neuer analoger Roboterbausatz "tibo"

[weti]

Hallo zusammen!

Ich möchte euch gerne meinen analog gesteuerten Roboterbausatz "tibo" vorstellen. Die Grundidee dafür stammte von den s.g. Braitenberg-Vehikel (z.T. auch BEAM-Roboter), bei denen direkte Verbindungen zwischen Sensoren und Motoren zu unterschiedlichen zum Teil komplex scheinenden Verhaltensmustern führen können. tibo kann aber einiges mehr:

Durch seine geschickte Anordnung von Phototransistoren kann er sehr sensibel auf Helligkeitskontraste reagieren und damit z.B. unabhängig von der Helligkeit Hindernissen ausweichen ohne dabei IR-Licht aussenden zu müssen.
tibos "Gehirnzellen" sind durch OPs realisiert, welche die Sensorsignale unterschiedlich verarbeiten können und direkt die Motoren ansteuern.
Die Besonderheit liegt in der variablen Schaltung, welcher als übersichtliche Experimentierplattform mit zahlreichen Steckplätzen (für Widerstände, Kondensatoren und Dioden) aufgebaut ist. Mit wenigen Handgriffen ist so die gesamte Topologie der Steuerung und damit tibos "Verhalten" grundlegend veränderbar.
Der mechanische Aufbau ist wie beim 3pi-Roboter mit robusten Metallgetriebemotoren realisiert.
Weitere Infos zum Bausatz findet ihr auf www.variobot.com/tibo.

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Soweit ich sehe wurden analoge Steuerungskonzepte für mobile Roboter hier noch nicht allzu oft diskutiert. Daher würde ich mich über Feedback und einen Erfahrungsaustausch zu diesem Thema freuen. :p Vielleicht besteht auch Interesse hier mal einen Testbericht über tibo zu schreiben.

Beste Grüße,
weti


http://www.youtube.com/watch?v=T0TjIUxzYwM&index=4&list=PL0s8b1UkI-WZCY5Ql3stpIwT1a4Lb0N4n
www.variobot.com

[White_Fox]

Auch wenn ich mir das Ding nicht kaufen würde: Ich finds gut.

Mir kommt es fast so vor, als vernichte die massenhafte Digitalbastelei jegliches Verständnis für Elektronik gerade bei Neulingen. Da ist so eine analoge Steuerung doch mal ein erfrischend anderes Konzept.

Und optish ansprechend finde ich es auch.

[Croal]

Hallo weti,
Der Tibo ist nett aber da bleibt nichts zum selbermachen und Programmieren oder erweitern. Ich Persöhnlich habe mir einen Roboter Bausatz angeschafft um Programmieren zu lernen und ich bin sicher vielen geht es so.
Als Konzept würde ich dir empfehlen einen Günstigen anfänger Modell zu entwerfen mit ein Atmega oder ähnliches und erweiterbar. Der Tibo hätte auch das Potenzial zusätzliche Decks drauf bauen zu können aber das sieht nach meine Meinung nach recht in sich geschlossen zu sein und keine freie Pins für erweiterungen.

[weti]

Hallo Croal,

Vielleicht wir tibo auch einmal modular mit einer Prozessorebene erweiterbar sein. Dass bei tibo nichts zum Selbermachen bleibt, stimmt aber so nicht: Die "Programmierung" findet halt nur auf einer anderen Ebene statt, nämlich direkt über die elektronische Schaltung, die für Profis sehr vielseitig erweiterbar ist. Programmierbare Roboter gibt es bereits in zig-facher Ausführung und das ist auch gut so. Nur hätte ich mir eine solche praktische Anwendung als Schüler auch für den Elektronik-Unterricht gewünscht.
Mit tibo kann man nun einen mobilen Roboter erstmalig mit variablen OP-Schaltungen steuern, damit kreativ experimentieren und diese verstehen lernen (siehe Anleitung auf www.variobot.com/downloads).

Und ganz nebenbei ermöglichen diese analogen Steuerungen komplex scheinende "Verhaltensmuster", die man von programmierbaren Robotern so nicht unbedingt kennt, sehr einfach zu realisieren. Es macht einfach Spaß tibos "Eigenleben" zu studieren und unter Einbezug der Umgebungsbedingungen versuchen zu interpretieren.

In diesem Video sieht man tibos Steuerung auf einem kleinen Fischertechnik-Roboter:

https://www.youtube.com/watch?v=WTZd4cMkUms&list=PL0s8b1UkI-WZCY5Ql3stpIwT1a4Lb0N4n&index=2

[ge6ge]

Hallo weti, ich finde deinen analogen Bausatz wirklich toll, insbesondere, da man mit Widerständen und Kondensatoren "programmieren" kann. Auch wäre das Ideal mit Kindern zu bauen.
(siehe meine Anfrage hier (https://www.roboternetz.de/community/threads/67009-Erfahrung-Linienverfolgerbausätze-für-Kinder)

Auch die Videos sind sehr vielversprechend.

Was mich aber vor einem spontanen Kauf zurückhält, ist folgendes:
- ich bin mir nicht sicher, ob dies dann wirklich bei mir oder den Kindern auch so funktioniert, wie es im Video gezeigt wirkt
- andererseits verstehe ich nicht, warum so hochohmige Widerstände (bis 10 MOhm) verwendet wurden. Ist aus meiner Sicht für ein robustes Design nicht so geeignet
- und 89€ sind für den Bausatz doch ne Menge Geld
- und dass ich bisher keinen Erfahrungsbericht gefunden habe

Schöne Grüße
Gerhard

PS: Jetzt habe ich doch einen Erfahrungsbericht (http://www.ciao.de/Getdigital_Roboterbausatz_Tibo__Test_9045220)gefun den

[Peter(TOO)]

Hallo,

- andererseits verstehe ich nicht, warum so hochohmige Widerstände (bis 10 MOhm) verwendet wurden. Ist aus meiner Sicht für ein robustes Design nicht so geeignet

- Da wäre der Stromverbrauch, die Batterie sollte möglichst lange durchhalten.
- Für Zeitkonstanten braucht man kleine Kondensatoren.
- Man spart sich eine Verstärkerstufe bei den Sensoren.

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

Hallo,

Mir kommt es fast so vor, als vernichte die massenhafte Digitalbastelei jegliches Verständnis für Elektronik gerade bei Neulingen. Da ist so eine analoge Steuerung doch mal ein erfrischend anderes Konzept.

Bis in die 70er Jahre wurden komplexe Aufgaben mit Analog- oder Hybridrechnern gelöst.
Ein Hybridrechner bestand aus einen Analogrechner welcher über DAC von einem Digitalrechner gesteuert wurde und die Resultate über ADC ausgelesen hat.

Für eine Integral- oder Differential-Funktion braucht man da nur einen Widerstand, einen Kondensator und etwas Zeit.

Und nicht zu vergessen woher der Name Operationsverstärker kommt, das waren die CPUs der Analogrechner. Zudem waren da Rechner mit vielen Kerne schon üblich ;-)
Programmiert wurde mit Widerständen, Kondensatoren und Drähten auf Steckbrettern, welche dann zum Rechnen in ein Rack eingesetzt wurden.

MfG Peter(TOO)

[weti]

Hallo Gerhard,

vielen Dank für Deinen Beitrag!
Meiner Meinung nach ist tibo auch, aber nicht nur für Kinder gut geeignet, um sie für Technik zu begeistern und vom Bildschirm weg zubekommen!

Deine Frage bzgl. der hochohmigen Widerstände hat bereits Peter(TOO) sehr gut beantwortet.
Der Stromverbrauch ist bei kleineren Widerständen das kleinste Problem (tibo fährt übrigens mit einer Batterie/Akku-Ladung bis zu 50 Stunden!).
Damit aber die Sensorsignale auch bei wenig Licht bzw. kleinen Strömen ausreichen und für die gewünschten Zeitkonstanten keine riesigen Kondensatoren benötigt werden, sind die Widerstände zwischen 1 und 10 MOhm gewählt. Damit arbeite ich nun an die 15 Jahre - zwischenzeitlich sogar mit Werten bis zu 100 MOhm, je nach OP-Typ.

"ob dies dann wirklich bei mir oder den Kindern auch so funktioniert, wie es im Video gezeigt wird ?"
Im Prinzip auf jeden Fall! Das spannende ist, dass 2 tibos mit gleicher Steuerung aufgrund ihrer Empfindlichkeit (die auch einstellbar ist) und der Toleranzen der Fototransistoren in der selben Umgebung nie exakt das Selbe machen. Und dennoch kann man alles über die variable Steuerschaltung und die Potis beeinflussen. Das machte es meiner Meinung nach so reizvoll.

Mir ist bewusst, dass es billigere Bausätze gibt. Aber so wie bei allen Produkten, ist das eine Frage der Ansprüche an die Qualität. tibo verwendet z.B. langlebige und stromsparende Metallgetriebemotoren die zuverlässig einzubauen sind, sehr robuste Räder und ein richtiges Kugelrad als drittes "Standbein". Insofern ist vom mechanischen Aufbau her eher ein Vergleich mit dem 3pi Roboter von Pololu angebraucht. Der 3pi wird aktuell ca. zwischen 93 und 100 € angeboten. Die große Anzahl der Steckplätze ist schließlich auch ein Kostenpunkt, den digitale Roboter nicht aufweisen.

Mir war es wichtig, ein nachhaltiges Produkt zu entwickeln, mit dem man nicht nur 1 oder 2 Steuerschaltungen aufbaut und damit etwas rumspielt, sondern die Schalten wie sie in der Anleitung erklärt sind mit fortschreitendem Kenntnisstand individualisieren und eigene Ideen einfließen lassen kann.

Übrigens habe ich soeben diese Crowdfunding-Kampagne für die Realisierung meiner Roboterspinne "spido" gestartet: www.startnext.com/variobot-spido
Hier könnt Ihr jetzt die Spinne quasi vorbestellen oder z.B. einen der Workshops in Hannover, Berlin oder Karlsruhe besuchen. Ich würde mich freuen, den einen oder anderen unter euch dort zu treffen.

Schöne Grüße,
Tino