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| == Anforderungen an die Roboterhardware ==
| | [[Kategorie:AlphaBot]] |
| * Low Cost (max. 60€)
| | [[Datei:AlphaBot.png|thumb|rigth|550px|Abb. 1: AlphaBot von Waveshare]] |
| * Bestellbar im September
| | '''Autoren:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]], [[Benutzer:Marc_Ebmeyer|Marc Ebmeyer]] |
| * Arduino Hardware
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| * Turtle Bot 2WD Basis (2 Antriebsräder + 1 Stützkugel)
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| * Bluetooth Modul als Diagnoseschnittstelle
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| * Akkubetrieb
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| * Sensorik
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| ** Abstandsssensorik (Ultraschall oder IR)
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| ** Radencoder (vorwärts und rückwärts)
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| ** Kompass
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| ** Gierrate
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| ** Optional: Beschleunigungsssensoren (z.B. MPU-9250)
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| ** Line-Tracking Sensor
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| | == Einleitung == |
| | Bislang wurde das Informatikpraktikum 1 und 2 mit Lego Mindstorms Robotern umgesetzt. In Zeiten der Pandemie und der damit verbundenen Auflagen ist das Robotiklabor zu klein, um das Praktikum dort mit allen Erstsemestern durchzuführen. Das Projekt "Turtle Bot" bietet eine Alternative. Die HSHL stellt den Studierenden Roboter-Sets zum Ausleihen zur Verfügung. Diese Sets umfassen alle Bauteile, die für den Bau und die Inbetriebnahme notwendig sind. Die Studierenden lösen in Heimarbeit (allein oder in Kleinteams) kleine Aufgaben, erhalten bei der Lösung Unterstützung von Tutoren und können auch unter strengen Pandemiebedingungen praktische Erfahrungen in den Bereichen ''Informatik'', ''Maschinenbau'' und ''Elektrotechnik'' sammeln. |
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| == Anforderungen an die Robotersoftware ==
| | Der Roboter nutzt als Mikrokontroller einen Arduino. Diese Plattform wird im gesamten Mechatronikstudium an verschiedenen Stellen eingesetzt und das Wissen kann so praktisch vertieft werden. Der Arduino bietet sich auch an, um eigene Projekte zu gestalten ([[Fachpraktikum_Elektrotechnik_%26_Angewandte_Elektrotechnik|Beispiele]]). |
| * Programmierbar in C und
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| * programmierbar in MATLAB.
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| == Nächste Aufgaben/Meilensteine ==
| | Der Roboter läßt sich mit |
| # Projektplanung bis Semesterbeginn (bitte Meilensteine terminieren)
| | * Arduino IDE, |
| # Beschaffung zweier Prototypen (Bestellt, angekommen 24.08.20)
| | * Visual Studio und |
| # Aufbau eines Prototypen (etwa 1h-2h)
| | * MATLAB/Simulink programmieren. |
| # '''MS1: Ergebnisdokumentation:'''
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| ## Vollständige Materialliste zur Nachbestellung (Kostenvoranschlag für Roboter 60 Stück liegt vor, für die Batterien muss entscheidunggetroffen werden welche reichen, genauso Ladegeräte)
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| ## Werkzeugliste (z.B. Schraubendreher Kreuz (PH0 + PH1) + Kombizange )
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| ## Vollständiger Bauplan für Studierende
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| ## Einführungsvideo: Montagevideo(Online-Video ist verlinkt Foto serie geschossen vom Zusammenbau (A:\Sciebo Mechatronik-Labore\Organisation\Labor_Robotik\Arduino Roboter\AlphaBot Zusammenbau Bilder) muss noch hochgeladen werden )
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| # Inbetriebnahme mit Visual C
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| # Auslesen der Sensoren
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| # Ansteuerung der Aktoren
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| # '''MS2: Ergebnisdokumentation''':
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| ## Rahmenprogramm für die Studierenden (Hier kann man sich an der Toolbox der RWTH Aachen orientieren.)
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| ## Beispiel 1: LeseAbstandsssensorik
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| ## Beispiel 2: FahreEinQuadrat (mit LeseRadEncoder)
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| ## Beispiel 3: LeseKompass
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| ## Beispiel 4: LeseGierrate
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| ## Beispiel 5: LeseLineTrackingSensor
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| ## Beispiel 6: LeseBeschleunigungssensor
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| ## Einführungsvideo: Installation der Software
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| ## Einführungsvideo: Erste Schritte mit Visual C
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| ## Einführungsvideo: Ausführung eines der Beispiele
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| # Beschaffung der Roboter & Senoren
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| # Beschaffung von Transportkisten
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| # Planung eines unkomplizierten "Pfandsystems" z.B. über Paypal?!
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| # Vorbereitung der Verleihkisten (inkl. Leihschein)
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| # Ausgabe der Kästen
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| # '''MS3: Ergebnisdokumentation:'''
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| ## Leihscheine gegen Pfand
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| ## Jede Gruppe/jeder Student hat ein Fahrzeug
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| | == Übersicht == |
| | === Dokumentation === |
| | * [[AlphaBot_Bauanleitung|Bauanleitung]] |
| | * [[AlphaBot_Inbetriebnahme|Inbetriebnahme]] |
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| Vorlesungsbeginn ist die finale '''Deadline: 12.10.2020'''
| | === Demo === |
| | * [[Erste Schritte mit der Arduino IDE]] |
| | * [[Erste Schritte mit Visual Studio]] |
| | * [[Erste Schritte mit Matlab]] |
| | * [[AlpaBot_Demo_Quelltext|Demo Quelltext]] |
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| ==Hardware== | | === Software === |
| | * [https://www.arduino.cc/en/Main/Software Arduino IDE (Windows Store 1.8.42.0)] |
| | * [https://visualstudio.microsoft.com/de/thank-you-downloading-visual-studio/?sku=Community&rel=16# Visual Studio Comunity 2019] |
| | * [https://studyassist.stud.hshl.de/at-home/software/matlab/ Matlab aus dem Study Assist] |
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| ===AlphaBot robot building kit for Arduino=== | | == Weiterführende Links == |
| [https://www.waveshare.com/alphabot-ar-bluetooth.htm ] 80€ | | * [[Recherche Turtle Bot Plattformen]] |
| Teuer aber hat alles was benötigt wird
| | * [https://www.waveshare.com/wiki/AlphaBot Wiki: Waveshare AlphaBot] |
| | * [[:Kategorie:AlphaBot|Kategorie: AlphaBot]] |
| | * [https://www.open-electronics.org/alphabot-the-open-source-robot/ open-electronics.org] |
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| er hat zusätzlich ein Zusatz Boards mit folgenden Funktionen:
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| Joystick (5 directions)
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| Adjustable potentiometer
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| Buzzer
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| RGB LED
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| Temperature sensor
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| High precision RTC
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| 0.96inch OLED
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| XBee interface
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| ==== es fehlt ====
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| *Akku 2* 18650 es dürfen nur 18650 Zellen ohne eingebaute Schutzschaltung verwendet werden, da nur diese in den AplhaBot passen.
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| Das Board besitzt eine automatische Unterspannungsabschaltung, es wird empfohlen Li-Ion Akkus mit 3,7V Nennspannung zu wählen, also keine LiFePo4.
| | → zurück zum Hauptartikel: [[Informatikpraktikum_MTR|Informatikpraktikum]] |
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| *Ladegerät:
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| Einfache Li/LiFepo Lader 2 Zellen 19€
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| [https://www.akkuteile.de/ladegeraete/nitecoresysmax/nitecore-um2-intelligentes-2-schacht-ladegeraet-fuer-li-ion-lifepo4-ni-mh-ni-cd-akkus_510101_2420 Nitecore UM2 USB Speisung]
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| oder
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| [https://www.akkuteile.de/ladegeraete/nitecore-sysmax/nitecore-sysmax-i2-inteligentes-ladegeraet-fuer-li-ion-ni-mh-ni-cd-akkus_500102_1513 Nitecore NEW i2 12V DC/230V AC Speisung]
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| Minimal Lader 2 Zellen 8,95€
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| [https://www.akkuteile.de/ladegeraete/keeppower/keeppower-c2-ladegeraet-fuer-lithium-ionen-akkus_500501_2456 KeepPower C2 USB Speisung] | |
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| === Zusammenbau ===
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| * Überprüfen sie Ihr Set auf Vollständigkeit
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| * 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, ...).
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| * Bitte entladen sie sich in dem sie z.B. ein blankes Heitzungsrohr anfassen, sonst können sie die Ic's auf den Platinen beschädigen.
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| * Bitte folgen sie der Bauanleitung im Video
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| [https://www.youtube.com/watch?v=8TqZNtozA04 AlphaBot Zusammenbau] | |
| * Bitte überprüfen sie alle Steckverbinder auf sauberen Sitz
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| ==== Schrittweise bebilderte Bauanleitung ====
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| * [[File:AlphaBot.mp4 Video Erstinbetriebnahme des AlphaBots]]
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| [[File:AlphaBot.mp4|start=0|end=44| Video Erstinbetriebnahme des AlphaBots]]
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| == Links ==
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| [https://www.youtube.com/watch?v=eYXOyRQoQS4&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=1]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=7nAOJKfHrqY&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=2 Ultrashall ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=D8Hvqi6qrGM&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=3 Bluetooth ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=8ZPffd-RMfk&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=4 Line Tracking ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=BlqRSfJXRqs&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=10 Line Tracking Beispiel ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=QTJDB42U800&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=5 OLED Accessory Shield ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=JSIhsRGpmMQ&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=6 Photo Interrupter ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=2CURRbIgkxc&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=7 Motor ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=0lhlBtl9GnY&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=8 Ir Remote ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=sZmieSstCtU&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=9 Proximity sensor ]
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| [https://www.youtube.com/watch?v=KrSwuDqSeM0&list=PLzg156ONmKl-0KwldwsQ1tiCwQT5MmdYP&index=12 Robot War]
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| == Weitere Mögliche Varianten ==
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| === Hauptproblem bei der Beststellung von fertig Robotoren: ===
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| * Die meisten haben keinen Drehimpulsgeber implementiert (AlphaBot2).
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| Diesen könnte man durch aufkleben von Hallsensoren auf die Motoren oder an das Getriebe umgehen, bedeutet aber einen nicht unerheblichen Mehraufwand an Arbeit bei 60 Bausätzen.
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| z.B.
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| [https://sensing.honeywell.com/vf526dt-install_50049316-1-en_final_11dec09.pdf]
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| *Desweiteren fehlt allen ein Beschleunigungssensor/Magnetsensor /Gierrate
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| ===AlphaBot2 robot ===
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| Drehzahlsensor muss man nachrüsten Gyro fehlt, es gibt ihn mit und ohne Arduino, was den Vorteil hat, das man einen Arduino UNO R4 Plus verbauen könnte.
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| [https://www.waveshare.com/product/AlphaBot2-Ar.htm] 80€ 60 ohne Arduino hat Bluetooth und iR Fernbedienung
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| es fehlt:
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| * Radencoder (vorwärts und rückwärts)
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| * Kompass
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| * Gierrate
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| * Beschleunigungsssensoren
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| ===Smartduino===
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| [https://www.elephantjay.com/products/23?_pos=1&_sid=ca439df12&_ss=r]
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| 58€ hat Bluetooth und iR Fernbedienung
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| es fehlt:
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| * Radencoder (vorwärts und rückwärts)kann aber hier nachgerüstet werden da gelber Motor mit durchgehender Achse(muss getestet werden)
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| * Kompass
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| * Gierrate
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| * Beschleunigungsssensoren
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| === Turtle DIY Assembly Kit Smart Robot Car Kit with Tutorial for Arduino===
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| [https://www.elephantjay.com/collections/robot/products/221]
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| hat Bluetooth und iR Fernbedienung
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| es fehlt:
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| * Radencoder (vorwärts und rückwärts)gleicher Motor wie AlphaBot2 robot daher Sensor aufkleben Position der Reifen würde auch eine Montage eines Sensors an der außen Seite des Reifens zulassen.
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| * Kompass
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| * Gierrate
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| * Beschleunigungsssensoren
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| 39$
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| === 1602 Ultrasonic Sensor RC Ultrasonic Ranging Remote Controller Smart Robot Car Kit===
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| [https://www.elephantjay.com/collections/robot/products/208]
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| gleich Motoren wie der AlphaBot2 robot daher nur durch Hallsensor Drehzahl dedektierbar . Drehzahlsensor muss man nachrüsten Gyro fehlt.
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| 39$ inkl ladegerät für Akku iR Fernbedienung +LCD
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| es fehlt:
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| * Radencoder (vorwärts und rückwärts)gleicher Motor wie AlphaBot2 robot daher Sensor aufkleben Position der Reifen würde auch eine Montage eines Sensors an der außen Seite des Reifens zulassen.
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| * Kompass
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| * Gierrate
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| * Beschleunigungsssensoren
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| === Smart Robot Car 2WD Chassis Kit for Arduinos DIY Kit===
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| [https://www.elephantjay.com/collections/robot/products/219]
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| hat die gelben Motoren verbaut an dennen man ein Drehencoder nachrüsten kann, da die Welle auf beiden Seiten herausgeführt wird. Ob dieses Platzmäßig passt muss man testen. Drehzahlsensor muss man nachrüsten Gyro fehlt. 47$ iR Fernbedienung
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| es fehlt:
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| * Line sensor
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| * Radencoder (vorwärts und rückwärts)kann aber hier nachgerüstet werden da gelber Motor mit durchgehender Achse(muss getestet werden)
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| * Kompass
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| * Gierrate
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| * Beschleunigungsssensoren
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| * Line-Sensor
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| * Bluetooth,
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| ===DIY L298N 2WD Ultraschall Smart Tracking Motor Roboter Auto Satz Für Arduino ===
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| [https://de.banggood.com/Geekcreit-DIY-L298N-2WD-Ultrasonic-Smart-Tracking-Moteur-Robot-Car-Kit-p-1155139.html?rmmds=search&cur_warehouse=UK]
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| 18€ Es fehlt line Sensor Bluetooth, dafür Drehzahlsensor vorgesehen aber Lichtschranke anscheinend nicht dabei.
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| Es fehlt
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| * Line-Sensor
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| * Bluetooth,
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| * ir Fernbedienung
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| * Drehencoder Drehzahlsensor vorgesehen aber Lichtschranke anscheinend nicht dabei gelber Motor.
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| * Kompass
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| * Gierrate
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| * Beschleunigungsssensoren
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| ===2WD-Vermeidung, die intelligentes Roboter-Fahrgestell-Auto Satz mit Geschwindigkeits-Kodierer-Ultraschall für UNO R3 aufspürt ===
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| [https://de.banggood.com/2WD-Avoidance-Tracking-Smart-Robot-Chassis-Car-Kit-With-Speed-Encoder-Ultrasonic-For-Arduino-UNO-R3-p-1124282.html?rmmds=search&cur_warehouse=CN]
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| 22€
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| Es fehlt
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| * Line-Sensor
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| * Bluetooth,
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| * ir Fernbedienung
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| * Drehencoder Lichtschranke aber anscheinend nachrüstbar gelber Motor.
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| * Kompass
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| * Gierrate
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| * Beschleunigungsssensoren
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| == Ladegeräte ==
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| === KeepPower C2 Ladegerät für Lithium-Ionen-Akkus ===
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| [https://www.akkuteile.de/ladegeraete/keeppower/keeppower-c2-ladegeraet-fuer-lithium-ionen-akkus_500501_2456 8,95€]
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| * 14500 / 14650 / 16340 / 18350 / 14650 / 16650 / 17500 / 17670 / 18500 / 18650 / 20700 / 21700 / 22500 / 26500 / 26650 / 32650 3,6V und 3,7V Li-Ionen Akkus
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| * 1A pro Ladeport
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| ===Nitecore UM2===
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| [https://www.akkuteile.de/ladegeraete/nitecoresysmax/nitecore-um2-intelligentes-2-schacht-ladegeraet-fuer-li-ion-lifepo4-ni-mh-ni-cd-akkus_510101_2420 18,9€]
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| * Li-Ion/LiFePO4: 10440, 14500, 14650, 16500, 16340(RCR123), 16650, 17350, 17500, 17650, 17670, 17700, 18350, 18490, 18500, 18650, 18700, 20700, 21700, 22500, 25500, 26500, 26650, 26700 Ladeschacht Länge 77mm.
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| * 0,1-1,5A pro Schacht
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| * Eigenständiges erkennen des Akkutyps (Li-Ion, Ni-MH oder Ni-Cd) LiFePo4 manuell zuschaltbar
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| * benötigt USB Port zum Laden --
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| === Nitecore NEW i2 ===
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| [https://www.akkuteile.de/ladegeraete/nitecore-sysmax/nitecore-sysmax-i2-inteligentes-ladegeraet-fuer-li-ion-ni-mh-ni-cd-akkus_500102_1513 19,9€]
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| * Li-Ion, LiFePo4 IFR:10340, 10350, 10440, 10500, 12340, 12500, 12650, 13450, 13500, 13650, 14350, 14430, 14500, 14650, 16500, 16340(RCR123), 16650, 17350, 17500, 17650, 17670, 18350, 18490, 18500,18650, 18700, 20700 (ungeschützte), 21700 (ungeschützte), 22500, 22650, 25500, 26500, 26650 (max. Länge 71mm)
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| * Ni-MH/Ni-CD: AA, AAA, A, SC, C
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| * max 1A pro Schacht
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| * laden von 12 V oder aus dem Netz
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| === Nitecore Sysmax NEW i4 ===
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| [https://www.akkuteile.de/sysmax-i4-inteligentes-ladegeraeaet_500101_1512 22,25€]
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| * Li-Ion, LiFePo4 IFR:10340, 10350, 10440, 10500, 12340, 12500, 12650, 13450, 13500, 13650, 14350, 14430, 14500, 14650, 16500, 16340(RCR123), 16650, 17350, 17500, 17650, 17670, 18350, 18490, 18500,18650, 18700, 20700, 21700, 22500, 22650, 25500, 26500, 26650
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| * Ni-MH/Ni-CD: AA, AAA, A, SC, C
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| * 1,5A / benutzte Schächte
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| * laden von 12 V oder aus dem Netz
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| === ===
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| == AKKU ==
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| 18650 Li Ionen ohne Schutzschaltung
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| Panasonic
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| == Links ==
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| === Videos===
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| * [https://www.youtube.com/watch?v=0Ui5qDWg08s KS0464 keyestudio Smart Little Turtle Robot V3.0]
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| * [https://youtu.be/oQQpAACa3ac Arduino Robot Car with Speed Sensors - Using Arduino Interrupts]
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| === Anleitungen ===
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| === Bausätze ===
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| * [https://de.banggood.com/Geekcreit-DIY-L298N-2WD-Ultrasonic-Smart-Tracking-Moteur-Robot-Car-Kit-p-1155139.html?rmmds=search&cur_warehouse=UK DIY L298N 2WD Ultraschall Smart Tracking Motor Roboter Auto Satz Für Arduino]
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| * [https://www.aliexpress.com/item/32890555364.html LAFVIN Smart Robot Car Kit Turtle]
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| *[https://de.banggood.com/2WD-Mini-Round-Double-Deck-Smart-Robot-Chassis-Car-DIY-Kit-p-1147036.html?rmmds=search&cur_warehouse=CN 1Set 2WD Mini Runde Doppel-Deck Smart Roboter Auto Chassis DIY Kit für Arduino ]
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| * [https://www.waveshare.com/product/AlphaBot2-Ar.htm AlphaBot2 robot building kit for Arduino]
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| * [https://de.dhgate.com/product/intelligent-car-learning-suite-robot-intelligent/396656519.html Intelligente Auto-Lernsuite Robot]
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| === Sensoren ===
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| *[https://sensing.honeywell.com/honeywell-sensing-vf526dt-product-sheet-005870-2-en.pdf Hallsensor zur Detektion der Drehzahl und drehrichtung zur Montage auf dem Motor]
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| *[ Gyro]
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| *[https://de.banggood.com/Geekcreit-37-In-1-Sensor-Module-Board-Set-Starter-Kits-Geekcreit-products-that-work-with-official-Arduino-boards-p-1137051.html?rmmds=detail-top-buytogether-auto&cur_warehouse=UK Sensoren]
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