AlphaBot Bauanleitung

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 (① 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 (②, ③ in Abb. 2).

Abb. 3: AlphaBot mit eingebauten Akkus

• Die Ausrichtung der Akkus im Batteriefach ist an der Außenseite in Weiß mit +/- markiert (①, ② 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	1	AlphaBot Hauptplatine		⑬	2	XH2.54, 4cm, vieradrig
②	1	Linienverfolgungsssensor		⑭	1	XH2.54, 4cm, siebenadrig
③	2	Lichtschranke für Radodometrie		⑮	1	Schraubensatz (vgl. Tabelle 2)
④	2	Infrarot-Abstandssensor		⑯	1	Arduino Uno R3 PLUS
⑤	2	Motor mit Getriebe		⑰	1	Accessory/Multisensor-Shield
⑥	2	Gummirad		⑱	1	Bluetooth Modul
⑦	1	Akryl Bodenplatte		⑲	1	Ultraschallsensor HC-SR04
⑧	4	Halteklammern für die Motoren		⑳	1	Servomotor SG90
⑨	1	Allseitenrad		㉑	1	Ultraschall-Adapterplatine
⑩	1	Radencoder-Scheiben mit 20 Schlitzen		㉒	1	Montagerahmen für den Servomotor
⑪	1	IR-Fernbedienung		㉓	1	XH2.54, 20cm, vieradrig
⑫	2	XH2.54, 4cm, dreiadrig		㉔	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

❶ Fixieren Sie die zwei Motoren ⑤ mit den blauen Halteklammern ⑧ auf der Hauptplatine ⑤ des AlphaBot. Nutzen Sie hierzu die M2 Schrauben Ⓒ und Muttern Ⓕ. Stecken Sie die schwarzen Encoder-Scheibe ⑩ auf die Antriebsachsen.

Abb. 4: Zusammenbau der Hauptplatine

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❷ Befestigen Sie zuerst mit der M3 Schaube Ⓖ die Kunststoffmutter Ⓗ als Abstandhalter unterhalb der Infrarot-Sensorplatine ④. Schrauben Sie nun die Platine mit der Metallmutter Ⓚ an die Hauptplatine.

Stecken Sie anschließend das Lichtschrankenmodul für den Inkrementalgeber ③ 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 ⑬, um die jede Infrarot-Sensorplatine anzuschließen. Für das Lichtschrankenmodul benötigen Sie ein 4cm langes dreiadriges XH2.54-Kabel ⑫.

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❸ Schließen Sie den Linienverfolgungssensor ② mit einem 4cm langen siebenadrigen XH2.54-Verbindungskabel ⑭ und befestigen Sie mit den M3 Schrauben Ⓑ die zwei Abstandsmuttern Ⓓ.

Verbinden Sie das andere Ende des XH2.54-Verbindungskabels ⑭ mit der Hauptplatine. Nutzen Sie zwei weitere M3 Schrauben Ⓑ, um die Abstandsmuttern an der Platine zu befestigen.

Teil 2: Zusammenbau der Ultraschallaktorik

❹ Für die Vorrichtung des Ultraschallsensors benötigen Sie die hier abgebildeten Teile ⑳.

Montieren Sie den Montagerahmen für den Servomotor ㉒ auf dem Servomotor ⑳ mit den zwei Schrauben Ⓘ und den Muttern Ⓙ. Befestigen Sie die zwei Abstandsmutter Ⓛ mit den Schrauben Ⓑ an vorderen zwei Löchern der Montageplatte ㉒.

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 ⑲ auf die Stiftleiste. Achten Sie dabei auf die korrekte Pin-Zuordnung.

Teil 3: Montage der Acryl Grundplatte

❺ Befestigen Sie das Allseitenrad ⑨ auf einer Seite der Akryl Bodenplatte ⑦. 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 ⑦.

Teil 4: Endmontage des Alphabot

❻ Stecken Sie den Arduino Uno wie gezeigt auf die Stiftleisten unterhalb der Hauptplatine ①.

Befestigen Sie die Ultraschallaktorik mit zwei M3 Schauben B auf der Hauptplatine ① und verbinden Sie die Ultraschall-Adapterplatine (21) mittels des 20cm langen vieradrigen XH2.54-Kabels ㉓ mit der Hauptplatine (①. 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

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❼ Montieren Sie mit sechs M3 Schrauben Ⓑ die Bodenplatte ⑦ am Fahrzeug und stecken Sie anschließend die Gummiräder ⑥ auf die Achsen.

Stecken Sie final das Bluetooth-Modul ⑱ auf das Multisensor-Shield ⑰ und platzieren Sie Letzteres auf der Oberseite der Hauptplatine ①.

Gratulation! Ihr AlphaBot ist nun betriebsbereit!

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

Weiterführende Links

• Schrittweise bebilderte Bauanleitung und Videos

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