Arduino-Roboter M.A.R.K. für die Bildung

Entstehung des M.A.R.K.-Projekts

Das M.A.R.K.-Projekt (Modular Arduino Robot Kit) geht von einer wiederholten Beobachtung an Elektronik- und Robotikprodukten aus: der schnellen Obsoleszenz, zurückzuführen insbesondere auf die Stilllegung der Komponentenfertigung bzw. die Unmöglichkeit der Reparatur. 

Bei intensivem Einsatz im Unterricht kann sich dies als sehr problematisch erweisen. Das Grundprinzip von M.A.R.K. besteht darin, eine immer wieder erneuerbare Roboterplattform auf Arduino-Basis anzubieten, die aus Standardkomponenten besteht und auf Open-Source-Technologie basiert.

M.A.R.K. ist also ein in Frankreich entwickelter Roboter für den Unterricht, der auf Nachhaltigkeit ausgelegt ist!

Ein entwicklungs- und anpassungsfähiger, mobiler Roboter

Bei der Auswahl der Komponenten für den Lernroboter M.A.R.K. stand die Überlegung im Mittelpunkt, ein möglichst umfassendes Roboter- und Elektroniktool anzubieten. Dieses ist dennoch nicht fix definiert, denn der Anwender hat die Wahl zwischen den Plattformen  Arduino und Grove.

Ganz gleich, ob es sich um die Reparatur des Roboters handelt, die Aufrüstung einer Komponente oder das Hinzufügen von Funktionen, mit diesem System ist es kinderleicht, Sensoren und Aktoren hinzuzufügen oder auszutauschen. Für den einfachen Einbau sind Montagebohrungen bereits vorgesehen.

Auch in puncto Motorisierung besteht eine breite Auswahl: Unser Lernroboter wird mit Pololu MP 6V Mikromotoren mit einem Untersetzungsverhältnis von 298:1 ausgeliefert, stattdessen können Sie aber auch jeden anderen  6V Mikromotor derselben Baureihe montieren.

Welche Zielgruppe wird mit dem M.A.R.K. angesprochen?

Der auf Arduino baiserende mobile Roboter M.A.R.K. soll in erster Linie als Lerntool dienen. Deshalb wurde alles für einen optimalen Umgang ausgelegt:

• Einfache, lötfreie Montage (sämtliche Lötarbeiten wurden bereits von uns durchgeführt), Werkzeug im Lieferumfang enthalten (Montagedauer ca. 2-3 Stunden)

Der Roboter wurde ursprünglich für den Einsatz in technischen Hochschulen (Fachbereich Elektrotechnik und Industrieinformatik) entwickelt, kann jedoch ebenso schon in Mittel- und Oberschulen eingesetzt werden, für die Blöcke für die Programmierung mit Scratch bereitgestellt werden. Scratch eignet sich ideal für den Einstieg, wird aber auch oft und gerne als Brücke zur Programmierung in der Programmiersprache Arduino verwendet, die oft in der 9. Schulstufe eingeführt wird.

Installierung der Scratch-Blöcke für den Roboter M.A.R.K.

Das Pack Blöcke kann über den GitHub von Génération Robots heruntergeladen werden (klicken Sie auf die grüne Taste "Clone or download").

Nachstehend die Installationsanleitung für das Pack Scratch-Blöcke für den Roboter M.A.R.K.:

• mBlock 3 öffnen
• Tab „Auswahl der Erweiterungen“
• Menü „Erweiterungen verwalten“
• Taste „Hinzufügen“
• Wählen Sie nun „Zip-Datei“
• Wählen Sie die heruntergeladene Datei: Die Blöcke sind da!

Beschreibung der Scratch-Blöcke für den Roboter M.A.R.K. :

• GR LAB: Code generieren: Block Beginn des Programms.
• read ultrasonic pin [   ] : Gibt den vom Ultraschallsensor gemessenen Wert in cm an.
• imu [read......] : Gibt den vom Beschleunigungsmesser / Gyroskop an der x / y / z-Achse gemessenen Wert oder die Temperatur in Celsius bzw. Fahrenheit an.
• read encoder pin [   ]  [    ]: Gibt die Zahl der Umdrehungen an, die vom Encoder an der angegebenen Adresse gemessen wurde
• I2C motor driver address [    ] set motor [1 / 2] to [   ] %: Damit kann der Motor mit einer bestimmten Leistung aktiviert werden. Ein negativer Wert bewirkt eine Motorbewegung in die andere Richtung. Die Adresse muss dieselbe sein wie jene, die physisch am Motorcontroller eingestellt wurde.
• I2C motor driver address [    ] stop motor [1 / 2]: Stoppt den jeweiligen Motor.
• Für den LCD-Display kann die vorhandene Erweiterung Extension Seeed Grove smile-project verwendet werden.

Liste der Komponenten des Lernroboters M.A.R.K.

• 1 x Arduino-kompatibles Mega-
• 1 x Grove Mega-Shield
• 2 x SPDT-Mikroschalter
• 1 x Grove Gleichstrommotor-Controller (I2C)
• 2 x Grove Ultraschallsensoren
• 1 x Grove LCD-Display (I2C)
• 1 x Grove Wifi UART-Modul
• 1 x Grove LED-Bar-Modul
• 1 x Grove-Modul Beschleunigungsmesser 6 Achsen und Gyroskop
• 1 x Grove Joystick
• 1 x Grove IR-Remissionssensor
• 1 x Grove Spannungsteiler
• 1 x Servomotor
• 1 Paar Räder 60 x 8 mm
• 2 x Freilaufräder
• 2 x Pololu MP 6V Dual-Shaft 298:1 Mikromotoren
• 1 x Paar Motor-Encoder
• 2 x Halter für Mikromotoren
• 1 x LiPo-Akku (7.4V, 2200 mAh)

Ressourcen für den Arduino-Roboter M.A.R.K.

• Montageanleitung des Roboters M.A.R.K. in französischer Sprache
• GitHub des Arduino-Roboters M.A.R.K.