Das Spurt-MobilBastelanleitung

& Theorie

von Martin Bücker(Idee: spurt.uni-rostock.de)

Spurt = Schüler- Projekte um Roboter-Technik

Übersicht

Bastelanleitung

Bauteile-/Werkzeugliste

Theorie

Formel Spurt

Aufbau – Chassis (1/6)• Löcher in Eisstiel bohren

Material:

- Eisstiel

- Reflexkoppler (als Vorlage)

Werkzeug:

- Dremel (kleiner Bohrer mit ca. 1mm ø) + Holzunterlage

Löcher im vorderen Bereich des Stiels anbringen, den Refelxkoppler dabei als Vorlage verwenden

Aufbau – Chassis (2/6)• Achse aufkleben

Material:

- 8cm Rundholz

Werkzeug:

-Epoxy-Kleber (+ Mixstäbchen, Unterlage)

- Schleifpapier

Hinweise zum Kleber:- Kleber reizend und giftig!- Beide Kleberkomponenten vor Ver- arbeitung mit Stäbchen gut mischen - Nicht mit der Haut berühren- Mit Stäbchen auf beiden Teilen dünn auftragen und Teile zusammenpressen

Achse muss schön mittig, waagerecht und rechtwinklig zum Stiel sitzen!

Eisstiel zunächst auf 5cm breitemittig leicht anrauen

Aufbau – Chassis (3/6)• Motoren befestigen

Material:

- 2x Motor

Werkzeug:

- Epoxy-Kleber (+ Mixstäbchen, Unterlage)

Motoren müssen schön parallel zur Achse sitzen!

Auf Orientierung der Mo-toren achten: roter Punkt am Anschluss muss zum Holzstab zeigen!

Hinweise zum Kleber:- vgl. vorige Seite- Verarbeitungszeit ca. 5 min- Aushärtezeit ca. 45 min

Theorie zur Funktionsweise

Motorachsen dürfen nicht über Holzsstab hinausragen!

Aufbau – Elektronik (1/4)• Refelxkoppler Motoren

Material:

- Refelxkoppler

- rote Litze

Orientierung und Beinchen von Refelxkoppler beachten!

Anode und Kollektor zusammenbiegen und rote Litze anlöten (Anschlüsse nicht vertauschen!)

Lötklecksdarf Emitter und Katode nicht berühren!

Werkzeug:

- Lötstation + Lötzinn ( Kleiner Lötkurs)

- Seitenschneider

- Abisolierzange

- Spitzzange

Aufbau – Elektronik (2/4)• Widerstand 1 + Transistor 1

Material:

- Widerstand 270Ω ( Farbcode-Tabelle)

- Transistor ( Theorie)

Anschlüsse des Transis-tors nicht vertauschen!

hier: Transistor mit flacher Seite vorne

linkes Bein nach vorne rechtes Bein nachhinten / oben biegen mittiges Bein an freien Pin von Reflexkoppler löten

Einen Anschluss des Wider-stands kürzen, den anderen nach links biegen

Werkzeug:

- Lötstation + Lötzinn

- Seitenschneider

- Abisolierzange

- Spitzzange

(Beachte: Widerstand kann anders aussehen als hier im Bild)

Aufbau – Elektronik (3/4)• Widerstand 2 + Transistor 2

Werkzeug:

- Lötstation + Lötzinn

- Seitenschneider

- Abisolierzange

- Spitzzange

Anschlüsse des Transistors nicht vertauschen!

Anschlüsse des Widerstands passend biegen und entsprechend kürzen

Material:

- Widerstand 1,2kΩ ( Farbcode-Tabelle)

- Transistor

Aufbau – Elektronik (4/4)• restliche Verdrahtung incl. Batterieclip

Material:

- grüne Litze

- Batterieclip

Werkzeug:

- Lötstation + Lötzinn

- Seitenschneider

- Abisolierzange

- Spitzzange

Anschlüsse des Batterieclips nicht vertauschen:

rot: + schwarz: –

Aufbau – Chassis (4/6)• Räder anbringen

Material:

- Kugellager

Werkzeug:

- Hammer

- längliche Flachzange

Tipp: Lager sitzen sehr stramm; daher Flachzange leicht gespreizt auf das Kugellager auflegen, so dass mit vorsichtigen Hammer-schlägen auf die Zange das Lager weiter auf die Achse geschlagen werden kann

Kugellager muss soweit auf die Achse geschoben werden, dass die Mitte der Motorachse und des Kugellagers auf einer Linie liegen

Aufbau – Chassis (5/6)• Antriebsriemen herstellen

Material:

- Luftballon(s)

Werkzeug:

- Schere

Tipp: Luftballon zum Schneiden in Papier einfalten, falls Schere zu stumpf

Riemen aufziehen: Der Riemen sollte das Kugellager leicht umschließen (kann knifflig sein)

Motorachse, Riemen und Kugellager bilden zusammen die Übersetzung

Ballon am Hals dehnen vor Zerschneiden!

Aus dem Halsbereich die Riemen als Röllchen ausschneidenBreite: 1cm

Aufbau – Chassis (6/6)• Letzte Schritte

Halter mit doppelseitigem Klebeband auf die Motoren kleben (lose Kabel dabei unter dem Halter fixieren)

Clip an Halter befestigen Batterien einsetzen FERTIG !!! ...jetzt Spurt-Mobil auf Bahn setzen!

Material:

- Batteriehalter

- 2x Mignon Batterien

Werkzeug:

- doppelseitiges Klebeband

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Bauteile-/Werkzeugliste• Material Mechanik / Verbrauchsmaterial

Anzahl Bezeichnung Lieferant (Bestell-/Artikel-Nr.)

2 Stk Kugellager Bauform 608 (Innen-/Außen-ø 8/22 mm, Breite 7 mm), beidseitig geschlossen Pollin (440 430)

(8 cm) Riffelstab (Buche), Durchmesser 8 mm Baumarkt

1-2 Luftballon (normale Größe = flachgepresster Hals ca. 2cm Breite) Spielwarengeschäft etc.

1 Eisstiel (normale Größe, kein Mini-Eis!) Discounter, Kiosk, etc.

1 Tube 2-Komponenten Epoxy-Kleber (alternativ: Heißkleber, hält aber nicht so gut) Pollin (890 158); Baumarkt

(3 cm) Doppelseitiges Klebeband mit Schaumgummi (2 mm Dicke) Pollin (510 269 = 5 Rollen); Baumarkt

Schwarzes Isolierband (ca. 2cm Breite) für Rennbahnmarkierung Pollin (510 306); Baumarkt

Bauteile-/Werkzeugliste• Material Elektronik

Anzahl Bezeichnung Lieferant (Bestell-/Artikel-Nr.)

2 „Solarmotor“ Mabuchi FF-180PH Lüdeke Elektronik (544)

1 Reflexkoppler CNY70 Reichelt (CNY70)

1 Halter für 2 Mignonzellen (AA), Druckknopf Reichelt (HALTER 2XUM3-DK)

1 Batterieclip für 9-Volt-Block, vertikal Reichelt (CLIP 9V)

2 Alkaline Mignon Batterie (AA) Reichelt (GP AL16 MIGNON =16er-Pack)

20 cm Kupferlitze isoliert, 1x0,14mm versch. Farben, z.B. rot / grün verwenden Reichelt (LITZE RT bzw. LITZE GN = 10m)

1 Widerstand 1.2kOhm, 1/4W 1/4W 1,2K

1 Widerstand 270Ohm, 1/4W 1/4W 270

2 Transistor BC337-40 BC337-40

Alternativ Falls Mabuchi Motor nicht verfügbar:

2 DC KLEINSTMOTOR 2025-02

dann als Transistor rechts BC875 einsetzen (anderes Pinout!) Rb = 5,6k (statt 1,2k) 4x AA-Batterie und entsprechenden Halter verwenden

Conrad (DC KLEINSTMOTOR 2025-02)

Bauteile-/Werkzeugliste• Werkzeug

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Dremel + 1mm (max. 2mm) Bohrer + Unterlage

Holzsäge (Fuchsschwanz o.ä.)

Lötstation + Lötzinn + Unterlage

Kneifzange (Seitenschneider)

Abisolierzange

Spitzzange oder „3. Hand“ (zum Halten / Fixieren der zu verlötenden Teile)

Flachzange (länglich)

Hammer

Schere

Lineal (min. 10cm)

(Heißklebegerät als Alternative zu Epoxy-Kleber)

gewünschte Richtung

Theorie (1/3)• Fahren entlang der Hell-Dunkel-Grenze

Drehung rechts herum

Drehung links herum+=

Theorie (2/3)• Übertragung Auge Motor

Auge erkennt schwarz: Roboter steht nach links gedreht muss nach rechts gedreht werden Motor links muss sich drehen

Auge erkennt weiß: Roboter steht nach rechts gedreht muss nach links gedreht werden Motor rechts muss sich drehen

Theorie (3/3)• Systemschaltbild

ML

+_ML MR10:1 10:1ML

„Auge sieht schwarz“ = Dunkel

Auge (Sensor) + Lampe (LED) = Reflexkoppler

Transistor & Widerstand

Über-setzunggrün: Stromfluss

Theorie (3/3)• Systemschaltbild

MR

+_ML MR10:1 10:1MR

„Auge sieht weiß“ = Lichteinfall

Theorie - Zusatz• Löten (bei Freiluft-Verdrahtung)

Litze = Leitung aus mehreren feinen Kupferadern Vor dem Löten Enden der Litze abisolieren (ca. 5mm)

und die feinen Kupferadern verzwirbeln

Der Lötvorgang:1. Lötstation auf ca. 325°C einstellen2. Die zu verlötenden Enden (Litze, Bauteil) nah bei einender fixieren (zueinander biegen oder mit Zange aneinander halten) 3. Lötstelle mit Kolbenspitze erhitzen4. Lötzinn heranführen und anschmelzen lassen5. Lötzinn wegnehmen, wenn es von allen Teilen angezogen wurde (nicht zu großen Lötklecks verursachen)6. Kolbenspitze wegnehmen (weiter fixieren) und Lötstelle abkühlen lassen7. Vorsichtige Zugprobe machen (hält die Lötstelle?)8. Kolbenspitze säubern auf Schwamm der Lötstation

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Theorie - Zusatz• Transistor

Fließt kein Strom in die Basis, dann fließt auch kein Strom von Kollektor zu Emitter

Sobald ein kleiner Basisstrom fließt, kann auch ein großer Strom von Kollektor zu Emitter fließen

Der Transistor funktioniert hier also wie ein „elektrischer Schalter“ Der kleine Basisstrom steuert den großen Kollektor-Emitterstrom

(http://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor)

zurück zu 1. Transistor einlöten

Bei TypBC337:

EC B

Theorie - Zusatz• Elektrischer Widerstand

Farbcode-Tabelle: Widerstandswert bestimmen

Theorie:elektrischer Widerstand wirkt für den Elektronenfluss im Leiter wie eine Verengung im Rohr für fließendes Wasser

zurück zu 1. Widerstand einlöten

zurück zu 2. Widerstand einlöten

Ω = Ohm

1kΩ = 1.000Ω

270Ω = 27 * 10 = rot – violett – braun 1,2kΩ = 12 * 100 = braun – rot – rot

Theorie - Zusatz

• Schaltplan

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2x 1,5V

270

CNY 70M

rechtsM

links

1,2k

BC 337

BC 337

Formel Spurt

• http://spurt.uni-rostock.de• Bahnrekord: 4,57s!

(am 19.6.2009)

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Die offizielle Rennbahn

Tipp: Eine einfache Testbahn kann mit schwarzem Klebeband auf hellem Grund hergestellt werden

Video über Spurt-Wettbewerb 2003