Studierende bauen Mini-Roboter
Von Katrin Petzold
Der kleine Roboter wurde nach Anleitung des Computermagazins „c’t“ gebaut: Foto: Katrin Petzold
Auf einer runden Grundfläche, die dem Durchmesser einer CD entspricht, türmt sich die Elektronik 15 Zentimeter in die Höhe. Flink rollt der kleine Roboter auf seinen zwei Rädern unter Tischen und Stühlen entlang. Die Idee, mit Studierenden einen solchen Roboter zu bauen, hatte Wolfgang Joppich. „Alles fing mit einem Geschenk meiner Frau an“, sagt der Professor für Ingenieurinformatik im Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau und Technikjournalismus. Das Geschenk war ein Abo des Computer- und Technikmagazins „c’t“. Joppich: „Ich fand darin die Anleitung, wie man sich mit einfachen und preiswerten Bauteilen einen Roboter bauen kann.“
Vom Geschenk zur Projektidee
Damit war sein neues interdisziplinäres Projekt mit angehenden Ingenieuren der Elektrotechnik und des Maschinenbaus geboren. Die Nachfrage unter den Studierenden war groß, doch nur zwölf von ihnen konnten teilnehmen. Viel Arbeit kam auf sie zu – vor allem Löten.
Große Sorgfalt beim Löten
Vorsichtig wurden zunächst die Bauteile sortiert. Drei Tage verbrachten die Studenten damit, den Einzelteilen ihren Platz auf der Platine zu geben: immerhin 80 Bauteile für jeden Roboter. Kosten insgesamt 1000 Euro. Motoren, Sensoren und Akkus füllen die Grundplatte aus, darüber befindet sich die restliche Elektronik. Nach 15 Stunden Löten stand die Konstruktion. „Es war wie ein komplizierter Lego-Baukasten. Man muss nur alles an die richtige Stelle setzen.“, sagt Ioannis Neitzel, Maschinenbaustudent im 5. Semester.
Die ersten Gehversuche
Nachdem alle Teile zusammen gebaut waren, konnten die Roboter erste Gehversuche wagen. Angetrieben von zwei Elektromotoren erreichen die „Robos“ eine Geschwindigkeit von einem halben Meter pro Sekunde – für so ein kompaktes Modell recht flott. Damit der Roboter bei seinen Fahrten nicht das Gleichgewicht verliert, werden seine beiden Räder von einem Gleitpin abgestützt; das Gewicht seiner Akkus stabilisiert ihn zusätzlich.
Sehen ist schwierig
Seine Umgebung kann der Roboter mit Hilfe von Sensoren wahrnehmen: Während der Fahrt sendet eine Diode Infrarotlicht aus. Trifft dieses Licht auf ein Hindernis, wird es zurückgeworfen und von den Abstandssensoren aufgefangen. Je nachdem in welchem Winkel die Infrarotstrahlen auf die Sensoren treffen, berechnen diese daraus den Abstand zum Hindernis. So kann der Roboter bis zu 80 Zentimeter voraus schauen. Nur in der Breite klappt das „Sehen“ nicht ganz so gut: Der eher knapp bemessene Blickwinkel von drei Grad lässt den Roboter zuweilen etwas verwirrt wirken. Mühsam kämpft er sich Stück für Stück um Tischbeine und die Füße seiner staunenden Betrachter.
Aufgaben wurden in „C“ programmiert
Herumliegende Dinge kann der Roboter mit seiner U-förmigen Aussparung an der Vorderseite einfangen und vor sich herschieben. Damit er einen vorgeschriebenen Weg abläuft, reicht bereits eine einfache schwarze Linie auf dem Boden aus. Denn während der Roboter durch die Gegend rollt, wirft er unentwegt Lichtstrahlen auf den Boden. Unterschiedlich helle und dunkle Flächen des Untergrunds werfen dabei das Licht verschieden intensiv zurück. Der „Robo“ nimmt es mit seinen Lichtschranken auf und folgt problemlos der schwarzen Linie.
Stolzer Erbauer
Das „Gehirn“ des Roboters besteht aus einem Mikrocontroller. Er steuert die Motoren und wertet die Signale der Sensoren aus. Und falls dem Roboter mal der Saft abgedreht wird, sichert ein Drei-Kilobyte-Speicher die geladenen Programme. „Das Projekt war eine echte Herausforderung. Es ist ein tolles Gefühl, zu sehen, wie aus lauter Einzelteilen der eigene Roboter entsteht.“, sagt Maschinenbaustudent Gregor Klabisch und verfolgt stolz die ersten Fahrten seines selbstgebauten Roboters.
Die Entwicklung geht weiter
Professor Joppich will in diesem Semester die Basis-Programmierung in einem weiteren Projekt noch ausbauen. Die „Robos“ sollen dann spielend leicht Hindernisstrecken und Labyrinthe durchfahren. Ein Wettkampf gegen andere Roboter ist auch geplant. Die Entwicklung der „c’t“-Roboter ist also noch lange nicht abgeschlossen.
Artikel vom 22.02.2007
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