AlphaBot Bauanleitung: Unterschied zwischen den Versionen

Aus HSHL Mechatronik
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[[Kategorie:AlphaBot]]
[[Kategorie:AlphaBot]]
[[Datei:AlphaBot.png|thumb|rigth|550px|Abb. 1: AlphaBot von Waveshare]]
[[Datei:AlphaBot.png|thumb|rigth|550px|Abb. 1: AlphaBot von Waveshare]]
'''Autoren:''' [[Benutzer:Marc_Ebmeyer|Marc Ebmeyer]], [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]
'''Autor:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]


== Einleitung ==
== Einleitung ==
Diese Bauanleitung bezieht sich auf den Bausatz '''[https://www.waveshare.com/alphabot-ar-bluetooth.htm AlphaBot-Ar-Bluetooth]''' des Herstellers Waveshare.
Diese Bauanleitung bezieht sich auf den Bausatz '''[https://www.waveshare.com/alphabot-ar-bluetooth.htm AlphaBot-Ar-Bluetooth]''' des Herstellers Waveshare.


== Benötigte Bauteile ==
  [[Media:AlphaBot-Assembly-Diagram.pdf|Bauanleitung (PDF)]]
* Bitte als Tabelle anlegen.


== Benötigte Werkzeuge ==
== Vorbereitung der Akkus ==
* Bitte als Tabelle anlegen.
[[Datei:Akkus.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 2: Beschriftung der Akkus]]
* optional: Bastelmesser
* Es hat sich gezeigt, dass die Akkus schwer aus dem Batteriefach zu entnehmen sind. Nutzen Sie einen Klebestreifen, um an jedem Akku eine Auszuglasche zu befestigen (<big>&#9312;</big> in Abb. 2). Die Auszuglasche wird am besten nahe des Minuspols angebracht.
* Um einer Verpolung von Akkus vorzubeugen, sollten Sie den Plus und Minuspol im ersten Schritt mit einem wasserfesten Stift beschriften (<big>&#9313;</big>, <big>&#9314;</big> in Abb. 2).


[[Datei:AlphaBot mit Akkus.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 3: AlphaBot mit eingebauten Akkus]]
* Die Ausrichtung der Akkus im Batteriefach ist an der Außenseite in Weiß mit +/- markiert (<big>&#9312;</big>, <big>&#9313;</big> in Abb. 3).)
* Achten Sie beim Einlegen der Akkus auf die korrekte Ausrichtung. Eine Verpolung kann zu Schäden oder Verletzungen führen.


* Überprüfen sie Ihr Set auf Vollständigkeit. Hier finden Sie die [https://www.waveshare.com/alphabot-ar-bluetooth.htm Teileliste].
* Laden sie die Li- Ionnen Akkus, beachten sie die allgemeingültigen Vorsichtsmaßnahmen beim Laden von Akkus (nicht unbewacht laden, Temperatur überwachen, Akku nicht Tiefentladen, Akkus nicht entladen zur Seite packen sondern abkühlen lassen nach benutzung und dann wieder laden, bei längerer nicht benutzung Akkus mit 70% Ladung zur Seite legen, nicht in die Sonne legen, ...).
* Bitte entladen sie sich in dem sie z.B. ein blankes Heitzungsrohr anfassen, sonst können sie die Ic's auf den Platinen beschädigen.
*  '''Folgen sie der Schrittweisen bebilderten Bauanleitung.'''
[ AlphaBot Zusammenbau]
* Bitte überprüfen sie alle Steckverbinder auf sauberen Sitz


== Schrittweise bebilderte Bauanleitung ==
'''Sicherheitshinweise'''
Auf YouTube finden Sie ein [https://www.youtube.com/watch?v=8TqZNtozA04 Video] als Bauanleitung. Bitte folgen sie '''nicht''' der Bauanleitung im Video, da diese fehlerhaft ist. Dieses Video kann Ihnen nur einen Überblick verschaffen und die Handhabung zeigen.
[[Datei:Warnung2.png|rahmenlos|100px|links]]
* Verwenden Sie im AlphaBot ausschließlich den mitgelieferten Akku: '''Samsung INR18650-35E'''
* Bitte beachten Sie, dass Lithium Zellen nur durch autorisiertes Fachpersonal verwendet werden dürfen.
* Lithium Zellen dürfen nur mit Schutzelektronik betrieben werden!
* Bei falscher Handhabung bzw. '''Kurzschluss kann dies zur Brandentwicklung oder Explosion führen'''.
* Laden Sie die Akkus ausschließlich mit dem Ladegerät im Set (Nitecore UM2).
* Die Bedienungsanleitung zum Ladegerät finden Sie [[Media:Bedienungsanleitung UM2 UM DE.pdf|hier]].
* Lagern Sie die Akkus separat stets zu 80% geladen und vermeiden Sie eine Tiefenentladung.
* Beachten sie die allgemeingültigen Vorsichtsmaßnahmen für Akkus
** Akkus bei sichtbaren Beschädigungen oder Dellen  nicht verwenden.
** nicht unbewacht laden,
** Temperatur überwachen,
** Akkus niemals tiefentladen oder überladen, zerlegen, ins Feuer oder Wasser werfen oder kurzschließen, 
** Bitte Ihren Akku nie in der Hosentasche, Geldbörse oder einem anderen Behälter aufbewahren, wo sich Metallgegenstände befinden, um Kurzschluss und Verformung zu vermeiden.
** Akkus nicht entladen lagern, sondern abkühlen lassen und nach Benutzung und wieder aufladen,
** nicht hohen Temperaturen (>100°C z.B. Sonne) aussetzen.
* Bei technischen Problemen wenden Sie sich bitte an die Tutoren oder den betreuenden Mitarbeiter [[Benutzer:Marc_Ebmeyer|Marc Ebmeyer]].


=== Schritt 1: Folierte Bauteile ===  
== Benötigte Bauteile sowie Erläuterung ihrer Funktionen (siehe Links) ==
Ziehen Sie zuerst alle Folien von den Bauteilen ab. Hierfür eignet sich ein Bastelmesser.
# Prüfen Sie die Bauteile auf Vollständigkeit und sortieren Sie diese beispielsweise in eine Sortierkiste. Hier finden Sie den [[AlphaBot_Ausleihe|Inhalt des AlphaBot Sets]] und die [https://www.waveshare.com/alphabot-ar-bluetooth.htm Teileliste des AlphaBot].
<gallery>
# Bitte entladen Sie sich elektrostatisch in dem Sie z.B. ein blankes Heizungsrohr anfassen, sonst können Sie die ICs auf den Platinen beschädigen.
Datei:AlphaBot_MontagePlatte_1.jpg|500px|thumb|left|Abb. 2: Montageplatte Vorderseite
# Folgen Sie der Schrittweisen bebilderten Bauanleitung.
Datei:AlphaBot_MontagePlatte_2.jpg|500px|thumb|right|Abb. 3: Montageplatte Rückseite
Datei:AlphaBot_Motor_2.jpg|500px|thumb|left|Abb. 4: 2x Lochscheibe am Motor entfernen.
Datei:AlphaBot_Motor_3.jpg|500px|thumb|right|Abb. 5: Inkrementalgeber Vorder- und Rückseite
Datei:AlphaBot_Motorhalter_1.jpg|500px|thumb|left|Abb. 6: 4x Motorhalter Vorderseite
Datei:AlphaBot_Motorhalter_2.jpg|500px|thumb|right|Abb. 7: 4x Motorhalter Rückseite
</gallery>


=== Schritt 2: Schrauben vorsortieren ===
{| class="wikitable"
Es gibt verschiedene Schrauben.
|+ style = "text-align: left"|Tabelle 1: Inhalt des AlphaBot Bausatzes
*Die schwarzen Kunststoffschrauben dürfen nur mt Kunststoffmuttern verwendet werden. Sie sind sehr empfindlich und dürfen nur Handfest angeschraubt werden.
|-
*Die mittelangen 3mm Schrauben.
! Pos. !! Anz.    !! Beschreibung !! !! Pos. !! Anz.    !! Beschreibung !!
*Die kleinen 3 mm Schrauben dienen der Montage der Messingbolzen.
|-
*Mit den langen Schrauben werden die Motoren befestigt.
|<big><big>&#9312;</big></big>  || 1 || [[AlphaBot Hauptplatine|AlphaBot Hauptplatine]] || [[Datei:AlphaBot-1.jpg|ohne|100px|]] ||<big><big>&#9324;</big></big>  || 2 || XH2.54, 4cm, vieradrig ||[[Datei:XH2.54-wire-4cm-4PINx2PCS.jpg|ohne|100px|]]
*Die 2mm Schrauben halten das Servo in Position.
|-
*Die kleinen selbstschneidenden Schrauben dienen der Montage des Servoruderhornes an dem Ultraschallträger.
|<big><big>&#9313;</big></big> || 1 || [[AlphaBot Linienverfolgungsssensor|Linienverfolgungsssensor]] || [[Datei:Tracker-Sensor-1.jpg|ohne|100px|]]||<big><big>&#9325;</big></big>  || 1 || XH2.54, 4cm, siebenadrig ||[[Datei:XH2.54-wire-4cm-7PIN.jpg|ohne|100px|]]
<gallery>
|-
Datei:AlphaBot_Schrauben_1.jpg|500px|thumb|right|Abb. 8: Schrauben
|<big><big>&#9314;</big></big> || 2 || [[AlphaBot Lichtschranke|Lichtschranke für Radodometrie]]|| [[Datei:Photo-Interrupter-Sensor-1.jpg|ohne|100px|]]|| <big><big>&#9326;</big></big>  || 1 || Schraubensatz (vgl. Tabelle 2) || [[Datei:Bauanleitung 01.jpg|ohne|100px|]]
Datei:AlphaBot_Schrauben_2.jpg|500px|thumb|right|Abb. 9: Schrauben
|-
</gallery>
|<big><big>&#9315;</big></big> || 2 || [[AlphaBot Infrarot-Abstandssensor|Infrarot-Abstandssensor]]||[[Datei:Infrared-Proximity-Sensor-1.jpg|ohne|100px|]] || <big><big>&#9327;</big></big>  || 1 || [[AlphaBot Uno Plus|Arduino Uno R3 PLUS]]||[[Datei:R3-PLUS-1.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9316;</big></big> || 2 || Motor mit Getriebe|| [[Datei:Yellow-Motor.jpg|ohne|100px|]]|| <big><big>&#9328;</big></big> ||1||[[AlphaBot Accessory Shield|Accessory/Multisensor-Shield]]||[[Datei:Accessory-Shield-1.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9317;</big></big> || 2 || Gummirad || [[Datei:Rubber-Wheel.jpg|ohne|100px|]]||<big> <big>&#9329;</big></big>||1||[[AlphaBot Bluetooth Modul|Bluetooth Modul]] || [[Datei:Dual-mode-Bluetooth-1.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9318;</big></big> || 1 || Akryl Bodenplatte|| [[Datei:AlphaBot-Case.jpg|ohne|100px|]]|| <big><big>&#9330;</big></big>||1||[[Ultraschallsensor HC-SR04]]|| [[Datei:Ultrasonic-Sensor-1.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9319;</big></big> || 4 || Halteklammern für die Motoren||[[Datei:Motor-Holder.jpg|ohne|100px|]] ||<big><big>&#9331;</big></big>|| 1||[[Servomotor SG90]] || [[Datei:SG90.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9320;</big> || 1 || Allseitenrad|| [[Datei:Universal-Wheel.jpg|ohne|100px|]]||<big>&#12881;</big>||1||Ultraschall-Adapterplatine||[[Datei:Ultrasonic-Adapter.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9321;</big></big>  || 1 || Radencoder-Scheiben mit 20 Schlitzen||[[Datei:Encoding-disk-2PCS.jpg|ohne|100px|]] ||<big>&#12882;</big>||1||Montagerahmen für den Servomotor||[[Datei:Steering-gear-holder.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9322;</big></big>  || 1 || IR-Fernbedienung||[[Datei:Infrared-Remote-Controller.jpg|ohne|100px|]] ||<big>&#12883;</big>||1||XH2.54, 20cm, vieradrig||[[Datei:XH2.54-wire-20cm-4PIN.jpg|ohne|100px|]]
|-
|<big><big>&#9323;</big></big>  || 2 || XH2.54, 4cm, dreiadrig||[[Datei:XH2.54-wire-4cm-3PINx2PCS.jpg|ohne|100px|]]|| <big>&#12884;</big>||1|| USB Kabel (Typ A zu Micro-B)||[[Datei:USB-type-A-plug-to-Micro-B-plug-cable.jpg|ohne|100px|]]
|-
|}


=== Schritt 3: Sechskant-Säulen-Abstandsmuttern vorsortieren ===
[[Datei:Bauanleitung 01.jpg|left|500px|]]
Es gibt 10 Abstandsmuttern in drei Längen (vgl. Abb. 10).
<br>
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+ style = "text-align: left"|Tabelle 2: Übersicht der Schrauben und Muttern
|-
! Bez. !! #                                          !! Länge                    !! Anwendung
|-
|<big><big><big>&#9398;</big></big></big> || 6 || 25 mm, M3 || Sechskant-Säulen-Abstandsmutter
|-
|<big><big><big>&#9399;</big></big></big>||  22 || 6 mm, M3 || Linsenkopf Kreuzschraube
|-
|<big><big><big>&#9400;</big></big></big>|| 4 || 20 mm, M2 || Schrauben
|-
|<big><big><big>&#9401;</big></big></big>|| 2 || 16 mm, M3 || Sechskant-Säulen-Abstandsmuttern
|-
|-
! #                                         !! Länge                    !! Anwendung
|<big><big><big>&#9402;</big></big></big>|| 2 || 3 mm, M1 || Senkkopf Kreuzschraube
|-
|-
| 2 || 16 mm || Aufhängung des Liniensensors
|<big><big><big>&#9403;</big></big></big>|| 4 || M2 || Mutter
|-
|-
| 2 || 22 mm || Montage Ultraschallsensor
|<big><big><big>&#9404;</big></big></big>|| 6 || 8 mm, M3 || Linsenkopf Kreuzschraube
|-
|-
| 6 || 25 mm || Montage Bodenplatte
|<big><big><big>&#9405;</big></big></big>|| 6 || M3 || Kunststoffmutter
|-
|<big><big><big>&#9406;</big></big></big>|| 6 || M2 || Mutter
|-
|<big><big><big>&#9407;</big></big></big>|| 6 || 8 mm, M2 || Linsenkopf Kreuzschraube
|-
|<big><big><big>&#9408;</big></big></big>|| 8 || M3 || Mutter
|-
|<big><big><big>&#9409;</big></big></big>|| 2 || 22 mm, M3 || Sechskant-Säulen-Abstandsmuttern
|-
|-
|}
|}


<gallery>
== Benötigte Werkzeuge ==
Datei:AlphaBot_Bolzen.jpg|400px|thumb|right|Abb. 10: Abstandsmuttern
</gallery>


{| class="wikitable"
|+ style = "text-align: left"|Tabelle 3: Empfohlenes Werkzeug (nicht im Set enthalten)
|-
!Pos.                                                            !! Anwendung
|-
|1 || Kreuzschlitz Schraubendreher PH0
|-
|2 || Kreuzschlitz Schraubendreher PH1
|-
|3 || Maulschlüssel M2
|-
|4 || Maulschlüssel M3
|-
|5 || Sortierkasten
|-
|6 || Bastelmesser oder Feile
|-
|}


=== Schritt 4: Montage der Bodenplatte ===
Beginnen Sie mit der Montage der Bodenplatte.
# Dazu suchen wir 6 lange Bolzen und 6 kurze M3 Schrauben und verschrauben alles entsprechend der Abb. 11-14.
# Dannach legen wir die Bodenplatte erst mal zur Seite und wenden uns dem Mainboard und den Sensoren zu.


<gallery>
== '''Teil 1: Zusammenbau der Hauptplatine''' ==
Datei:AlphaBot_Bodenplatte_3.jpg|400px|thumb|right|Abb. 11: Bodenplatte
<big><big>&#10102;</big></big> Fixieren Sie die zwei Motoren <big>&#9316;</big>  mit den blauen Halteklammern <big>&#9319;</big> auf der Hauptplatine <big>&#9316;</big> des AlphaBot. Nutzen Sie hierzu die M2 Schrauben <big>&#9400;</big> und Muttern <big>&#9403;</big>. Stecken Sie die schwarzen Encoder-Scheibe <big>&#9321;</big> auf die Antriebsachsen.
Datei:AlphaBot_Bodenplatte_4.jpg|400px|thumb|right|Abb. 12: Bodenplatte
[[Datei:Bauanleitung_02.jpg|ohne|700px|Abb. 4: Zusammenbau der Hauptplatine]]
Datei:AlphaBot_Bodenplatte_5.jpg|400px|thumb|right|Abb. 13: Bodenplatte
----
Datei:AlphaBot_Bodenplatte_7.jpg|400px|thumb|right|Abb. 14: Bodenplatte
<big><big>&#10103;</big></big> Befestigen Sie zuerst mit der M3 Schaube <big>&#9404;</big> die Kunststoffmutter <big>&#9405;</big>  als Abstandhalter unterhalb der Infrarot-Sensorplatine <big>&#9315;</big>. Schrauben Sie nun die Platine mit der Metallmutter <big>&#9408;</big>  an die Hauptplatine.
</gallery>
[[Datei:Bauanleitung_03.jpg|ohne|1000px]]
Stecken Sie anschließend das Lichtschrankenmodul für den Inkrementalgeber <big>&#9314;</big> in die dafür vorgesehenen Aussparungen. Sollte dies nicht passen, erweitern Sie die Aussparung vorsichtig mit einem Messer oder eine Feile. Die Lichtschranke steckt ohne Verschraubung in der Hauptplatine.
[[Datei:Bauanleitung_04.jpg|ohne|1000px]]


=== Schritt 5: Mainboard===
Nutzen Sie einen 4cm langen vieradrigen XH2.54-Steckverbinder <big>&#9324;</big>, um die jede Infrarot-Sensorplatine anzuschließen. Für das Lichtschrankenmodul benötigen Sie ein 4cm langes dreiadriges XH2.54-Kabel <big>&#9323;</big>.
[[Datei:Bauanleitung_05.jpg|ohne|1000px]]


<gallery>
Datei:AlphaBot_Mainboard_1.jpg|600px|thumb|right|Abb1: Mainboard von Unten
Datei:AlphaBot_Mainboard_2.jpg|600px|thumb|right|Abb2: Mainboard von Oben
Datei:AlphaBot_Mainboard_3.jpg|600px|thumb|right|Abb2: Mainboard von Unten Leistungsteil
</gallery>


=== Schritt 6: Akkuhalter===
----
<big><big>&#10104;</big></big>  Schließen Sie den Linienverfolgungssensor <big>&#9313;</big> mit einem 4cm langen siebenadrigen XH2.54-Verbindungskabel <big>&#9325;</big> und befestigen Sie mit den M3 Schrauben <big>&#9399;</big> die zwei Abstandsmuttern <big>&#9401;</big>.
[[Datei:Bauanleitung_06.jpg|ohne|1000px]]
Verbinden Sie das andere Ende des XH2.54-Verbindungskabels <big>&#9325;</big> mit der Hauptplatine. Nutzen Sie zwei weitere M3 Schrauben <big>&#9399;</big>, um die Abstandsmuttern an der Platine zu befestigen.
[[Datei:Bauanleitung_07.jpg|ohne|1000px]]


Der Akuhalter ist ein Universalhalter, deswegen sollte man die doppeldeutigen Symbole aus dem Halter kratzen.
== '''Teil 2: Zusammenbau der Ultraschallaktorik''' ==
<big><big>&#10105;</big></big>  Für die Vorrichtung des Ultraschallsensors benötigen Sie die hier abgebildeten Teile <big>&#9331;</big>.
[[Datei:Bauanleitung_08.jpg|ohne|400px]]
Montieren Sie den Montagerahmen für den Servomotor <big>&#12882;</big> auf dem Servomotor <big>&#9331;</big> mit den zwei Schrauben <big>&#9406;</big> und den Muttern <big>&#9407;</big>. Befestigen Sie die zwei Abstandsmutter <big>&#9409;</big> mit den Schrauben <big>&#9399;</big> an vorderen zwei Löchern der Montageplatte <big>&#12882;</big>.
[[Datei:Bauanleitung_09.jpg|ohne|1000px]]
Befestigen Sie den weißen Kunststoffdreharm von unten mit den kleinen M1 Schrauben <big>&#9402;</big>. Die Schrauben schneiden Ihr Gewinde in den Kunststoff. Fixieren Sie anschließend den Dreharm mit der Schraube (1.) auf der Welle des Servomotors. Stecken Sie anschließend den Ultraschallsensor <big>&#9330;</big> auf die Stiftleiste. Achten Sie dabei auf die korrekte Pin-Zuordnung.
[[Datei:Bauanleitung_10.jpg|ohne|1000px]]


Dieses geht mit einem Schlitzschraubendreher mit einem Messer oder mit einem Bohrer.
== '''Teil 3: Montage der Acryl Grundplatte''' ==
<big><big>&#10106;</big></big> Befestigen Sie das Allseitenrad <big>&#9320;</big> auf einer Seite der Akryl Bodenplatte <big>&#9318;</big>. Verwenden Sie hierfür zwei M3 Schrauben <big>&#9404;</big> und vier Muttern <big>&#9408;</big>. Zwei davon dienen als Abstandshalter.
[[Datei:Bauanleitung_11.jpg|ohne|1000px]]
Befestigen Sie sechs Abstandsmuttern <big>&#9398;</big> mit den dazugehörigen Schrauben <big>&#9399;</big> auf der Akryl Bodenplatte <big>&#9318;</big>.
[[Datei:Bauanleitung_12.jpg|ohne|800px]]


Dabei nur Oberflächlich die + und - Symbole entfernen.  
== '''Teil 4: Endmontage des Alphabot''' ==
<big><big>&#10107;</big></big> Stecken Sie den Arduino Uno wie gezeigt auf die Stiftleisten unterhalb der Hauptplatine <big>&#9312;</big>.
[[Datei:Bauanleitung_13.jpg|ohne|800px]]
Befestigen Sie die Ultraschallaktorik mit zwei M3 Schauben B auf der Hauptplatine <big>&#9312;</big> und verbinden Sie die Ultraschall-Adapterplatine (21) mittels des 20cm langen vieradrigen XH2.54-Kabels <big>&#12883;</big> mit der Hauptplatine (<big>&#9312;</big>. Nutzen Sie hierfür die Durchführungslöcher in der Hauptplatine. Schließen Sie nun auch das dreiadrige Kabel des Servos, wie gezeigt, an (vgl. Tabelle 4). Der zweite Port (S2) bleibt ungenutzt.
[[Datei:Bauanleitung_14.jpg|ohne|1000px]]
{| class="wikitable"
|+ style = "text-align: left"|Tabelle 4: Servoanschlüsse
|-
!Pin !! Belegung !! Kabelfarbe !! Steckerfarbe
|-
|1 || GND || Braun || Schwarz
|-
|2 || 5V || Rot || Rot
|-
|3 || S1 || Gelb/Orange || Gelb
|-
|}


Die richtigen Symbole stehen zur Sicherheit auf der Platine.
----
 
<big><big>&#10108;</big></big> Montieren Sie mit sechs M3 Schrauben <big>&#9399;</big> die Bodenplatte <big>&#9318;</big> am Fahrzeug und stecken Sie anschließend die Gummiräder <big>&#9317;</big> auf die Achsen.
Anschließend sollten im Akkuhalter ebenfalls nur diese Symbole sichtbar sein, damit es nicht zu Verwechslungen kommt.
[[Datei:Bauanleitung_15.jpg|ohne|1000px]]
 
Stecken Sie final das Bluetooth-Modul <big>&#9329;</big> auf das Multisensor-Shield <big>&#9328;</big> und platzieren Sie Letzteres auf der Oberseite der Hauptplatine <big><big>&#9312;</big></big>.  
<gallery>
[[Datei:Bauanleitung_16.jpg|ohne|1000px]]
Datei:AlphaBot_Akkuhalter_1.jpg|400px|thumb|right|Abb1: AlphaBot_Akkuhalter
Gratulation! Ihr AlphaBot ist nun betriebsbereit!
Datei:AlphaBot_Akkuhalter_2.jpg|400px|thumb|right|Abb2: AlphaBot_Akkuhalter
[[Datei:ThumbUp.jpg|ohne|200px]]
Datei:AlphaBot_Akkuhalter_3.jpg|400px|thumb|right|Abb3: AlphaBot_Akkuhalter
Datei:AlphaBot_Akkuhalter_4.jpg|400px|thumb|right|Abb4: AlphaBot_Akkuhalter nach der Behandlung
</gallery>
 
=== Schritt 7: Gabellichtschranke montieren ===
 
Beim Drehzahlsensor hat sich ein kleiner Produktionsfehler eingeschlichen.
 
Dieser passt leider nicht immer in den dafür vorgesehenen Schlitz.
 
Dafür müssen die Ecken die noch rund sind mit einem Messer oder einer Feile Eckig gefeilt werden, bis der Sensor sauber in das Loch passt.
 
Dannach kann mann den Sensor mit einer M3 Schraube 10mm lang befestigen.
 
Hier hat sich ein weiterer Fehler eingeschlichen.
 
Leider kann der Sensor nur mit der inneren Schraube befestigt werden, da bei der äußeren die Muttter gegen den Motor stoßen würde.
Deswegen stecken wir außen die Schraube nur in den Sensor, ohne das wir sie mit einer Mutter befestigen, so bekommt der Sensor noch zusätzlichen halt.
 
<gallery>
Datei:AlphaBot_IR_7.jpg|400px|thumb|right|Abb1: Gabellichtschranke
Datei:AlphaBot_IR_9.jpg|400px|thumb|right|Abb2: Gabellichtschranke
Datei:AlphaBot_IR_10.jpg|400px|thumb|right|Abb3: Gabellichtschranke passt nicht in den gefrästen Schlitz
Datei:AlphaBot_Ultraschall_13.jpg|400px|thumb|right|Abb4: Gabellichtschranke mit bereits installierten Ultraschallsensor und Infrarotsensor
</gallery>
 
=== Schritt 8: Motoren montieren ===
 
Nun wechseln wir zum Mainboard und Montieren wie in den Bildern und im Video gezeigt die Motoren.
 
=='''ACHTUNG'''== die Motokabel sind sehr filigran.
 
Bitte sorgfältig behandeln und nicht viel Biegen an der Lötstelle.
 
 
<gallery>
Datei:AlphaBot_Motor_1.jpg|400px|thumb|right|Abb1: Motor
Datei:AlphaBot_Motor_4.jpg|400px|thumb|right|Abb1: Motor
Datei:AlphaBot_Motor_Montage_1.jpg|400px|thumb|right|Abb1: Motor_Montage
Datei:AlphaBot_Motor_Montage_2.jpg|400px|thumb|right|Abb2: Motor_Montage
Datei:AlphaBot_Motor_Montage_3.jpg|400px|thumb|right|Abb3: Motor_Montage
Datei:AlphaBot_Motor_Montage_4.jpg|400px|thumb|right|Abb4: Motor_Montage
Datei:AlphaBot_Motor_Montage_5.jpg|400px|thumb|right|Abb5: Motor_Montage
Datei:AlphaBot_Motor_Montage_6.jpg|400px|thumb|right|Abb6: Motor_Montage
</gallery>
 
===== Infrarot-Abstandssensor =====
 
Für die Montage des Infrarot Sensores benötigen wir die schwarzen Kunststoffschrauben und Muttern.
 
<gallery>
 
Datei:AlphaBot_IR_0.jpg|400px|thumb|right|Abb1: Infrarotsensor
Datei:AlphaBot_IR_11.jpg|400px|thumb|right|Abb2: Infrarotsensor
Datei:AlphaBot_IR_12.jpg|400px|thumb|right|Abb3: Infrarotsensor
Datei:AlphaBot_IR_13.jpg|400px|thumb|right|Abb4: Infrarotsensor
Datei:AlphaBot_IR_14.jpg|400px|thumb|right|Abb5: Infrarotsensor
 
 
</gallery>
 
===== Stecker =====
Die Sensoren können nun wie im Video verkabelt verkabelt werden.
 
{{#ev:youtube|https://www.youtube.com/watch?v=8TqZNtozA04|||||start=173&end=220&loop=1}}
 
===== Linensensor =====
 
Der Linsensor wird nun genauso wie im Video beschrieben montiert.
Dazu werden die kleine Messing bolzen verwendet und die kleinen 3 mm Schrauben.
 
[[Datei:AlphaBot_Liniensensor_1.jpg|600px|thumb|right|Abb1: Liniensensor]]
 
{{#ev:youtube|https://www.youtube.com/watch?v=8TqZNtozA04|||||start=220&end=280&loop=1}}
 
===== Ultraschallsensor =====
Ebenfalls kann hier der Zusammenbau wie im Video beschrieben durchgeführt werden.
 
{{#ev:youtube|https://www.youtube.com/watch?v=8TqZNtozA04|200px||||start=274&end=343&loop=1}}
 
Das Servo Kabel sollte zweimal um den Servo gewickelt werden, da es sonst zu lang ist.
 
Bei der Montage des Servoarms auf den Servo muss man aufpassen, das man den Servo richtig ausrichtet, bevor man den Servoarm festschraubt.
 
Servos reagieren sehr empfindlich, wenn man an ihrem Kopf dreht.
 
Dieses Servo hat zudem ein Kunststoff Getriebe.
 
Deswegen bitte beim einstellen der Richtigen Position den Servo Kopf langsam drehen.
 
Der Servo dreht sich um 180Grad + (10-20Grad). Daher setzt man einen der beiliegenden Servoarme auf den Kopf und dreht den Servo vorsichtig bis zum Anschlag in eine Richtung.
 
Dann nimmt man den Servoarm ab und befestigt den Servoarm mit dem Ultraschallsensor so,
dass der Ultraschallsensor in die Drehrichtung zur Seite schaut etwa 110Grad aus der Mitte.
 
Dann dreht man den Kopf langsamm zur anderen Seite um Sicher zu stellen, dass beide den gleichen Winkel einnehmen.
 
Darauf wird der Servoarm mit der bei den Servoarmen beiliegenden Schraube am Servo befestigt.
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Datei:AlphaBot_Ultraschall_1.jpg|600px|thumb|right|Abb1: Ultraschall Set
Datei:AlphaBot_Ultraschall_4.jpg|600px|thumb|right|Abb2: Ultraschall
Datei:AlphaBot_Ultraschall_18.jpg|600px|thumb|right|Abb3: Ultraschall Richtige Montage des Servos am Servo Träger
Datei:AlphaBot_Ultraschall_5.jpg|600px|thumb|right|Abb4: Ultraschall Befestigung des Servoarms an der Ultraschallplatte
Datei:AlphaBot_Ultraschall_6.jpg|600px|thumb|right|Abb5: Ultraschall Befestigung des Servoarms an der Ultraschallplatte
Datei:AlphaBot_Ultraschall_7.jpg|600px|thumb|right|Abb6: Ultraschall Befestigung des Servoarms an der Ultraschallplatte Zentrisch <div style="color:green"> richtig </div>
Datei:AlphaBot_Ultraschall_8.jpg|600px|thumb|right|Abb7: Ultraschall Befestigung des Servoarms an der Ultraschallplatte nicht Zentrisch <div style="color:red"> falsch </div>
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Datei:AlphaBot_Ultraschall_10.jpg|600px|thumb|right|Abb8: Ultraschall Montage des Ultraschallsensors am Träger
Datei:AlphaBot_Ultraschall_11.jpg|600px|thumb|right|Abb9: Ultraschall
Datei:AlphaBot_Ultraschall_12.jpg|600px|thumb|right|Abb10: Ultraschall
Datei:AlphaBot_Ultraschall_13.jpg|600px|thumb|right|Abb11: Ultraschall Ausrichtung des Servos im rechten Anschlag
Datei:AlphaBot_Ultraschall_14.jpg|600px|thumb|right|Abb12: Ultraschall Verkabelung des Servos und des Ultraschall-Sensors
Datei:AlphaBot_Ultraschall_15.jpg|600px|thumb|right|Abb13: Ultraschall Verkabelung des Servos und des Ultraschall-Sensors
Datei:AlphaBot_Ultraschall_17.jpg|600px|thumb|right|Abb14: Ultraschall Servo zweimal umwickelt
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===== Montage Arduino =====
 
Die Hochzeit zwischen Arduino und Mainboard kann anhand des Videos vollzogen werden.
 
{{#ev:youtube|https://www.youtube.com/watch?v=8TqZNtozA04|||||start=434&end=448&loop=1}}
 
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Datei:AlphaBot_Arduino_1.jpg|600px|thumb|right|Abb1:Arduino Board Pinbelegung
Datei:AlphaBot_Arduino_2.jpg|600px|thumb|right|Abb2: Arduino Board Pinbelegung
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===== Montage des Sensorboards =====
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Datei:AlphaBot_Sensorboard_1.jpg|600px|thumb|right|Abb1: Sensorboard
Datei:AlphaBot_Sensorboard_2.jpeg|600px|thumb|right|Abb2: Sensorboard
Datei:AlphaBot_Sensorboard_3.jpg|600px|thumb|right|Abb3: Sensorboard
Datei:AlphaBot_Sensorboard_4.jpg|600px|thumb|right|Abb4: Sensorboard
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===== Montage des Bluetooth Boards =====
Es ist nun an der Zeit den AlphaBot in Betrieb zu nehmen.
Das Bluetooth Modul bitte vorsichtig auf das sensorboard aufstecken.
Dabei bitte auf die Ausrichtung achten.
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Datei:AlphaBot_Bluetooth_1.jpg|400px|thumb|right|Abb1: Bluetooth Modul
Datei:AlphaBot_Bluetooth_2.jpg|400px|thumb|right|Abb2: Bluetooth Modul im eingebauten Zustand
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===== Montage der Bodenplatte am Mainboard =====
== Weiterführende Links ==
Montieren sie nun die Bodenplatte unter dem Mainboard mit 6 kleinen Schrauben.
*[[Schrittweise_bebilderte_Bauanleitung|Schrittweise bebilderte Bauanleitung und Videos]]
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Datei:AlphaBot_Sensorboard_4.jpg|600px|thumb|right|Abb1: Mainboardmontage
Datei:AlphaBot_Ultraschall_16.jpg|600px|thumb|right|Abb2: Mainboardmontage
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===== Montage der Reifen =====
Die Reifen werden einfach auf die Getreibe Achse vorsichtig aufgeschoben.
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Datei:AlphaBot_Rad_1.jpg|600px|thumb|right|Abb1: Rad
Datei:AlphaBot_Rad_2.jpg|600px|thumb|right|Abb1: Rad
Datei:AlphaBot_Rad_3..jpg|600px|thumb|right|Abb1: Rad
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==== Restteile ====
Bitte packen Sie die verbleibenden Bauteile wieder in eine Tüte. Sie werden für ergänzende Module benötigt.


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Aktuelle Version vom 13. April 2023, 14:22 Uhr

Abb. 1: AlphaBot von Waveshare

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider

Einleitung

Diese Bauanleitung bezieht sich auf den Bausatz AlphaBot-Ar-Bluetooth des Herstellers Waveshare.

 Bauanleitung (PDF)

Vorbereitung der Akkus

Abb. 2: Beschriftung der Akkus
  • Es hat sich gezeigt, dass die Akkus schwer aus dem Batteriefach zu entnehmen sind. Nutzen Sie einen Klebestreifen, um an jedem Akku eine Auszuglasche zu befestigen ( in Abb. 2). Die Auszuglasche wird am besten nahe des Minuspols angebracht.
  • Um einer Verpolung von Akkus vorzubeugen, sollten Sie den Plus und Minuspol im ersten Schritt mit einem wasserfesten Stift beschriften (, in Abb. 2).
Abb. 3: AlphaBot mit eingebauten Akkus
  • Die Ausrichtung der Akkus im Batteriefach ist an der Außenseite in Weiß mit +/- markiert (, in Abb. 3).)
  • Achten Sie beim Einlegen der Akkus auf die korrekte Ausrichtung. Eine Verpolung kann zu Schäden oder Verletzungen führen.


Sicherheitshinweise

  • Verwenden Sie im AlphaBot ausschließlich den mitgelieferten Akku: Samsung INR18650-35E
  • Bitte beachten Sie, dass Lithium Zellen nur durch autorisiertes Fachpersonal verwendet werden dürfen.
  • Lithium Zellen dürfen nur mit Schutzelektronik betrieben werden!
  • Bei falscher Handhabung bzw. Kurzschluss kann dies zur Brandentwicklung oder Explosion führen.
  • Laden Sie die Akkus ausschließlich mit dem Ladegerät im Set (Nitecore UM2).
  • Die Bedienungsanleitung zum Ladegerät finden Sie hier.
  • Lagern Sie die Akkus separat stets zu 80% geladen und vermeiden Sie eine Tiefenentladung.
  • Beachten sie die allgemeingültigen Vorsichtsmaßnahmen für Akkus
    • Akkus bei sichtbaren Beschädigungen oder Dellen nicht verwenden.
    • nicht unbewacht laden,
    • Temperatur überwachen,
    • Akkus niemals tiefentladen oder überladen, zerlegen, ins Feuer oder Wasser werfen oder kurzschließen,
    • Bitte Ihren Akku nie in der Hosentasche, Geldbörse oder einem anderen Behälter aufbewahren, wo sich Metallgegenstände befinden, um Kurzschluss und Verformung zu vermeiden.
    • Akkus nicht entladen lagern, sondern abkühlen lassen und nach Benutzung und wieder aufladen,
    • nicht hohen Temperaturen (>100°C z.B. Sonne) aussetzen.
  • Bei technischen Problemen wenden Sie sich bitte an die Tutoren oder den betreuenden Mitarbeiter Marc Ebmeyer.

Benötigte Bauteile sowie Erläuterung ihrer Funktionen (siehe Links)

  1. Prüfen Sie die Bauteile auf Vollständigkeit und sortieren Sie diese beispielsweise in eine Sortierkiste. Hier finden Sie den Inhalt des AlphaBot Sets und die Teileliste des AlphaBot.
  2. Bitte entladen Sie sich elektrostatisch in dem Sie z.B. ein blankes Heizungsrohr anfassen, sonst können Sie die ICs auf den Platinen beschädigen.
  3. Folgen Sie der Schrittweisen bebilderten Bauanleitung.
Tabelle 1: Inhalt des AlphaBot Bausatzes
Pos. Anz. Beschreibung Pos. Anz. Beschreibung
1 AlphaBot Hauptplatine
2 XH2.54, 4cm, vieradrig
1 Linienverfolgungsssensor
1 XH2.54, 4cm, siebenadrig
2 Lichtschranke für Radodometrie
1 Schraubensatz (vgl. Tabelle 2)
2 Infrarot-Abstandssensor
1 Arduino Uno R3 PLUS
2 Motor mit Getriebe
1 Accessory/Multisensor-Shield
2 Gummirad
1 Bluetooth Modul
1 Akryl Bodenplatte
1 Ultraschallsensor HC-SR04
4 Halteklammern für die Motoren
1 Servomotor SG90
1 Allseitenrad
1 Ultraschall-Adapterplatine
1 Radencoder-Scheiben mit 20 Schlitzen
1 Montagerahmen für den Servomotor
1 IR-Fernbedienung
1 XH2.54, 20cm, vieradrig
2 XH2.54, 4cm, dreiadrig
1 USB Kabel (Typ A zu Micro-B)


Tabelle 2: Übersicht der Schrauben und Muttern
Bez. # Länge Anwendung
6 25 mm, M3 Sechskant-Säulen-Abstandsmutter
22 6 mm, M3 Linsenkopf Kreuzschraube
4 20 mm, M2 Schrauben
2 16 mm, M3 Sechskant-Säulen-Abstandsmuttern
2 3 mm, M1 Senkkopf Kreuzschraube
4 M2 Mutter
6 8 mm, M3 Linsenkopf Kreuzschraube
6 M3 Kunststoffmutter
6 M2 Mutter
6 8 mm, M2 Linsenkopf Kreuzschraube
8 M3 Mutter
2 22 mm, M3 Sechskant-Säulen-Abstandsmuttern

Benötigte Werkzeuge

Tabelle 3: Empfohlenes Werkzeug (nicht im Set enthalten)
Pos. Anwendung
1 Kreuzschlitz Schraubendreher PH0
2 Kreuzschlitz Schraubendreher PH1
3 Maulschlüssel M2
4 Maulschlüssel M3
5 Sortierkasten
6 Bastelmesser oder Feile


Teil 1: Zusammenbau der Hauptplatine

Fixieren Sie die zwei Motoren mit den blauen Halteklammern auf der Hauptplatine des AlphaBot. Nutzen Sie hierzu die M2 Schrauben und Muttern . Stecken Sie die schwarzen Encoder-Scheibe auf die Antriebsachsen.

Abb. 4: Zusammenbau der Hauptplatine
Abb. 4: Zusammenbau der Hauptplatine

Befestigen Sie zuerst mit der M3 Schaube die Kunststoffmutter als Abstandhalter unterhalb der Infrarot-Sensorplatine . Schrauben Sie nun die Platine mit der Metallmutter an die Hauptplatine.

Stecken Sie anschließend das Lichtschrankenmodul für den Inkrementalgeber in die dafür vorgesehenen Aussparungen. Sollte dies nicht passen, erweitern Sie die Aussparung vorsichtig mit einem Messer oder eine Feile. Die Lichtschranke steckt ohne Verschraubung in der Hauptplatine.

Nutzen Sie einen 4cm langen vieradrigen XH2.54-Steckverbinder , um die jede Infrarot-Sensorplatine anzuschließen. Für das Lichtschrankenmodul benötigen Sie ein 4cm langes dreiadriges XH2.54-Kabel .



Schließen Sie den Linienverfolgungssensor mit einem 4cm langen siebenadrigen XH2.54-Verbindungskabel und befestigen Sie mit den M3 Schrauben die zwei Abstandsmuttern .

Verbinden Sie das andere Ende des XH2.54-Verbindungskabels mit der Hauptplatine. Nutzen Sie zwei weitere M3 Schrauben , um die Abstandsmuttern an der Platine zu befestigen.

Teil 2: Zusammenbau der Ultraschallaktorik

Für die Vorrichtung des Ultraschallsensors benötigen Sie die hier abgebildeten Teile .

Montieren Sie den Montagerahmen für den Servomotor auf dem Servomotor mit den zwei Schrauben und den Muttern . Befestigen Sie die zwei Abstandsmutter mit den Schrauben an vorderen zwei Löchern der Montageplatte .

Befestigen Sie den weißen Kunststoffdreharm von unten mit den kleinen M1 Schrauben . Die Schrauben schneiden Ihr Gewinde in den Kunststoff. Fixieren Sie anschließend den Dreharm mit der Schraube (1.) auf der Welle des Servomotors. Stecken Sie anschließend den Ultraschallsensor auf die Stiftleiste. Achten Sie dabei auf die korrekte Pin-Zuordnung.

Teil 3: Montage der Acryl Grundplatte

Befestigen Sie das Allseitenrad auf einer Seite der Akryl Bodenplatte . Verwenden Sie hierfür zwei M3 Schrauben und vier Muttern . Zwei davon dienen als Abstandshalter.

Befestigen Sie sechs Abstandsmuttern mit den dazugehörigen Schrauben auf der Akryl Bodenplatte .

Teil 4: Endmontage des Alphabot

Stecken Sie den Arduino Uno wie gezeigt auf die Stiftleisten unterhalb der Hauptplatine .

Befestigen Sie die Ultraschallaktorik mit zwei M3 Schauben B auf der Hauptplatine und verbinden Sie die Ultraschall-Adapterplatine (21) mittels des 20cm langen vieradrigen XH2.54-Kabels mit der Hauptplatine (. Nutzen Sie hierfür die Durchführungslöcher in der Hauptplatine. Schließen Sie nun auch das dreiadrige Kabel des Servos, wie gezeigt, an (vgl. Tabelle 4). Der zweite Port (S2) bleibt ungenutzt.

Tabelle 4: Servoanschlüsse
Pin Belegung Kabelfarbe Steckerfarbe
1 GND Braun Schwarz
2 5V Rot Rot
3 S1 Gelb/Orange Gelb

Montieren Sie mit sechs M3 Schrauben die Bodenplatte am Fahrzeug und stecken Sie anschließend die Gummiräder auf die Achsen.

Stecken Sie final das Bluetooth-Modul auf das Multisensor-Shield und platzieren Sie Letzteres auf der Oberseite der Hauptplatine .

Gratulation! Ihr AlphaBot ist nun betriebsbereit!

Es ist nun an der Zeit den AlphaBot in Betrieb zu nehmen.

Weiterführende Links



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