compiler ist in der mitgelieferten Programmierumgebung enthalten. Wenn man das Programm geschrieben hat, dauert es lediglich ein Paar Mausklicks, bis es in die CC geladen ist.

Anfänger brauchen davor keine Angst zu haben. Es ist in der Anleitung alles sehr genau beschrieben.

2.4.12. Wesshalb wird so oft behauptet, dass die C-Controll nichts taugt?

Die C-Control ist im Vergleich zu anderen Controllern nicht besonders schnell. Ausserdem ist Basic etwas in Verruf geraten, weil man damit in Versuchung gerät, dass man sog. Spaghetticode programmiert. Das bedeutet, dass man mit Progrmmsprüngen arbeitet und nicht der Reihe nach programmeirt.
Vor allem bei Informatikern kann es vorkommen, dass sie Schreikrämpfe kriegen, wenn sie erfahren, dass jemand etwas in Basic programmiert (Ich weiss wovon ich spreche, hab's schon mehrere Male erlebt).

Die Leute die behaupten, dass CC nichts taugt bezeichnen sich selber als "Profis". Für sie genügt die CC nicht mehr. Diese "Profis" vergessen jedoch, dass auch sie mal Anfänger waren. Sie verdrängen, dass auch sie einmal mit anfängerfreundlichen Systemen wie eben der CC und mit Basic gearbeitet haben, ja sogar auf sie angewiesen waren.

Also liebe Anfänger! Lasst euch nicht von Leuten verwirren, welche euch zeigen möchten mit was für krassen Kontrollern sie arbeiten können, und was für professionelle Programmiersprachen sie beherrschen. Und die alles simplere als unbrauchbar bezeichnen.
Für Anfänger genügt die C-Controll allemal. Wenn man sich ohne entsprechende Vorkenntnisse an etwas kompliziertes wagt, sind Pannen und Frustration vorprogrammeirt.

(Dieser Abschnitt enthält Satirische Elemente. Aber jede Satire bezieht sich -wenn auch übertrieben- auf die Wirklichkeit)

2.5. Basic Stamp

2.5.1. Was ist Basic Stamp?

Die Basic Stamp ist ein kleiner Mikrocontroller, der über einen PC in der Programmiersprache Basic programmiert werden kann. Sie hat mehrere digitale Ein- und Ausgänge, und besitzt das Format einer Briefmarke. Auf Grund ihrer kompakten Abmessung eignet sie sich gut für die Steuerung eines Roboters. Es existieren zur Zeit drei verschiedene Ausführungen: Basic Stamp I, Basic Stamp II, Basic Stamp IIsx. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Geschwindigkeit, der Anzahl der Ein- und Ausgänge, der Größe der ausführbaren Programme (Speicherplatz), und natürlich im Preis.

2.5.2. Wozu wird die Basic Stamp in der Robotik eingesetzt?

Die Basic Stamp wird in der Regel als CPU-Einheit benutzt. Das heisst, sie liest die Sensoren aus, und steuert die Aktoren. Man kann sie jedoch auch als sekundäre CPU laufen lassen. In diesem Fall kriegt sie anweisungen von der ersten CPU und entlastet diese, indem sie gewisse Aktionen für sie ausführt. (zB. Servoimpulserzeugung)

2.5.3. Wieviele Ein- und Ausgänge besitzt die Basic Stamp?

Die BSI besitzt 8, und die BSII besitzt 16 Digitale I/O Ports.

2.5.4. Wie wird die Basic Stamp programmiert?

Die Programmierung erfolgt am PC mit der mitgelieferten Software. Für die Programmübertragung wird die BSI an den Parallelport und die BSII an den Seriellport angeschlossen.

2.5.5. Wo bekommt man die Basic Stamp?

Hergestellt wird die Basic Stamp von der Firma Parallax. Bezugsquellen im deutschsprachigem Raum sind:
Schweiz: http://www.vtec.ch / http://www.distrelec.com
Deutschland: http://www.elektronikladen.de
Österreich: http://www.wienschall.com

2.5.6. Wo bestehen die Unterschiede zwischen der C-Controll und der Basic-Stamp?

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2.6. LEGO Mindstorm

2.6.1. Was ist LEGO Mindstorm?

Das Mindstorm von Lego wurde mit dem Ziel entwickelt, Kindern vonca 12 Jahren den Bau eines intelligenten Roboters aus Lego zu ermöglichen. Die CPU ist ein Kasten von ca 10x7x15 cm Abmessungen. An diesen können die Sensoren und Motoren angeschlossen werden.

Es gibt hier verschiedene Sensoren (zB. Tastsensoren, Lichtsensoren) und eine Kamera mit der man Farbenerkennung oder eine Videoübertragung realisieren kann.
Mehr Informationen findet man unter http://www.lego.com

2.6.2. Wozu wird Mindstorm in der Robotik eingesetzt?

Um einen kleinen Legoroboter zu steuern reichen die Leistungsdaten von Mindstorm gerade. Will man jedoch einen anspruchsvolleren Roboter bauen der mehr als drei Sensoren und drei Motoren benötigt ist von Mindstorm abzuraten. Wer sich in der Robotik noch nicht auskennt kann min dem Mindstorm-System sicher ein Paar Grundlagen erarbeiten, doch stösst man sehr schnell an die Grenzen der Möglichkeiten.

2.6.3. Wieviele Ein- und Ausgänge besitzt Mindstorm?

Die zentrale Steuereinheit verfügt über drei Sensoreingänge und drei Motorausgänge, an welche die gängigen Legomotoren angeschlossen werden können.Sensoren können auch selber gebastelt werden.

2.6.4. Wie wird Mindstorm programmiert?

Die Programmierung von Mindstorm erfolgt über den Computer, und erfordert keine speziellen Vorkenntnisse.

2.6.5. Wo bekommt man Mindstorm?

Die LEGO Mindstorm Baukästen bekommt man im Spielwarenhandel in de LEGO-Abteilung.

2.7. Notebook/PC als Roboter-CPU

2.7.1. Was hat man für zusätzliche Möglichkeiten, wenn man ein Notebook als Roboter-CPU einsetzt?

Ein Notebook ist so ziemlich die leistungsfähigste CPU, welche man in einen AMR einbauen kann.

Hier sind die wichtigsten Vorteile:
- Hohe Taktfrequenzen
- Grosser Programmspeicher
- Display/ Tastatur
- Viele digitale Ein - und Ausgänge an der parallelen Schnittstelle
- Serielle Schnittstelle
- Beliebige Programmieroberfläche

Und hier eineige Nachteile:
- Gewicht
- Stromverbrauch
- Platzbedarf
- Keine analogen Schnittlstllen

Über Display und Tastatur kann der Roboter mit dem Menschen auf unkomplizierte Art und Weise kommunizieren.

2.7.2. Kann man ein Mainboard als CPU einsetzen?

Prinzipiell ja. Es gilt jedoch folgende Probleme zu überwinden:
- enormer Platzbedarf-> grosser Roboter-> viele Navigations-/ Kollisions-sensoren nötig.
- aufwändige Speisung (viel schwieriger als bei Notebook) mit grossem Stromverbrauch. Die Speisespannungen müssen sehr Stabil sein.

2.8 Navigation

2.8.1. Was ist eine Bake?

Wird auch bezeichnet als: "Navigationspylon", "Leuchtturm", "Checkpoint", ...
Es handelt sich hierbei um eine stationäre Einrichtung, die einem Roboter als Navigationshilfe dient. Eine Backe sendet Signale aus, die der Roboter erkennt. Er kann sich nach den Signalen orientieren.
Zum Beispiel kann ein Backe mit starken Infrarot-LEDs ausgestattet werden. Diese Senden Lichtimpulse von zB. 1kHz aus. Der Roboter erkennt diese Impulse mittels Fototransistoren und Frequenzvergleicher. Er kann sich auf den Leuchtturm ausrichten, und auf ihn zufahren. So ist es möglich, einen Roboter an einem bestimmten Punkt im Raum zu Positionieren.

2.8.2. Wie misst man die zurückgelegte Strecke anhand der Radumdrehungen?

Am besten indem man eine Gabellichtschranke an den Rädern montiert und kleine Löcher in die Räder bohrt.

Auch mit einem Schrittmotorantrieb ist die Strecke messbar, da die anzahl Umdrehungen ds Motors stets bekannt ist.

2.8.3. Was ist ein induktives Leitsystem?

Die Grundidee bsiert darauf dass man einen Roboter mit Spulen baut, der sich an Hand eines am Boden verlegten drahtes orientieren kann. Er kann dem Draht folgen, oder ihm ausweichen (Aktionsfeldbegrenzung).

1. Möglichkeit:
Ein Roboter verfügt über eine oder mehrere Spulen. Durch diese fliesst ein Wechselstrom. Wenn diese Spulen sich einem Draht der auf dem Boden verlegt ist nähern, verändert sich die Induktivität, und somit der Blindwiderstand.

2. Möglichkeit:
Der Roboter verfügt über eine oder mehrere Spulen welche an einer Spannungsverstärkerschaltung angeschlossen sind. Durch ie fliesst kein Strom. Nähert sich der Roboter einem Draht durch welchen ein Wechselstrom fliesst wird in der Spule eine Spannung induziert.

2.8.4. Kann man einen Roboter mit GPS navigieren lassen?

Grundsätzlich ja. Aber GPS ist bei weitem nicht so genau, dass man einen Roboter Zentimetergenu plazieren kann. Ausserdem ist ein unterbruchfreier Betrieb von GPS nur im freine möglich.

3. Mechanik/Motoransteuerungselektronik

3.1 Motoren/ Servos

3.1.1. Was Sind Getriebemotoren?

Getriebemotoren sind Motoren mit einem eingebauten Untersetzungsgetriebe. Sie haben gegenüber den umgebauten Servos den Vorteil dass sie meistens robuster und stärker sind. Allerdings sind sie oft teurer und schwieriger in einen Roboter einzubauen als ein umgebauter Servo.

3.1.3. Was sind Servomotoren?

Servos sind eigentlich nichts anderes als kleine Motoren, mit integriertem Getriebe und einem beschränktem Drehwinkel. Sie werden oft im Modellbau verwendet, und eignen sich hervorragend, um einen Roboter anzutreiben. Ein Servo ist nicht einfach ein Motor der im Kreis herum dreht sondern er ist so konstruiert dass er die Servoachse in eine bestimmte Position drehen kann und sie dort auch dann hält wenn von aussen her eine Kraft darauf ausgeübt wird.

Durch ihr integriertes Getriebe erhaten die Servos eine sehr hohe Stellkraft.

Angesteuert werden sie durch ein PWM-Signal. Die Elektronik die dieses Signal auswertet ist im Servo integriert. Der Servo überprüft die Lage der Servoachse mit Hilfe eines Potoentiometers. Wird von aussen her eine Kraft auf die ruhende Servoachse ausgeübt, so wird das Potentiometer ein wenig verstellt. Die Servoelektronik registriert dass die Poti-Stellung nicht mehr mit dem PWM-Signal übereinstimmt und lässt den Motor der Kraft von aussen entgegenwirken. So kann ein Servo seine Position halten.

3.1.4. Wie muss man einen Servo ansteuern?

Servos besitzen drei Anschlüsse: 1. Versorgungsspannung, 2. Steuersignal, 3. Masse.
Die Versorgungsspannung beträgt bei den meiseten Standardservos 5 V. Masse hat wie immer Null-potential.
Das Steuersignal besteht aus einem PWM-modullierten Rechtecksignal, welches eine Periodendauer von 20ms hat. Befindet sich der Servo in der Mittelstellung, so beträgt die Impulsdauer 1,5ms. In der einen Endstellung dauert die Impulslänge 2ms und in der anderen 1ms. Das PWM-Signal hat in der Regel eine Amplitude von 5V.

3.1.5. Wie steuert man einen Servo mit einem Computer an?

Das ist eine sehr schwierige Aufgabe. Da die Computer verschiedene Tacktraten und verschiedene RAM-Grössen besitzen, ist es sehr kompliziert, die Impulse so zu erzeugen dass sie genau die korrekte Frequenz, und den korrekten Tastgrad haben.
Am besten überlässt man das generieren der Servoimpulse einer Externen Schaltung welche von PC die Daten für den Drehwinkel erhalten. Eine solche Schaltung für 8 Servos ist in der Elektorzeitschrift 9/01 erschienen. Dort werden die Servos über den I2C-Bus angesteuert.

3.1.6. Wie baut man einen Servo zu einem Getriebemotor mit vollem Drehwinkel um? (Servohacking)

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3.1.7. Was soll man nun nehmen? Motor oder gehackter Servo?

Durch eine einfache Modiffikation lässt sich ein Servo zu einem kleinen Getriebemotor umbauen. Aber wasist nun besser? Servo oder Motor?

Servos zeichnen sich aus, durch kompakte Bauweise und integriertem Getriebe. Sie sind verhältnismässig günstig. Sie sind einfacher in ein Fahrgestell einzubauen als die meisten Motoren, da sie bereits mit einer Einrichtung zu Befestigung mit zwei bis vier Schrauben ausgestattet sind. Da Motor und Getriebe in einem Gehäuse untergebracht sind, sind sie ziemlich gut gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt. Ihr grösster Nachteil ist wohl dass ein normaler Standartservo relativ schwach ist. Es gibt zwar Hochleistungsservos mit grosser Stellkraft, aber diese sind recht teuer.

Ein Motor ist (mit angebautem Getriebe) zwar stärker als ein Servo, verbraucht jedoch viel mehr Platz. Es ist nicht immer einfach ein Getriebe an einen Motor anzuschliessen.

Ein fertiger Getriebemotor ist, dort wo ein Servo zu wenig Leistung erbringt, eine gute Lösung. Einfache Getriebemotoren sind nicht viel teurer als Servos. Allerdings sind sie oft nicht so leicht in ein Fahrgestell einzubauen. Ein Getriebe mit Metallzahnrädern ist dem Getriebe eines Servos, welches nur Plastikzahnräder enthält, weit überlegen in der Betriebsdauer und der Belastbarkeit.

Fazit: Dort wo kein Grosses Drehmoment (Kraftaufwand) benötigt wird sind Servos eine gute Alternative zu Getriebemotoren. Aber sobald etwas mehr Kraft erforderrlich ist sollte ein Getriebemotor eingesetzt werden. Der Einsatz von normalen Motoren ist wegen dem zusätzlich benötigtem Getriebe mit mehr Aufwand verbunden und desshalb nur in Spezialfällen empfehlenswert.

3.1.8. Wie baut man sich selber ein Getriebe?

Wenn ein Elektromotor direkt an die Räder eines Roboters angeschlossen wird, dann bewegt sich dieser unter Last gar nicht, oder nur sehr langsam. Dies passiert weil der Motor nicht genug Kraft aufweist um eine normale Drehzahl zu erreichen. Abhilfe schafft hier ein Getriebe mit Untersetzung.
Es ist oft sinnlos ein eigenes Getriebe zu entwerfen und anzufertigen, denn dies erfordert hohe Präzision und erheblichen Arbeitsaufwand. Vernünftiger ist es sich einen Getriebebausatz zu kaufen bei dem die Zahnräder einfach in die bereits in den richtigen Abständen angebrachten Achsen eingesetzt werden können. Diese Bausätze gibt es im Modellbauhandel mit verschiedensten Untersetzungsverhältnissen.

3.1.9 Kann ich einen Fototransistor oder ein LDR direkt in Serie zu einem Motor schalten um ihn zu regeln?

Nein! Der Motorstrom ist hier in praktisch allen Fällen zu gross. Ein Fotoelement ist für solche Leistungen nicht ausgelegt. Man sollte den Sensor über einen Transistor mit dem Motor verkuppeln.

3.2. Chassis

3.2.1. Was sind die Eigenschaften von 3-Rädrigen Fahrgestellen?

Zum Austesten von neuen Baugruppen, zum schnellen An- und Umbauen, für Roboter die eine bestimmte Umgebung eigentlich nur sehr selten verlassen, ist eine Plattform mit zwei Antriebsrädern und einem Stützrad am besten geeignet. Vorteile sind die relativ geringen Kosten, einfache Steuerung (nur zwei Motoren), und vor allem die Fähigkeit auf der Stelle zu drehen, wodurch auch die Sensoren auf der Rückseite überflüssig werden. Hauptnachteil ist vor allem die sehr schlechte Geländegängigkeit, denn sie sind teilweise nicht einmal in der Lage eine CD-Hülle zu überfahren. Trotzdem wird diese Form auch weiterhin die häufigste bleiben.

3.2.2. Was sind die Eigenschaften von 4-Rädrigen Robotern?

Plattformen mit vier Rädern sind bereits um einiges Geländegängiger. Sie haben den Vorteil das sie mehr Gewicht bewegen können, zum Beispiel einen zusätzlichen Roboterarm. Sie sind allerdings mechanisch Anspruchsvoller. Eine genauere Einstufung hängt von der genauen Bauform ab. Mit einer lenkbaren Vorder- und einer starren, angetrieben Hinterachse ist die Fähigkeit zu wenden stark eingeschränkt. Der Roboter muss um zu Rangieren zwangsweise Rückwärtsfahren, was zusätzliche Sensoren erforderlich macht. Durch zwei lenkbare Achsen wird der Wendekreis schon erheblich verkleinert, da es aber kompliziert ist angetriebenen Rädern zu lenken, kann zwischen diese zwei Achsen noch eine dritte starre eingefügt werden, die die Aufgabe der Fortbewegung übernimmt.

3.2.3. Was sind die Eigenschaften von Raupenantrieben?

Roboter mit Kettenantrieb sind am Geländegängigsten. Vorteile sind die einfache Steuerung (nur zwei Motoren), die relativ gute Bodenhaftung (die Ketten drehen normalerweise nicht durch), die Fähigkeit auch größere Hindernisse zu überwinden sowie auf der Stelle zu drehen. Die Nachteile sind die recht aufwendige Mechanik und somit die Kosten, die Störungsanfälligkeit wegen offenliegender Zahnräder und relativ hohe Leistungsverluste.

3.2.4. Was sind die Eigenschaften von Robotern mit Beinen?

Laufroboter haben eigentlich nichts mit Plattformen zu tun. Sie sind von allen Robotern die aufwendigsten und teuersten, trotzdem werden sie relativ oft gebaut. Irgendwie träumt jeder davon mal einen "Walker" zu bauen. Das Laufen ist eigentlich den Lebewesen vorbehalten, und das übt eine ganz besondere Faszination auf die Menschen aus. Vorteile gibt es nicht besonders viele, die Roboter sind in der Regel in der Lage kleine Hindernisse (Taschenbücher) zu übersteigen. Man kann natürlich auch eine Roboter bauen der Treppen steigen kann, aber der kostet mehrere Millionen Euro. Die Nachteile bei Laufrobotern überwiegen, sie sind sehr teuer, sehr schwer zu steuern (Koordination von unzähligen Servomotoren) und haben eine große Leistungsaufnahme (viele Motoren). Alternativ gibt es aber auch Laufroboter die sich Tricks bedienen. Bei ihnen sind die Beine zum Beispiel mit Stangen verbunden, dadurch haben sie meist weniger als ein Motor pro Bein. Sie laufen nicht wie Lebewesen, sondern stolpern eher durchs Leben.

3.2.5. Wie sieht die Bauform eines Roboters aus, der möglichst gut Navigieren kann (Wendigkeit)?

Die wendigsten Roboter, welche Hindernisse am besten umfahren, enge Parcoursam besten meisern und sehr genau navigieren sehen folgendermassen aus:

-Sie werden durch zwei Räder angetrieben
Die wichtige Fähigkeit auf der Stelle zu wenden ist nur mit zwei, einzeln angetriebenen Rädern möglich. Diese befinden sich in der Mitte des Roboters (gleich weit von der Front und der Rückseite entfernt).

-Sie haben eine runde Plattform
Von oben gesehen sehen diese Roboter kreisförmig aus. Denn wenn der Roboter wendet, verändert er, von oben gesehen den Grundriss nicht. Er besitzt also kein ausschwenkendes Heck, welches irgendwo anstossen kann.

3.3 Räder

3.3.1. Was muss bei Rädern allgemein beachtet werden?

Das Rad ist eine der wenigen Erfindungen, die sich über mehrere Jahrtausende bewährt haben, ohne dass sie grundlegend verändert wurden. Damit ein Rad als Rad bezeichnet werden kann muss es eigentlich nur eine Voraussetzung erfüllen: es muss kreisförmig (rund) sein. Geometrisch bezeichnet ist ein Kreis "Die Menge aller Punkte einer zweidimensionalen Ebnene welche von einem bestimmten Punkt den gleichen Abstand haben".

Die Art des Rades welche man für einen Roboter wählt ist von der Roboteraufgabe und den Umweltbedinnungen abhängig.

3.3.2. Woher bekomme ich fertige Räder?

Fertige Räder gibt es zum Beispiel im Modellbauhandel. Ein Rad dass sich für ein Funkferngesteuertes Auto eignet, eigent sich auch für einen Roboter.

3.3.3. Wie kann ich meine Räder selber herstellen?

Wer es sich zutraut einen wirklich runden Kreis auszusägen, kann siene Räder naturlich selber fabrizieren, z.B. aus Holz oder Kunststoff. Ein sehr beliebter Werkstoff für Räder ist auch das Plexiglas. Da dieses durchsichtig ist, kann es sehr witzig aussehen.
Bei der Gestaltung der Räder sind der Kreativität und der Phantasie kaum Grenzen gesetzt.

Um eine guten Rutschfestigkeit zu erreichen kann man als Gimmireifen einen aufgeschlitzten Gummischlauch um ein Rad kleben. (Ich habe für diesen Zweck ein Stück meines Hochstart-Gummiseiles für den Modellflug verwendet)
Bilder eines Fahrgestelles mit Plexiglasrädern und aufgeklebtem Gummischlauch

Natürlich kann jeder Scheibenförmige Gegenstand zu einem Rad verarbeitet werden. z.B: CDs, Marmeladeglas-Deckel, Münzen, usw.

3.3.4. Wie befestige ich ein Rad an einem Servo?

Zu einem Servo wird in der Regel immer ein Kreuz, oder eine Scheibe mitgeliefert, an welches auf die Servoachse geschraubt wird. In diese Scheibe können Löcher mit Schraubengewinde gebohrt werden, wodurch man die Räder daran festschrauben kann. Bilder
Eine einfachere, aber auch instabilere Methode ist es, das Rad direkt auf ie Servoachse zu schrauben, und dabei auf das Servokreuz zu verzichten.
Es muss in jedem Falle darauf geachtet werden dass der Radmittelpunkt genau im Zentrum der Servoachse ist.

3.3.5. Wie kann ich einen Roboter der zwei angetriebene Räder hat mit einem Stützrad ausstatten?

Ein Roboter mit zwei angetriebenen Rädern der sich nach dem Prinzip der Raupenfahrzeuge manövriert, braucht hinten ein drittes Rad welches ihn stützt. Das Problem ist, dass dieses Rad sich der Fahrtrichtung anpassen muss.
Es gibt zwei gängige Möglichkeiten:
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3.4 Spezielle mechanische Komponente

3.4.1. Wie baut man einen Greiffarm?

Das höchstentwickeltste Greifwerkzeug das wir kennen ist die menschliche Hand. Ihr Vorteil liegt in den Möglichkeiten sowohl ein Uhrwerk zusammen zu setzen, als auch ein Auto zu bauen. Zwar sind mittlerweile auch Roboter in der Lage ein Uhrwerk zusammen zu setzen, sogar besser und schneller als ein Mensch, aber dieser Roboter wird niemals ein Auto bauen können. Das selbe gilt umgekehrt für Roboter der Automobilindustrie, die nicht in der Lage sind ein Uhrwerk zusammen zu setzen. Die menschliche Hand ist also bei weitem vielseitiger als es Roboter-Greifarme in den nächsten Jahrzehnten überhaupt werden können.

Um einen Gegenstand ergreifen zu können, benötigt man mindestens zwei Punkte zwischen denen ein Druck aufgebaut werden kann. Das klingt vielleicht kompliziert ist es aber nicht. Betrachten wir die menschliche Hand. Die einfachste Möglichkeit ist hier, etwas zwischen Zeige- und Mittelfinger einzuklemmen (Der Daumen sollte aufgrund seiner eigenen komplexen Möglichkeiten unberücksichtigt bleiben). Dieses Prinzip ist dass selbe wie das einer Zange oder Pinzette.

Um nun einen einfachen Greifarm nachzubauen, genauer gesagt erst mal die Zange, gibt es verschiedene Möglichkeiten: Entweder zwei bewegliche Backen die sich parallel aufeinander zu bewegen, oder in einem Winkel, oder eine bewegliche Backe die sich parallel auf eine starre zu bewegt, oder in einem Winkel. Während die Backen für parallele Bewegung flach sind, sollten sie bei der Winkelbewegung nach Möglichkeit Halbmondförmig sein. Für einen sicheren Halt gilt immer die Regel, den Gegenstand mit der größt möglichen Fläche zu berühren. Ein Tipp am Rande: Bei Gummibespannten Backen ist die Gefahr des Abrutschens wesentlich kleiner.

Die Auswahl des Zangentyps hängt hauptsächlich von den zu ergreifenden Gegenständen ab. Während flache Gegenstände (Würfel, Streichholzschachteln) mit parallelen Bewegungen besser zu erfassen sind, eignet sich für runde Gegenstände (Teelichter, Korken) die Winkelmethode besser.

Was der Zange jetzt noch fehlt ist ein Arm, denn das Leben als "Eiskaltes Händchen" ist ohne recht trostlos. Aber auch hier sei gewarnt, das Vorbild Mensch ist nicht zu überbieten. Zuerst muss sich die Frage gestellt werden wie viele Gelenke der Arm haben soll. Man kann nicht sagen was hier das beste wäre, es hängt vom genauen Anwendungszweck ab. Mit der Anzahl der Gelenke steigt zwar die Beweglichkeit, aber der Arm ist auch schwerer zu steuern und hat einen höheren Stromverbrauch.

Was die Motoren zur Steuerung des Armes angeht seien vor allem die Servomotoren erwähnt. Sie lassen einen Rückschluss auf die genaue Position zu, was wiederum die Stellung des Armes wiederspiegelt. Für Gelenke bei denen es nicht um Winkel, sondern um Drehungen geht, sind aber Schrittmotoren die bessere Wahl. Normale Motoren sind aufgrund ihrer groben Ansteuerung ungeeignet.

Zum Schluss noch ein paar Links zum Thema:
Projekte mit Roboterarmen gibt es zum Beispiel unter
http://www.roboterwelt.de/robarm/robarm.htm
http://www.xs4all.nl/~sbolt/e-arm.html
http://www.geocities.com/microcontrollers/robot/axis3robot/axis3.html
Auf der Seite http://www.rdrop.com/~marvin/ kann man unter dem Link http://www.rdrop.com/~marvin/download/armbot14.pdf sogar einen kleinen Kurs zum Bau eines einfachen Roboterarmes herunterladen (PDF-Format, Englisch).

3.4.2. Was ist Nitinol?

Nitinol ist ein Metall das sich eine bestimmte form merken kann. In den 1930ern wurde der Gedächtniseffekt erstmals entdeckt. NiTiNol ist 1962 entstanden, eine Legierung aus Nickel und Titan in den Naval Ordnance Laboratorien in White Oak, Maryland. Inzwischen sind andere Legierungen mit Gedächtnis entdeckt worden (CuAlZn, AuCd, FePt) und ein Kunststoff, der über ein extrem hohes Erinnerungsvermögen verfügt, höher als dem der metallischen Legierungen. Gedächtnismetalle lassen sich also bei niedriger Temperatur leicht in jede gewünschte Form biegen, bei kurzer Erhitzung kehren sie aber stets in eine eingeprägte Form zurück. Verwendet werden solche Materialien etwa als "unzerbrechliche" Brillengestelle, als temperaturabhängig schließende Ventile oder in der Medizin als Implantate, Zahnspangen oder flexible chirurgische Instrumente. Dehnt man NiTiNol, kann es sich durch Erwärmung kraftvoll zusammenziehen (5-7% der ursprünglichen Länge), anschliessend kann es durch eine Gegenkraft wieder lang gezogen werden. Dieslässt sich viele Millionen mal ohne Materialermüdung wiederholen. Gedächtnismetalle bilden also auch eine Art Muskel.

Bezugsquelle für Nitinol in Deutschland:

Gondek Elctronics & Components
10439 Berlin
Telefon 030/4476302

4. Informatik

4.1 Programmierung

4.1.1. Was ist Assembler?

Assembler ist eine schnelle Maschinenspezifische / computerabhängige Programmiersprache. Es ist keine komplizierte Programmiersprache, daher ist sie auch leicht zu erlernen. Die Assemblerbefehle übersetzen sich 1 zu 1 in Maschinenbefehle. Auf diese Weise macht der Prozessor wirklich nur das, was für den angepeilten Zweck tatsächlich erforderlich ist und was der Programmierer auch gerade will. Keine extra Schleifen und nicht benötigten Features stören und blasen den ausgeführten Code auf. Wenn es bei begrenztem Programmspeicher und komplexerem Programm auf jedes Byte ankommt, dann ist Assembler sowieso Pflicht. Kürzere Programme lassen sich wegen schlankerem Maschinencode leichter entwanzen, weil jeder einzelne Schritt Sinn macht und zu Aufmerksamkeit zwingt. Da viele Features prozessorabhängig sind, ist Optimierung eine reine Übungsangelegenheit und nur von der Vertrautheit mit der Hardware und dem Dialekt abhängig. Die ersten Schritte fallen in jeder neu erlernten Sprache nicht leicht und nach wenigen Wochen lächelt man über die Holprigkeit und Umständlichkeit seiner ersten Gehversuche. Manche Assembler-Befehle lernt man eben erst nach Monaten richtig nutzen.

4.1.2. Was ist Basic?

Basic ist die Abkürzung für "Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code". Sie ist die wohl einfachste, am weitesten verbreitetste und somit auch erfolgreichste Programmiersprache der Welt. Mit ein Grund dafür war die standardmäßige Einbindung von Q-Basic in MS-DOS. Auf diesem Wege kam sie vor allem unter Hobby-Programmierern zu Ruhm und Ehre. Entwickelt wurde Basic 1964 am Dartmouth College in New Hampshire USA als leicht zu erlernende Alternative zu Fortran. Heute ist Basic die strategische Sprache unter Windows für die Entwicklung kommerzieller Programme, für die Steuerung von Anwendungen (Visual Basic for Applications/VBA) und zur Systemsteuerung (VB-Script). Basic ist allerdings nicht nur für PCs wichtig geworden, auch für Mikrocontroller ist sie mehr als gut zu gebrauchen. Viele Systeme werden heute von Haus aus in Basic programmiert, zum Beispiel die C-Control und die Basic Stamps. Wer mehr zu Q-Basic wissen möchte der sollte mal bei www.qbasic.de vorbeischauen.

4.1.3. Was ist Visual Basic?

Visual Basic ist eine Windows-Version von Basic. Der Programmierer kann auf einfache Weise ein Programm das auf der Windowsoberfläche basiert mit Basic programmieren.
Sehr gut geeignet für Anfänger, bei professionellen Programmierern jedoch nicht sehr beliebt.

4.1.4. Was ist C?

C ist eine der beliebtesten Programmiersprachen überhaupt. Nicht nur in der Informatik, sondern auch in der Elektronik und Robotik. Zu den meisten Mikrokontrollern gibt es C-Compiler, wodurch man sie in dieser Sprache programmieren kann.
C++ ist ein Erweiterung von C.

4.1.5. Was ist ein Compiler?

Ein Compiler ist ein Computerprogramm. Es setzt ein Programmcode der in irgendeiner Programmiersprache (C, Basic, Pascal, ...) geschrieben wurde, in eine Sprache um, die von einem Mikrokontroller verstanden werden kann.