Bausatz: Elegoo Robot Mini Car

Elegoo Robot Mini Car

Dieser Bausatz war als Geschenk für ein 10-jähriges Kind gedacht und ist mehr als nur ein ferngesteuertes Auto. Zufällig entdeckte ich dieses Kit bei Amazon (leider momentan nicht mehr verfügbar) und bestellte es sofort, da es nicht nur einen guten ersten Eindruck durch sein Holzchassis als auch interessante Möglichkeiten zur Ergänzung und Programmierung versprach.

Bausatz

Bausatz Elegoo Robot Mini Car in der Originalverpackung
Abb.: Bausatz "Elegoo Robot Mini Car" in der Originalverpackung
Bausatz Elegoo Robot Mini Car in der Originalverpackung
Abb.: Auf der Seite der Verpackung wird das fertige Vehikel sowie die offiziellen Kanäle in sozialen Medien angegeben.
Bausatz Elegoo Robot Mini Car in der Originalverpackung
Abb.: Auf einer Seite der Verpackung kann man die wichtigsten Funktionen und Spezifikationen sehen
Bausatz Elegoo Robot Mini Car in der Originalverpackung
Abb.: Auf einer Seite der Verpackung ist der Hersteller (Elegoo Technology Ltd. / China) angegeben.
Inhalt des Bausatzes
Abb.: Der Inhalt des Bausatzes wirkt verhältnismäßig hochwertig und ist übersichtlich und gut beschriftet in verschiedene Kunststoff-Beutel verpackt.
Vorlagen für Sperrholz-Chassis
Abb.: Vier Sperrholzplatten mit vorgeschnittenen (Laser-Cutter) Profilen bilden die Einzelteile des späteren Auto-Chassis.

Elektronik

Das Herzstück des Roboters ist ein Arduino Nano v4, der die gesamte Steuerung übernimmt. Die Software für die beschriebenen Betriebs-Modi ist schon fertig auf den Chip geladen, so dass der Bausatz nur zusammengebaut und der Akku geladen werden muss.

Steuerungs-Platine mit Arduino Nano und Bluetooth-Modul
Abb.: Kernstück des Roboters ist eine Platine mit Arduino Nano v4 als Mikrokontroller (rechts oben), einem Bluetooth-Modul (links unten), einem Buzzer, entlichen WS2812B-LEDs und einer USB-Ladeeinheit für den mitgelieferten LiPo-Akku.
Bluetooth-Modul
Abb.: Detailansicht des Bluetooth-Moduls mit gedruckter Antenne
Arduino Nano v4
Abb.: Detailansicht der Platine mit Arduino Nano v4 und Mikro-USB-Programmierbuchse.
Buzzer und WS2812B-LED
Abb.: Detailansicht der Platine mit Buzzer und WS2812B-LED
Infrarot (IR) Sensor
Abb.: Detailansicht der Platine mit Infrarot-(IR)-Sensor zur Hindernis-Erkennung
WS2812B-LED
Abb.: Detailansicht der Platine mit WS2812B-LED
Lade-Elektronik für den LiPo
Abb.: Detailansicht der Platine mit Lade-Elektronik (IC TP4056) für den LiPo.

Zusammenbau

Die Bau-Anleitung für das Elegoo Robot Mini Car ist recht gut und übersichtlich gestaltet und liegt sowohl in gedruckter Form und englischer Sprache bei, ist aber auch online in anderen Sprachen erhältlich. Kinder können zwar die Schritte leicht verstehen, aber sollte ein Erwachsener helfen, denn manche Holzverbindungen sind etwas schwergängig und verlangen ein wenig Geschickt, so dass nichts zu Bruch geht.

Mitgelieferter Schraubenzieher
Abb.: Ein netter Bonus ist der mitgelieferte, kleine Schraubenzieher, der sogar magnetisch ist. Es kann für alle Schrauben des Bausatzes verwendet werden.
Übriggebliebene Ersatzteile
Abb.: Sehr erfreulich ist, dass nach dem Zusammenbau des Roboters einige Ersatzteile zurückgeblieben sind.
Zusammengebautes Elegoo Robot Mini Car
Abb.: Der Zusammenbau des Roboters dauert ca. 30 Minuten und verläuft ohne Probleme. Hinweis: Alle Steckverbindungen doppelt prüfen, dass sie sowohl mit der richtigen Buchse verbunden sind, als auch richtig sitzen und nicht herausrutschen können!
Zusammengebautes Elegoo Robot Mini Car
Abb.: Zusammengebautes Elegoo Robot Mini Car von vorne.
Erweiterungsplatine des  Elegoo Robot Mini Car
Abb.: Detailansicht der Erweiterungsplatine auf dem Dach des Vehikels
Erweiterungsplatine des  Elegoo Robot Mini Car
Abb.: Anschlüsse der Erweiterungsplatine
Seitliche Buchsen und Bedienknöpfe
Abb.: Seitliche Buchsen und Bedienknöpfe
Betriebsschalter und Programmierbuchse (Mikro-USB)
Abb.: Betriebsschalter und Programmierbuchse (Mikro-USB)
Laden des LiPo
Abb.: Vor dem ersten Betrieb sollte der mitgelieferte LiPo-Akku über die Mikro-USB-Schnittstelle zunächst vollständig geladen werden.
- rote LED: Akku lädt.
- gelbe LED: Akku aufgeladen.

Betrieb und Anschlüsse

Betriebsschalter und Buchsen

Hinweise

Vorprogrammierte Funktionen

Modus 1: Line-Tracking

Nach dem Anschalten es Mini-Car einmal den Modusumschalt-Knopf drücken. Die beiden RGB-LEDs an der Vorderseite des Fahrzeugs leuchten grün und zeigen damit an, dass der Line-Tracking-Modus aktiviert ist. Das Fahrzeug sollte dann auf einer schwarzen Linie (~2cm breit) platziert werden und es fährt dann automatisch dieser Linie entlang.
Für den D2-1 Tracking Car hatte ich schon einige Vorlagen zur Erstellung eines Linienplans zur Verfügung gestellt; diese können dann zu einem größeren Plan zusammengelegt werden, um längere und/oder schwierigere Strecken zu bauen.

Mitgelieferter Line-Track
Abb.: Auf der Rückseite der faltbaren Bedienungsanleitung befindet sich ein ausgedruckter Linienplan (Line-Track), der für erste Versuche verwendet werden kann.
Video: Das Elegoo Robot Mini Car fährt im Line-Tracking-Modus

Modus 2: Hindernis-Vermeidung

Ein zweites Drücken auf den Modusumschalt-Knopf lässt die beiden RGB-LEDs gelb aufleuchten und der Hindernis-Vermeidungs-Modus ist aktiviert. Da Fahrzeug fährt dann sofort automatisch geradeaus los, bis es innerhalb von 10cm vor sich ein Hindernis erkennt. Dann versucht es, dies zu Umfahren.
Da Hindernisse mit einem IR-Sensor und einer IR-LED erkannt werden sollen, gab es bei mir ziemliche Probleme schon beim Geradeausfahren, wenn normales Tageslicht oder helle Innenraumbeleuchtung auf das Fahrzeug fällt. In weniger gut beleuchteter Umgebung funktioniert zwar die Hindernis-Erkennung ganz gut, aber die Umfahrung ist nur zuverlässig, wenn das Hindernis (z.B. ein Schrank) direkt von vorne angefahren wird. Steuert das Fahrzeug das Hindernis in einem Winkel (<45°) an, dann bleibt es oft am Hindernis hängen. Hier könnte einer Erweiterung mit einem Ultraschall-Modul oder mehreren IR-Sensoren helfen.

Modus 3: Automatisches Folgen

Ein drittes Drücken auf den Modusumschalt-Knopf lässt die beiden RGB-LEDs blau aufleuchten und der Modus für automatisches Folgen ist aktiviert. Hierbei soll das Fahrzeug einem Objekt folgen, welches sich innerhalb von 10cm vor ihm befindet.
Dies funktioniert zwar recht zuverlässig, aber da es nur einen IR-Sensor auf der Vorderseite des Fahrzzeugs gibt, kann in diesem Modus nicht erkannt werden, ob das Objekt eine Kurve macht und somit bleibt das Fahrzeug stehen, wenn das vorrausfahrende Objekt abbiegt oder aus dem Bereich des Sensors gerät.

Modus 4: Explorer

Ein viertes Drücken auf den Modusumschalt-Knopf lässt die beiden RGB-LEDs weiß aufleuchten und der Explorer-Modus ist aktiviert. Wenn das Fahrzeug auf einen hellen Tisch gestellt wird, dann fährt es automatisch los und vermeidet Hindernisse innerhalb von 10cm. An Tischkanten stoppt es automatisch.
Ich habe diesen Modus nur auf dem mitgelieferten, gedruckten Linienplan ausprobiert und es scheint recht gut zu funktionieren. Innerhalb der schwarzen Linien bleibt das Fahrzeug sofort stehen und weicht aus, wenn es z.B. eine hochgeklappte Falte im Papier "sieht". Die Unterlage muss wirklich gleichmäßig hell sein, denn ein gemaserter Holztisch hat überhaupt nicht funktioniert, weil anscheindend die dunklen Holzmasern schon als Tischkante interpretiert wurden.

Modus 5: Standby

Ein fünftes Drücken auf den Modusumschalt-Knopf lässt die beiden RGB-LEDs erlöschen und der Standby-Modus ist aktiv, d.h. das Fahrzeug führt keine Aktionen mehr durch.

Bluetooth-Steuerung mit Smartphone

Um das Fahrzeug mit dem Smartphone (hier: Android) zu verbinden, sind folgende Schritt erforderlich (detaillierte Anleitung stellt der Hersteller zur Verfügung):

Das Fahrzeug kann nun entweder mit einem virtuellen Joystick manuell ferngesteuert werden oder die oben beschrieben Modi können nun auch per Smartphone geschaltet werden.

Visuelle Programmierung

Die App stellt auch die Möglichkeit der Fernprogrammierung des Fahrzeugs zur Verfügung. Dazu muss man in der App statt Druckkopfsteuerung auf Programmierung drücken und man bekommt eine visuelle Oberfläche, auf der man verschiedene Befehle in ein Programm zusammenfassen und anschließend an das Fahrzeug übermitteln kann.
Für Personen ohne spezielle Erfahrung und/oder Kinder ist dies eine wirklich gute Gelegentheit, hier in die Welt der Programmierung einzusteigen. Das folgende Programm soll den Modus 2: Hindernis-Vermeidung nachbilden und funktioniert fast besser als das Original. 😉

Programmierung der Mini Car über Smartphone App
Abb.: Selbst erstelltes Programm in der App zur Hindernis-Erkennung des Mini-Car

Links

Weiterführende Dokumentation und Hilfe

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