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R3 - Konstruktion

Bedienungsanleitung Rover
Steuere Curiosity Pi

Der Film zum Kapitel



Updates:

Teileliste

Bauteil Stückzahl Verwendung Bezugsquelle / Details
Platine 1 (Kleines Stück) Grundplatte Kleinsignaltransistoren Servos  
L4940V5 2 Gleichspannungsregler 5V  
Kondensator 0.1μF 2 Gleichspannungsregelung  
Kondensator 4.7μF 2 Gleichspannungsregelung  
2N7000 7 Kleinsignaltransistoren
Umsetzung Servos 3.3V auf 5V
Schalter LEDs
 
Widerstand 16kΩ 11 Schutz GPIOs gegen Kurzschluss
Spannungsumsetzung Servosteuerung
 
Widerstand 180Ω 7 Strombegrenzung LEDs  
Widerstand 220kΩ 3 Spannungsumsetzung Servosteuerung  
Webcam
z.B. Logitech C525
1 Kamera  
Miniservo 3 Kamerawinkel, Lenkung, Fahrmotor  
LEDs Nach Belieben Beleuchtung LED-Taschenlampe oder andere Leuchtmittel
Räder
3cm Durchmesser
2 Fahrwerk hinten Baumarkt
Blech 1 Chassis Computergehäuse
Raspberry Pi 1 Hostcomputer des Rovers  

Komponenten

Curiosity Pi
Abbildung 1:
Der Zentralcomputer von R3 ist ein Raspberry Pi, ein extrem kostengünstiger Kleinstrechner.
Die Abmessungen der Rovers betragen in etwa: 20 x 12 x 22cm (LxBxH) inklusive Strommast. Das Gehäuse sollte etwas größer ausfallen. Ich hatte beim Bau nicht bedacht, dass der USB-Hub ebenfalls untergebracht werden muss.
Als Webcam dient eine Logitech C525 mit einer maximalen Auflösung von 1280x720 Pixel. Die automatische Fokussierung dieser Kamera funktioniert selbst für sehr nahe Objekte recht gut. Die Kamera kann um ihre horizontale Achse durch ein Servo gedreht werden, um Objekte am Boden und der Decke untersuchen zu können.
5 LEDs dienen zur Beleuchtung bei Nachtfahrten.
Curiosity Pi
Abbildung 2:
Das Fahrzeug is dreirädrig gebaut. Dabei sind die beiden hinteren Räder starr und das vordere Rad wird durch ein gehacktes Servo angetrieben und durch ein weiteres Servo gelenkt.
Dass das Rad aus einer Metallscheibe besteht und ein Schleifkontakt an diesem angebracht ist, hat einen Grund:
Fährt der Rover auf eine Metallplatte, kann der Raspberry Pi über einen GPIO-Pin mit anderen Computern kommunizieren. In meinem RoboSpatium könnt ihr somit z.B. das Space Shuttle ansteuern, das mit einem Atmega8 Microcontroller verbunden ist.

Elektronik

Elektronik Curiosity Pi
Abbildung 3:
Die Elektronik ist wesentlich einfacher aufgebaut als bei meinen ersten beiden Rovern. Die GPIOs des Raspberry Pi machen es einem recht leicht, die Peripherie anzusteuern.

Stromleitung Curiosity Pi
Abbildung 4:
Die Zuleitung vom Netzteil zum Rover ist lang und dünn. Um den Spannungsabfall über die Zuleitung kompensieren zu können, liegt an dieser 12V an. Erst am Strommast des Rovers wird diese auf 5V heruntergeregelt. Da der WLAN-Stick recht empfindlich auf Spannungsschwankungen reagiert und die Spannungsregler in meiner Schublade nur für maximal 2A ausgelegt sind, habe ich 2 Regler verbaut. Regler 1 versorgt den Raspberry Pi und den USB-Hub mit Spannung (Großer Kühlkörper) und Regler Nummer 2 die Servos und LEDs.


Schaltplan Curiosity Pi
Abbildung 5:

Steuersoftware

In der Rubrik Download findet ihr eine stark vereinfachte Version der verwendeten Software.

Noch Fragen zu R3?

Im englischsprachigen Raspberry Forum gibt's einen Post zum Thema.
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