Asuro-Bausatz

Einleitung

Der Asuro wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (kurz: DLR) entwickelt. Asuro steht für Another Small and Unique Robot from Oberpfaffenhofen (auf Deutsch: ein weiterer kleiner einzigartiger Roboter aus Oberpfaffenhofen). Er besteht aus 127 Teilen und kann gewöhnlich in 6 bis 10-stündiger Lötarbeit zusammengebaut werden. Anschließend wird der Asuro mit der Progammiersprache „C“ programmiert. Wichtig dabei ist, sich nicht vom Zusammenbau abschrecken zu lassen. Für einen erfahrenen Bastler ist die Konstruktion ein Kinderspiel, aber auch ambitionierte Anfänger sollten keine Probleme haben, da eine sehr detailreiche Lötanleitung zur Verfügung steht. Ein Bausatz kostet im Handel ca. 50 € und gehört damit zu den günstigeren Modellen in der Robotertechnik.

Technik

Der 28-polige Mikrocontroller (Atmel ATMEGA 8L-8Pi) mit einer Taktfrequenz von 8MHz, 8 kByte Flash Memory und 512 Byte EEPROM bildet das "Gehirn" des Roboters (Datenblatt). Von hier aus werden alle Abläufe koordiniert. Die Eingänge (zum Beispiel Tast- oder Lichtsensoren) werden, wie bei allen Robotern, vom Mikrocontroller verarbeitet und abhängig von der Programmlogik zu Ansteuerbefehlen für die Ausgänge (Antriebe, LED) verarbeitet. Die Kommunikation mit dem Computer wird über eine serielle Schnittstelle ermöglicht. Um unnötigen Kabelsalat und Steckverbindungen zu vermeiden besitzt der Asuro eine Infrarot-Schnittstelle. Über diesen Infrarot-Tranceiver wird der Programmcode zum Asuro geschickt. Dieser empfängt das Signal und leitet es an den Mikrocontroller weiter.

Neben den „Standardsensoren“ wie Tast- und Lichtsensoren (siehe RCX) kann man den Asuro mit verschiedenen Sensoren mittels einer kleinen Zusatzplatine erweitern. Um zum Beispiel die Neigung zu messen, kann man einen mehrachsigen Beschleunigungssensor mit dem Asuro verwenden. Dieser ist wegen seiner geringen Baugröße und Robustheit sehr beliebt. Bei diesen Sensoren wird eine sehr kleine träge Masse durch Beschleunigungen aus ihrer Nulllage ausgelenkt. Diese sehr kleinen Verschiebungen werden gemessen und lassen mittels des Newton’schen Kraftgesetzes F = m * a auf die Beschleunigung schließen. Bei nur langsam bewegten Körpern kann man davon ausgehen, dass die gemessene Beschleunigungsrichtung mit der Erdgravitationsrichtung übereinstimmt.

Der verwendete Beschleunigungssensor auf der Zusatzplatine ist ein zweiachsiges Modell (ADXL203) von Analog Devices mit einem Messbereich von 1,7 g (1,7-fache Erdbeschleunigung) in alle Messrichtungen (Datenblatt). Die Ausgangsspannungen des Sensors sind proportional zur gemessenen Beschleunigung, wobei in diesem Fall die Messspannung mit dem Faktor 1 V/g skaliert werden muss, um die physikalische Einheit zu berechnen.

Ausstattung

• Erforderlich: Lötkolben, Lötzinn, Zange, Metallsäge, Schmirgelpapier, Klebstoff und einen PC mit seriellem Anschuss. Hinweis: Die Materialien werden von der TUHH gestellt.
• Vorhanden: 2 Lichtsensoren, 6 Tastsensoren, 2 Lichtschranken, 2 Motoren, 4 LED, Batteriehalter für 4 AAA-Batterien, 8-Bit Mikrocontroller (ATmega8), Infrarot-Schnittstelle, Platine
• Erweiterungen: Die Licht- und Tastsensoren können beliebig ausgetauscht werden und durch andere Sensoren ersetzt werden (beispielsweise durch Lage-, Temperatur-, Ultraschall-, Schallsensoren oder eine Kamera)

Bauanleitung

Eine ausführliche Bauanleitung, Programmierhilfe sowie sonstige hilfreiche Tools sind auf der Homepage des Herstellers erhältlich (Bauanleitung).

Programmierung

Zur Programmierung des Asuros wird meist die Programmiersprache „C“ verwendet. Als Programmierumgebung kommt in den TUHH-Kursen AVR-Studio zum Einsatz. AVR-Studio wird kostenlos vom Mikrocontrollerhersteller ATMEL zur Verfügung gestellt (Download AVR-Studio).

Die Programmiersprache C ist eine so genannte imperative Programmiersprache. Das heißt, dass ein Programm als definierte Folge von Befehlen nacheinander abgearbeitet wird. Objektorientierte Sprachen wie C++ und Java orientieren sich an der grundlegenden Syntax von „C“. Deshalb ist ein Erlernen dieser Sprache als Einstieg sehr sinnvoll.