Lego Technik Buggy

Eine ausführliche Beschreibung des Projekts mit Bildern,.. könnt ihr in meinem Blog nachlesen.

Im Folgenden wollen wir einen Lego Technik Buggy ( LEGO 42065) mit dem Calliope Mini betreiben. Der Calliope übernimmt dabei das Ansteuern der beiden Motoren. Die Funktionsweise ist hier schön von den Kollegen der Software AG bei You Tube beschrieben. Allerdings Vorsicht beim Kabel löten. Hier müssen zusätzlich noch zwei Dioden zum Einsatz kommen um den Betrieb mit zwei Motoren zu ermöglichen. Siehe unten.

Kabel und Co.

Zuerst einmal müssen wir ein Kabel bauen, mit dem wir die Lego Motoren an den Calliope anschließen können. Dazu wird folgendes benötigt:

• zwei Lego Power Functions Verlängerungskabel (LEGO 8886)

• eine Pinleiste (2,54mm) mit passendem Stecker für den Calliope (z.B. Produkt Nr. #A876).

• zwei Dioden (z.B. 1N4001 Produkt Nr. #60)

Zum Aufbau des Kabels werden die beiden Lego Verlängerungskabel in der Mitte auseinander geschnitten und mit dem Stecker für die Pinleiste verbunden. Es werden die beiden hell grauen Enden (zum Anschluss der Motoren) sowie ein dunkel graues Ende (Zum Anschluss der Lego Batterie) benötigt. Die Verkabelung ist hier zu sehen:

Da bei dem Legomodell einer der Motoren verdreht eingebaut ist habe ich beim Kabel ebenfalls einen der Motoren verdreht angeschlossen, damit sich das Model beim Betrieb beider Motoren auch geradeaus bewegt. Alternativ kann auch ein Lego Umschalter (LEGO 8869) verwendet werden um die Drehrichtung eines Motors zu invertieren.

Die Dioden werden benötigt, da der Calliope Mini in der Rev1.0 leider keine zwei Motoren unabhängig von einander ansteuern kann. Warum das so ist habe ich hier beschrieben. Bei den Dioden auf die richtige Richtung achten! Typischerweise ist auf einer Seite ein weißer Strich auf der Diode zu sehen, diese muss in Richtung Motor zeigen.

Einbau ins Lego Model

Der Einbau ins Lego Modell ist recht einfach. Der IR Empfänger für die Lego Fernbedienung wird nicht weiter benötigt und kann ausgebaut werden. Statt dessen wird das Calliope Kabel mit dem dunkel grauen Stecker an die Lego Batterie und mit den beiden hellgrauen Steckern an die beiden Motoren angeschlossen.

Der calliope mini hat seinen Platz auf der „Motorhaube“ gefunden. Er kann super an zwei PIN Anschüssen mit dem Model verbunden werden. Dann nur noch das Kabel auf die Pinleiste stecken und die Calliope Batterie anschließen. Diese ist nach wie vor zur Versorgung des Calliope nötig. Die Lego Batterie übernimmt nur die Motorversorgung.

Soweit zur HW. Für den Einsatz in der Grundschule sollten das Ganze bis hierher vorbereitet werden. Die folgenden Schritte sind dann wieder gut für den Einsatz in der Schule geeignet.

Experiment: Geradeaus fahren

Nachdem wir unsere Hardware nun fertig haben können wir uns um die SW kümmern.

Zuerst einmal geht’s ums geradeaus Fahren. Dazu müssen beide Motoren A+B gleich schnell angesteuert werden. Um zu wissen wir weit das Auto fährt wenn man beide Motoren für eine bestimmte Zeit einschaltet, machen wir zuerst ein Experiment.

Der Calliope wird so programmiert, dass er beim Druck auf Knopf A beide Motoren für z.B. 500ms mit 70% ansteuert. Bei Knopf B sollen die Motoren für 1000ms eingeschaltet bleiben. Mittels eines Zollstocks kann dann gemessen werden wie weit das Auto gefahren ist. Das selben haben wir dann noch mit 1500 und 3000 ms gemacht. Alles in eine solche Tabelle eintragen und mit den Daten kann dann die benötigte Zeit für jede Strecke ausgerechnet werden.

Sollte der Buggy rückwärts fahren einfach die Stecker von Motor A und B vertauschen. Dann sollte es dank der Invertierung eines Motors im Kabel vorwärts gehen.

Experiment: Kurve rechts / links

Für die links und recht Kurve verfahren wir ganz ähnlich. Der Calliope wird programmiert um nur einen Motor für eine bestimmte Zeit ein zu schalten. Notiert wird dann die Richtung in die das Auto dann steht. Die nötige Zeit für die gewünschte Drehung lässt sich so wieder leicht aus den gewonnen Daten ermitteln.

Ob Motor A oder Motor B für die Rechtskurve laufen muss hängt davon ab welcher der Motoren im Kabel invertiert wurde.

Hier die oben gezeigten Tabellen im Excel Format: LegoBuggy_Tests

Aufgabe: Eine Strecke zurücklegen

Nachdem nun die HW einsatzbereit ist und wir unser System durch die Experimente genau kennen können wir uns an eine Aufgabe wagen.

Der Calliope soll nun so programmiert werden, dass er das Auto vom Start Tor bis zum Ziel Tor fährt. Dazu ist erst eine Geradeausstrecke, dann eine 90° Kurve nach links und dann wieder eine geradeaus Strecke nötig. Das Ganze soll bei Tastendruck A gestartet werden. Mit den Ergebnissen aus den beiden Experimenten sollte das kein Problem sein….