MINT-Erlebnistag 2025 - Autonome Mobile Roboter

Abb. 1: MINT-Erlebnistag 2025

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Zeit:	28.09.2025 13:00 - 18:00 Uhr

Roboter

	R2-D2
	C-3PO
	K-2SO
	BB-8
	D-O

Ablauf

Einleitung

• Vorstellung der Hardware
• Vorstellung der Software
• Bildschirm verändern
• Ton abspielen

Aufgabe 1: Mit dem Farbsensor messen

Die Funktion des Farbsensors wird hier beschrieben. Deine Aufgabe ist es mit dem Sensor 2 die Reflektivität des Tisches und der schwarzen Linie zu messen.

Tabelle 1: Messungergebnisse

Oberfläche	Messwert
Tisch
Schwarze Linie

Aufgabe 2: Der ZappelBot folgt der Linie

Hangele Dich mit Sensor 2 an der schwarzen linie entlang.

• Wenn Du die schwarze Linie siehst, fahr nach rechts.
• Wenn Du den Tisch siehst, fahr nach links.

Frage: Welches ist die optimale Geschwindigkeit?

Aufgabe 2: Mathe ist überall

Die Mathematik hilft uns die Messwerte linear umzurechnen. Nimm die Messwerte aus Tabelle 1 und rechne Sie gemäß Tabelle 2 um.

Tabelle 1: Normierung der Messwerte

Messwert	Prozent
Tisch	0 %
Schwarze Linie	100 %

Schreibe eine Funktion, um die Messwerte umzurechnen.

Formel: $S_i=\frac{(S-Min)\cdot 100}{(Max-Min)}$ mit Min, Max als minimaler und maximaler Sensorwert.

Aufgabe 3: Linienverfolger mit einem Sensor

1. Messe mit Sensor 2 (Istwert).
2. Der Sollwert liegt bei 50 %.
3. Bestimme die Regelabweichung e indem Du Istwert-Sollwert rechnest.
4. Multipliziere die Regelabweichung mit dem Faktor P
5. Gib das Ergebnis auf die Lenkung.

Jetzt müsste der Bot ganz entspannt der Linie folgen.

Musterlösung

Aufgabe 4: Drei Augen sehen mehr

Nutze alle 3 Sensoren zur Linienverfolgung.

Es empfehlen sich folgende Schritte:

1. Normierung der Messwerte der Sensoren
2. Berechne den Istwert über einen gewichteten Mittlwert $IstWert=\frac{0\cdot S_1+100\cdot S_2+200\cdot S_3}{S_1+S_2+S_3}$
3. Der Sollwert liegt bei 100 (vgl. Tabelle 3).
4. Bestimme die Regelabweichung e indem Du Istwert-Sollwert rechnest.
5. Multipliziere die Regelabweichung mit dem Faktor P
6. Gib das Ergebnis auf die Lenkung.

Tabelle 3: Beispiel für den gewichteten Mittelwert

$S_1$	$S_2$	$S_3$	IstWert
0	0	0	0
100	0	0	0
0	100	0	100
0	0	100	200

Musterlösung 

Aufgabe 5: Änderung der Regelabweichung berücksichtigen

Nutze einen Gyro, um in Kurven stärker einzulenken.

2D0

• Software installieren
• Raum vorbereiten
• 5x Bluetooth Anbindung
• Unterricht für Montag vorbereiten

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