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Hallo!
Wir freuen uns, dass du dich für den Baukasten „ROBOTICS Smarttech“ von fischertechnik entschieden hast. Mit diesem Baukasten kannst du eine Menge interessanter Experimente durchführen und spannende Aufgaben lösen.
Beim Durchlesen des Begleitmaterials und Ausprobieren der Experimente und Aufgaben wirst du Schritt für Schritt lernen, wie man mit dem ROBOTICS TXT Controller von fischertechnik einfache und auch komplizierte Maschinen und Roboter steuern und programmieren kann.
Wie das beim Lernen nun mal so ist, kann man nicht sofort mit den schwierigsten Sachen anfangen, auch wenn die natürlich oft ein bisschen interessanter sind als die etwas einfacheren. Darum haben wir die Experimente und Aufgaben in diesem Heft so aufgebaut, dass du mit jeder neuen Aufgabe etwas anderes dazu lernst, dass du dann wieder bei der nächsten Aufgabe einsetzen kannst.
Also keine Angst, wir fangen klein an und arbeiten uns dann gemeinsam zu den großen Robotern vor.
Jetzt wünschen wir dir viel Spaß und Erfolg beim Experimentieren mit dem ROBOTICS Smarttech.
Dein Team von
fischertechnik
Das ist alles im Baukasten mit drin
Zunächst einmal findest du zahlreiche fischertechnik-Bausteine, außerdem Motoren, Lampen und Sensoren, sowie eine farbige Bauanleitung zum Bau der verschiedenen Modelle.
Wenn du die Bausteine alle ausgepackt hast, musst du einige Komponenten zuerst montieren, bevor du loslegen kannst (z. B. Kabel und Stecker). Welche das genau sind, ist in der Bauanleitung unter „Montagetipps“ beschrieben. Erledige das am besten gleich als Erstes.
Aktoren
Als Aktoren werden alle Bauteile bezeichnet, die eine Aktion ausführen können. Das bedeutet, wenn man sie an einen elektrischen Strom anschließt, werden sie in irgendeiner Form „aktiv“. Meistens kann man das direkt sehen. Ein Motor dreht sich, eine Lampe leuchtet, usw
Mini-Motor
Der Mini-Motor ist ein Elektromotor, der genau so lang und so hoch ist wie ein fischertechnik-Baustein. Außerdem ist er sehr leicht. Dadurch kannst du ihn an Stellen einbauen, an denen für die großen Motoren kein Platz ist.
Das Getriebe, das im Baukasten dabei ist, passt genau an den Mini-Motor. Der Mini-Motor ist für eine Versorgungsspannung von 9 Volt und einen Stromverbrauch von maximal 0,3 Ampere ausgelegt.
LEDs
Das LED ist im Baukasten enthalten. Es kann sehr vielfältig verwendet werden. Zum Beispiel als Signallichter bei einer Ampel, als Blinklicht an einem Roboter oder zur besseren Ausleuchtung des Bildes, das die Kamera liefert, die ebenfalls im Baukasten enthalten ist.
Das LED ist für eine Spannung von 9 Volt ausgelegt und verbraucht ca. 0,01 Ampere Strom.
Achtung:
Beim Anschluss des LED an die Stromversorgung musst du auf die richtige Polung achten. Der Plus-Pol muss bei der + Markierung an das LED angeschlossen werden.
Sensoren
Sensoren sind gewissermaßen die Gegenstücke zu den Aktoren. Denn sie führen keine Aktionen aus, sondern reagieren auf bestimmte Situationen und Ereignisse. Ein Taster reagiert zum Beispiel auf einen „Knopfdruck“, indem er einen elektrischen Strom durchlässt oder unterbricht. Ein Wärmesensor reagiert auf die Temperatur in seiner Umgebung.
Taster
Der Taster wird auch Berührungssensor genannt. Beim Betätigen des roten Knopfes wird mechanisch ein Schalter umgelegt, es fließt Strom zwischen den Kontakten 1 (mittlerer Kontakt) und 3. Gleichzeitig wird der Kontakt zwischen den Anschlüssen 1 und 2 unterbrochen. So kannst du den Taster auf zwei verschiedene Arten verwenden:
Als „Schließer“:
Kontakte 1 und 3 werden angeschlossen. Taster gedrückt: Es fließt Strom. Taster nicht gedrückt: es fließt kein Strom
Als „Öffner“:
Kontakte 1 und 2 werden angeschlossen. Taster gedrückt: Es fließt kein Strom. Taster nicht gedrückt: Es fließt Strom.
Gestensensor
Der Gesten-Sensor ist ein neuer Sensorbaustein von fischertechnik. Er ist ein kleines Multitalent mit den Funktionen Gestenerkennung, Farberkennung, Abstandsmessung und Umgebungslichterfassung. Der Sensor selbst und wie er programmiert wird, ist in der Aufgabe „Dämmerungsschalter“ näher erklärt.
Grundlagen zu den fischertechnik Omniwheels
Das Mecanum-Rad ist ein Rad, das einem damit ausgestatteten Fahrzeug omnidirektionale Fahrmanöver (Bewegung in jede Richtung) erlaubt, ohne mit einer mechanischen Lenkung ausgestattet sein zu müssen. Daher heißen unsere Räder Omniwheels.
Es wird manchmal nach seinem Erfinder Bengt Ilon auch Ilon-Rad genannt. Im Gegensatz zum Allseitenrad stehen beim Mecanum-Rad die Rollen in einem Winkel zur Hauptachse.
Und wie funktioniert das?
Auf dem Umfang (der „Felge“) des Rades sind mehrere drehbar gelagerte tonnenförmige Rollen meist im Winkel von 45 Grad zur Achse des gesamten Rades angebracht. Nur diese Rollen stellen den Kontakt zum Boden her. Sie haben keinen direkten Antrieb und können sich frei um ihre schräge Lagerachse drehen.
Das gesamte Mecanum-Rad dagegen wird von einem Antriebsmotor z.B. Mini Motor und einem Getriebe mit veränderlichem Drehsinn und variabler Drehzahl angetrieben.
Die damit ausgestatteten Fahrzeuge haben üblicherweise vier solcher Räder, die im Rechteck („Wagenanordnung“) angeordnet sind.
Die Achsen der geneigten Rollen müssen dabei an der Auflageebene entweder sternförmig zur Fahrzeugmitte zeigen oder alle Winkelachsen der Rollen müssen auf einer Kreisprojektion liegen (unterschiedliche Wahl der Winkel der Rollen an Vorder- und Hinterachse – jeweils +45° oder −45° zur Achse des Mecanum-Rades).
Wird dieses Kriterium nicht beachtet, lassen sich keine omnidirektionalen Antriebskräfte erzeugen. Nur mit der Anordnung der Auflageflächen in Kreisprojektion ist eine Drehung um deren Mittelpunkt möglich, was in den meisten Anwendungsfällen gewünscht ist.
Noch etwa Technisches:
Die Drehzahl und die Drehrichtung eines jeden Rades ist einzeln ansteuerbar. Im Extremfall kann so ein Fahrzeug lediglich durch gegensätzlichen Drehsinn von Rädern der Vorder- und Hinterachse quer verfahren, ohne sich „vorwärts“ zu bewegen oder eine Drehung, um die Mittelachse ausführen zu müssen.
Um optimal auf die Programmierung der Modelle vorbereitet zu sein, kannst du dir hier ein Übersichtsblatt zum Antrieb und zu den Drehrichtungen der Omniwheels herunterladen.
ROBOTICS TXT Controller
Der ROBOTICS TXT Controller ist das Herzstück dieses ROBOTICS Baukastens. Er steuert die Aktoren, und wertet die Informationen der Sensoren aus.
Für diese Aufgabe verfügt der TXT Controller über zahlreiche Anschlüsse, an die du die Bauteile anschließen kannst. Welche Bauteile man an welche Anschlüsse anschließen kann, und was die Funktionen der Anschlüsse sind, ist in der Bedienungsanleitung zum TXT Controller beschrieben.
Über das farbige Touch Display kannst du den TXT Controller komfortabel bedienen. Ein besonderer Leckerbissen ist die integrierte Bluetooth- und WLAN Schnittstelle. Über sie kannst du ohne Kabel Deinen PC mit dem TXT Controller verbinden, oder auch mehrere Controller untereinander.
Wie der Controller mit den einzelnen Bauteilen umgeht und was diese im Einzelnen machen sollen, legst du durch das Programm fest, das du in der Software ROBO Pro schreibst.
Software ROBO Pro 4.7.x
ROBO Pro ist eine grafische Programmieroberfläche, mit der du die Programme für den ROBOTICS TXT Controller erstellen kannst.
„Grafische Programmieroberfläche“ bedeutet, dass du die Programme nicht Zeile für Zeile von Hand „schreiben“ musst, sondern mit Hilfe von grafischen Symbolen einfach bildlich zusammenstellen kannst. Ein Beispiel für so ein Programm siehst du links abgebildet.
Wie man so ein Programm genau erstellt, ist in dem Kapitel „Erste Schritte“ ausführlich beschrieben. Auch die ROBO Pro Hilfe zeigt dir in den Kapiteln 3 und 4 wie das funktioniert.
Ein paar Tipps
Experimentieren macht am meisten Spaß, wenn die Experimente auch funktionieren. Darum solltest du beim Aufbauen der Modelle ein paar Grundregeln beachten: