Jugend forscht Kapitel 1

Ultraschall-Sensor, Prozessor, Infrarotempfänger und zwei Datenspeicher - diese Teile machen das Herzstück
meines Fahrzeugs aus. Fahrerlos steuert das Gefährt ein mittels Fernbedienung vorgegebenes Ziel an und weicht
dabei Hindernissen aus, ohne sie zu berühren. In größerem Maßstab gebaut, könnte es als Arbeits-, Rettungs-,
oder Transportfahrzeug in für Menschen gefährlichen Gebieten eingesetzt werden.

Gliederung:

1 Einleitung

2 Ein intelligentes Fahrzeug

3 Hauptteil
3.1 Der Mikrocomputer
3.1.1 Die Schaltung
3.2 Der Adreßdekoder
3.3 Das Display
3.4 Der Ultraschall-Abstandsmesser
3.5 Der Rotor mit dem Parabol
3.5.1 Der Parabolspiegel
3.6 Der Antrieb
3.6.1 Schrittmotorsteuerung
3.7 Infrarotschnittstelle
3.8 Das Programm
3.8.1 Beispiel eines Programms

4 Ergebnis

5 Quellenangaben

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Einleitung

In der heutigen Technik ist Steuer- und Regelungselektronik kaum noch wegzudenken. Die elektronische
Digitaltechnik und das ständige Sinken der Preise hat Elektronik aber erst interessant gemacht. Ver-
suchsaufbauten und kleine Schaltungen sind mittels der Digitaltechnik in kürzester Zeit ralisiert. Man kann
Elektronik schon fast mit LEGO-Spielzeug vergleichen: damit etwas Sinnvolles dabei herauskommt muß man
nur noch die Bauteile richtig zusammensetzen, und Bauteile gibt es genug.

Doch irgendwann reicht die einfache Digitaltechnik für komplexere Steuerungen nicht mehr aus. In diesem Fall
muß als künstliche ,Intelligenz" ein Computer eingesetzt werden. Da ein Personalcomputer für einfache
Steuerungen jedoch zu aufwendig ist, wird auf eine praktisch abgespeckte Version zurückgegriffen. Wenn man
z.B. bei einem Computer Tastatur, Laufwerke, Monitor und deren Treiber ausbauen würde, bliebe nur die
eigentliche ,,Intelligenz" übrig. Sie besteht aus einem Prozessor, einem Befehlsspeicher (ROM) und einem
Datenspeicher (RAM). Diese minimalen Systeme werden zu komplexen Steueraufgaben verwendet. Man
spricht jetzt nicht mehr von Computern, sondern von Controllern.
Ich habe für Jugend forscht ein mikrocontrollergesteuertes Fahrzeug entwickelt, das in der Lage ist, eine
gesendete Zielkoordinate zu erreichen und dabei Hindernissen völlig selbständig auszuweichen, ohne sie zu
berühren. Es verwendet als Sensor einen von mir entwickelten Ultraschall-Abstandmesser, der zentimetergenau
den Abstand zu den verschiedensten Gegenständen ermittelt.
Wer meint, meine Arbeit wäre nur Spielerei, der irrt sich. Man stelle sich das Fahrzeug nur einmal etwas größer
vor. Es könnte vielleicht mit einem Panzerketten-Antrieb ausgerüstet und zu den verschiedensten Aufgaben
eingesetzt werden.
Man könnte ein solches Gerät zum Beispiel als Rettungs- oder Arbeitsfahrzeug in verstrahlten oder
explosionsgefährdeten Gebieten einsetzen. Oder es transportiert vielleicht Lebensmittel und Medikamente durch
Kriegsgebiete, da es sich auch in absoluter Dunkelheit noch zurechtfinden würde.
Das Bewachen von Geländen könnte es auch übernehmen, indem jeder Punkt des Geländes gespeichert und
überprüft wird. Oder man stellt sich das Fahrzeug mit Reinigungsbürsten vor, wie es gerade den Schulhof putzt
und dabei geschickt allen Hindernissen ausweicht.
Zudem braucht es nur elektrischen Strom und ist damit zum einen sehr leise und zum anderen
umweltfreundlich, wenn es solarbetrieben wird.