Da ich gerade die Roboterecke umstrukturiert habe, sind die Tipps leider noch nicht auf dem neusten Stand, was jedoch in den nächsten Wochen geändert wird.

Themen:
- Konstruktion
- Getriebe & Motoren
- Aktoren

Konstruktion

Bevor man anfängt sich Gedanken über die Konstruktion des Roboters zu machen, sollte man überlegen aus welchem Material man seinen Roboter bauen möchte.
Es ist z.B. auch möglich einen Roboter aus Metall zu bauen, ich rate einem Anfänger jedoch davon ab, da es nicht ganz leicht ist. Falls sie sich trotzdem für diese Variante interessieren hier ein Link für eine Bauanleitung http://www.electronicsplanet.ch
Ich empfehle LEGO oder FisherTechnik, da sich damit schnell Vorstellungen und Pläne verwirklichen lassen. Außerdem sind nachträgliche Änderungen schnell realisierbar. Ein Nachteil ist allerdings, dass LEGO sein Monopol (im Preis) natürlich voll ausnutzt. Sprich: Motor (9V,300mA)~20€
Man sollte sich vor dem Bau erst einmal klar machen, wie der Roboter überhaupt aussehen soll, und was er für Aufgaben erfüllen soll. Hier ein paar Vorschläge, was ein Roboter alles machen könnte:

Roboter:
- Der Lichtsucher
- Der Linienfolger
- Der Sammler

Der Lichtsucher:
Ein Lichtsucher sucht sich mittels LDR's (Fotowiderstände - Je mehr Licht auf den Widerstand fällt desto kleiner wird er) die hellste Stelle im Raum. Am besten ist dazu ein Raupenartiges Fahrwerk, damit der Roboter auch auf der Stelle drehen kann.
Wie man LDRs an einen Microcontroller anschließt und was man dabei beachten sollte zeige ich in der Kategorie Elektronik\Sensoren.

Der Linienfolger: Ein Linienfolger folgt mit LDRs bzw. Fotodioden/transistoren einer Linie. Dabei sind jedoch mehrere Fälle zu beachten. Soll der Roboter nur einer Linie ohne Abzweigungen und Sackgassen folgen so sollten zwei LDRs reichen.
Soll der Roboter aber auch Abzweigungen erkennen so braucht man vier LDRs. Es können natürlich auch mehr als vier Sensoren benutzt werden, ich begebe allerdings zu bedenken, dass die Anzahl der dabei auftetenden Fälle ebenfalls steigt. Hierzu mehr bei Software\Programmierung. Grundsätzlich sollten die LDRs gegen Fremdlicht abgeschirmt werden (s. Bild).

Der Sammler:
Der Sammler könnte z.B. mit einer Greifzange Dinge wie Fotodosen o.ä. aufnehmen und irgendwo absetzen, bzw. in einen Behälter packen.
Die Ortung der Gegenstände ist eine etwas komplexere Aufgabe. Es ist möglich, dass der Roboter ziellos durch die Gegend fährt, und dabei mit einem Taster, bzw. Infrarot-Sensor (s. Elektronik/Sensoren) die Gegenstände erkennt und aufnimmt.
Soll der Roboter einen Gegenstand direkt erkennen und darauf zufahren,so ist eine Kameraauswertung nötig.
Zu diesem Roboter kann ich zur Zeit noch nicht viel sagen, da ich im Moment selber noch am experimentieren bin.

Getriebe & Motoren

Zu diesem Teil, das mit wichtigste, eines Roboters gibt es viel zu sagen. Es gibt viele Varianten um seinem Roboter dass Laufen (fahren) beizubringen. Hier ein kurzer Überblick:

- Servos als Antrieb
- Getriebemotoren
- Schrittmotoren
- Lego Getriebe

Servos:
Ein Servo ist der wohl einfachste Antrieb eines Roboters. Man braucht dabei keine Motortreiber o.ä.. Da ein Servo schon eine Elektronik besitzt, die die Signale (die normalerweise vom Empfäger kommen) in eine Drehbewegung umsetzt, eine Art Motortreiber ist ebenfalls integirert.
Allerdings muss man einen Servo, um ihn als Motor einzusetzen etwas manipulieren.
Ein Servo besitzt ein Potentiometer, damit er immer seine aktuelle Position "weiß". Außerdem ist ein Anschlagspunkt vorhanden, damit der Servo sich niemals mehr als 60° dreht.

Also müssen der Anschlagpunkt entfernt, und das Potentiometer herausgebaut und durch Widerstände ersetzt werden. Eine genaue Anleitung findet ihr auf http://www.electronicsplanet.ch.
Um einen Servo dann in Drehbewegungen zu versetzen, muss man ihn (mit einem Digitalport) speziell ansteuern. Doch dazu mehr in der Sparte Programmierung.

Getriebemotoren:
Ich persönlich finde, dass dies die Beste, aber auch aufwendigste Varianteist.
Es ist erst einmal wichtig, den richtigen Motor zu kaufen. Er sollte die richtige Drehzahl, sowie genügend Kraft besitzten, um den Robo fortzubewegen. Und da fangen die Probleme dann auch an.
Möchte man ein Getriebe selber bauen so muss man sich den Abstand zwischen den einzelnen Modulen ausrechnen. Außerdem muss man Getriebeübersetztungen ausrechenen können.
Hier sind die passenden Formeln dazu:

Formel Zahnradabstand
Formel Überstzungen

LEGO-Getriebe:
Zum Getriebe veröffentliche ich hier bis jetzt nur Informationen über LEGO-Getriebe.
Beim LEGO-Motor ist es erst einmal wichtig, zu wissen, wie schwer der Roboter ist. Da sich danach die Geschwindigkeit bzw. die Kraft (Nm) und damit das Getriebe des Roboters richtet.
Ich habe es bis jetzt geschafft, mit einem LEGO Motor 900g fortzubewegen mit einer Geschwindigkeit von 5cm/Sekunde.
Hier ein paar gute Übergänge (von großem Zahnrad auf ein kleineres und umgekehrt.

Aktoren

Aktoren sind bei einem Roboter oft ein wichtiges Werkzeug zur Interaktion mit Gegenständen bzw. zur Ausführung von Aktionen. Der wohl bekannteste Aktor ist der Greifer.
Es ist aber auch denkbar eine Art Kran auf den Roboter zu bauen, welcher mit einem Elektromagneten ausgerüstet wird und so z.B. magnetische Gegenstände aufnimmt. Problem dabei ist allerdings die Ortung dieses Gegenstandes. Doch dazu mehr unter Sensoren.
Ich möchte hier zwei Aktoren vorstellen, welche ich bereits selber erfolgreich eingesetzt habe.

Der Greifer: Diese Konstruktion (aus LEGO) fand ich auf einer Homepage die sich mit dem Thema Mindstorms (Mindstorms.de)auseinandersetzt. Das vorteilhafte an dem Greifer ist, dass er zwei Bewegungsrichtungen mit nur einem Motor (und ohne Sensoren) ausführt.
Dreht der Motor in linksrichtung, senkt sich der Greifer, bis er an einem mechanisch definierten Punkt zum Aufliegen kommt, dann beginnt die Greifzange sich zu öffnen. Dreht man den Motor in die andere Richtung so schließt sich der Greifer solange, bis ein Widerstand (Gegenstand, oder Zange zusammen) vorhanden ist. Dann beginnt der Greifer sich zu heben. Hier ist eine ausführliche Bauanleitung.

Das Sonnensegel: Das Sonnensegel ist ebenfalls mit LEGO-Teilen gebaut worden. Bei meinem ersten Projekt, ein Solar Truck, der Hindernissen ausweicht und ein Sonnensegel der stärksten Lichtquelle im Raum dynamisch nachführt, hatte ich folgendes Problem. Ich habe dazu einen Drehkranz benutzt. Das Segel sollte sich nach Möglichkeit um 360° drehen können. Um dies zu ermöglichen durften keine Kabel zu den am Segel angebrachten Sensoren hochführen. Deswegen bastelte ich mir "Schleifringe", welche Rundumkontakte bilden. Diese können sich nicht verdrehen, und es ist möglich eine 360°-Drehung zu bewältigen.

Nach einiger Zeit allerdings machten die "Schleifringe" ihrem Namen alle Ehre, denn sie schliffen die Kupferfolie auf, sodass kein Kontakt mehr Bestand. Also habe ich mir überlegt, wie ich dieses Problem lösen könnte.Da ist mir die Idee gekommen einen Telefonkabelentzwirler zu benutzen. Der hat genau 4 Adern (+,-, Sensor 1, Sensor 2). Ich klebte ihn (mit Heisskleber :-) ) genau zentrisch in den Drehkranz, sodass er sich möglichst ohne viel Widerstand drehen konnte. Unten eine Telefonstecker dran oben eine Buchse...Fertig!! Den Drehkranz habe ich dann mit einem Schneckengetriebe angetrieben. Somit hatte das Segel die passende Drehgeschwindigkeit. und der Motor war nicht allzu stark belastet.