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To-do: - mBlock Tutorial

Otto, the Robot

Einführung

Otto ist ein tanzender Roboter, welcher mit etwas Geschick und Zeit von jedem aufgebaut werden kann. Die originalen Ottos wurden noch aus Teilen aus dem 3D-Drucker aufgebaut. Auch wenn sich diese Technik durchaus für eine solche Anwendung eignet dauert die Herstellung des Gehäuses für einen Otto bis zu 20h oder noch länger. Für Workshops und Veranstaltungen, wo mehrere Ottos gebaut werden sollen eignet sich diese Art der Herstellung deshalb nicht. Aus diesem Grund wurde im Backspace, dem Hackerspace aus Bamberg, ein Ottoentwurf aus Teilen aus dem Lasercutter entwickelt. Die vorliegende Anleitung basiert auf deren Arbeit, welche hier zu finden ist.

Übersicht

Otto besteht insgesamt aus 38 einzelnen Holzteilen und YYY Elektronikkomponenten, sowie einigen Kleinteilen wie Schrauben und Kabeln. Er ist untergliedert in 4 Kompartimente: Dem Kopf, dem Körper, zwei Beinen und zwei Füßen. Diese sind über Gelenke oder den Servomotoren miteinander verbunden. Ein Mikrocontroller, der Arduino Nano, ist das „Hirn“ des Ottos und befolgt einen eigens programmierten Code und steuert alle Komponenten wie die vier Servos oder den Buzzer.

Die Arbeit für den Aufbau eines Ottos unterteilt sich in 5 Aufgaben:

  1. Zusammentragen aller Materialien
  2. Zusammenstecken der ausgelaserten Holzteile
  3. Integration und Verbinden von Elektronikbauteilen
  4. Programmierung des Mikrocontrollers
  5. Kalibrierung der Servos & Feintuning

Im Folgenden werden die einzelnen Arbeitsschritte, sowie notwendige Materialien, Werkzeuge und Hilfsmittel beschrieben.


Die einzelnen Holzbauteile sind hier genauer beschrieben. Insgesamt werden 40 Teile benötigt, welche sich wie folgt aufteilen:

Kopf = 7

Körper = 7

2x Beine = 8

2x Füße = 5

Summe = 40

Für den Aufbau sind abgesehen vom Chassi folgende Materialien notwendig:

  • 1x Arduino Nano
  • 1x Arduino Nano Erweiterungsboard
  • 4x SG92 Servomotoren
  • 1x Drucktaster
  • 1x Switch
  • 1x Ultraschallsensor hc-sr04
  • 1x Buzzer
  • 1x Batteriehalter 4xAA
  • 1x Batteriehalter Connector
  • 4x AA Batterien oder 1x9V Blockbatterie
  • Female-Female Dupont Kabel & Klingeldraht

Für eine genaue Beschreibung der einzelnen Elektronikbauteile siehe hier.

1. Kopf

Am besten fängst du mit dem zusammenstecken des Kopfes an. Achte auf die Richtung der Seitenteile. Die Rundungen zeigen zur Rückseite.

/Bild von fast zusammengestecktem Kopf, Rundungen hervorheben

2. Körper

Ähnlich zum Kopfkompartiment, zeigen die beiden runden „Flügel“ nach hinten. Wenn du das Gehäuse zusammengesteckt hast, kannst du noch Offsetplatte mit ein wenig Leim ins Innere kleben. Das kleine, zweifache geschlitzte Plättchen wird erst beim Einbau des Tasters gebraucht.

/Bild von fast zusammengestecktem Körper, Pfeil von Offsetplatte ins Innere

3. Füße

Die Füße sind etwas schwieriger zusammenzubauen als die anderen beiden Kompartimenten. Fange mit dem verleimen der Verstärkungsplatte mit dem Deckel an. Versuche nur wenig Leim aufzutragen und presse beide Teile für ca. 1min fest zusammen. Anschließend lege beide Teile zum trocknen zur Seite. Versichere dich jedoch, dass beide Bauteile immernoch in der richtigen Position zueinander stehen.

/Bild der Verleimung von Deckel & Verstärkung

Anschließend stecke alle Bauteile zu den beiden Füßen zusammen. Diese müssen jeweils spiegelverkehrt zueinander sein, d.h. die Öffnung für die Kabel der Servos zeigen zueinander! Am besten du legst vor der Montage alle Teile vor dich auf den Tisch.

/Bild von allen Teilen, sortiert

Bevor du alle Teile endgültig zusammensteckst setze noch jeweils einen Servo in das Gehäuse und führe das Kabel durch die Öffnung hinaus. Montiere noch nicht den Deckel mit der Verstärkungsplatte! Dies geschieht erst nach der endgültigen Kalibrierung der Servos.

/Bild von fast fertigem Bein mit Kabel durch Öffnung

4. Füße

Abschließend fügen wir alle Bauteile der Füße zusammen. Achte auch hier auf einen spiegelverkehrten Aufbau, d.h das Bauteil mit der großen Auskerbung zeigt jeweils nach Außen. Die Platte mit den zwei langen Schlitzen dient der Versteigung der senkrechten stehenden Fußgelenke.

/Bild von fast fertigem Fuß ohne Verstärkungsplatte

Zum Schluss klebe mit etwas Leim die Verstärkungsplatte auf das passende Fußgelenk. Diese veringert die Gefahr eines Bruchs des Fußgelenks und erhöht die Fläche, über die der Servomotor seine Kraft auf den Fuß vom Bein übertragen kann.

/Bild vom verkleben der Verstärkungsplatte auf das Fußgelenk

Die Elektronik sorgt dafür, dass unser Otto sich bewegen oder Musik machen kann. Das „Hirn“ ist der Arduino Nano, dessen Kontaktpins über ein Erweiterungsboard für uns leichter zugänglich gemacht worden sind. Die verschiedenen Komponenten sollten nach dem dargestellten Schaltplan verbunden werden, da die jeweiligen Pins im Quellcode bereits hinterlegt sind. Die Komponenten unterscheiden sich z.B. durch die Anzahl ihrer Kabel oder einer Polung auf die zu achten ist. Genauere Information zu den einzelnen Bauteilen sind hinterlegt.

Wir starten mit dem Löten der Komponenten. Löten verbindet im Allgemeinen elektronische Bauteile, indem vereinfacht gesagt geschmolzenes Lötzinn auf die zu verbindenen Kontake gegeben wird und auf diesem erstarrt.

/Bild von Dupontkabel

Andere besitzen noch keine einfache Anschlussmöglichkeit und müssen deshalb an Kabel gelötet werden. Hierzu zählen der Buzzer, der Drucktaster und der Switch. Wir können diese entweder mit einfachen Klingeldraht direkt an die richtigen Pins des Arduino Nano Erweiterungsboard löten oder an die Komponenten Dupontstecker anlöten.

/Bild Klingeldraht

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  • Zuletzt geändert: 2019/12/16 12:08
  • von benny