Arduino: Self Balancing Bot
| Autor: | Jan Rottländer |
| Art: | Praxissemester |
| Starttermin: | 16.03.2026 |
| Abgabetermin: | 31.07.2026, Prüfung in der 1. Augustwoche (Notenmeldung vor Semesterende 31.08.2026) |
| Betreuer: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
Einführung
Ein selbstfahrender Roboter auf zwei Rädern ist ein instabiles System. Die Physik dahinter wurde bereits vielfältig dokumentiert. In diesem Projekt wird für ein Laborversuch ein Prototyp entwickelt, getestet und 10-fach gefertigt.
| Req. | Beschreibung | Priorität |
|---|---|---|
| 1 | Der SBR muss im Modus Balacieren<\code> eigenständig sein Gleichgewicht halten. |
1 |
| 2 | Der SBR muss im Modus Erkundung<\code> vorwärts fahren, Hinernisse erkennen und diesen ausweichen. |
2 |
| 3 | Die Programmierung muss modellbasiert über MATLAB®/Simulink erfolgen. | 1 |
| 4 | Ein Display muss die Ausgabe von >10 Sensorwerten ermöglichen. | 1 |
| 5 | Das Design muss so robust sein, dass ein Robotersturz auf dem Tisch keinen Schaden verursacht. | 1 |
| 6 | Die zweidimensionale digitale Karte mit der Roboterpose während der Fahrt muss als MATLAB®-Datei (.mat) bereitgestellt werden. |
1 |
| 7 | Das Vorgehen muss am KANBAN-Board geplant und verfolgt werden. | 1 |
| 8 | Lösungsweg und Lösung muss in diesem Wiki-Artikel dokumentiert werden. | 1 |
| 9 | Als AMR muss ein AlphaBot eingesetzt werden. | 1 |
| 10 | Als Software für die Regelung muss MATLAB®/Simulink eingesetzt werden. | 1 |
Aufgabenstellung
- Einarbeitung in das Themen (Arduino, Gyroskop, Ultraschall, Regelung,..)
- Planung des Aufbaus
- Beschaffung der Bauteile
- CAD und 3D-Druck des Aufbaus
- Hardwareaufbau
- Inbetriebnahme des Self Balancing Bot
- Regelung des instabilen Systems
- Modellbasierte Entwicklung mit MATLAB®/Simulink
- Test und wiss. Dokumentation
- Funktionsnachweis als Wiki-Artikel mit Animated-Gif
Optional
- Leiterplattenlayout und Fertigung
Getting started
- Recherchieren Sie das Thema. Diese Aufgabe wurde schon mehrfach gelöst.
- Stellen Sie die Ergebnisse Prof. Schneider vor und entscheiden Sie sich für ein Design.
- Dokumentieren Sie die Anforderungen an Ihr System.
- Stellen Sie Kontakt zu Marc Ebmeyer her. Lassen Sie sich die vorhandenen Teile aus dem Magazin geben und bestellen Sie frühzeitig fehlende Teile.
- Erstellen Sie ein CAD-Design, diskutieren Sie dies mit Marc Ebmeyer und lassen Sie dies fertigen.
- Bauen Sie einen Prototyp auf.
- Implementieren Sie die Regelung mit Simulink. Diskutieren Sie das Ergebnis mit Prof. Schneider.
Anforderungen an Ihre Kenntnisse
Das Projekt erfordert Vorwissen in den nachfolgenden Themengebieten. Sollten Sie die Anforderungen nicht erfüllen müssen Sie sich diese Kenntnisse anhand im Rahmen der Arbeit anhand von Literatur/Online-Kursen selbst aneignen.
- Arduino, Gyroskop, Ultraschall
- CAD Design mit Solid Works
- 3D-Druck
- Optional: Leiterplattenlayout und Fertigung
- Regelungstechnik
- Optional: Modellbasierte Entwicklung mit MATLAB®/Simulink
- Dokumentenversionierung mit SVN
- Dokumentation mit Word und im HSHL-Wiki.
Anforderungen an die wissenschaftliche Arbeit
- Wissenschaftliche Vorgehensweise (Projektplan, etc.), nützlicher Artikel: Gantt Diagramm erstellen
- Wöchentlicher Fortschrittsberichte (informativ), aktualisieren Sie das Besprechungsprotokoll - Live Gespräch mit Prof. Schneider
- Projektvorstellung im Wiki
- Tägliche Sicherung der Arbeitsergebnisse in SVN
- Tägliche Dokumentation der geleisteten Arbeitsstunden
- Studentische Arbeiten bei Prof. Schneider
- Anforderungen an eine wissenschaftlich Arbeit
Quellen:
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