Jugend forscht Kapitel 2

Fahrerlos zum Ziel
Mikrocontrollergesteuertes Fahrzeug mit Ultraschall-Sensorik
1993 von Holger Buß
2.Platz Bundesausscheidung Technik

2.
Ein intelligentes Fahrzeug...

Betrachtet man die Zeichnung, kann man sich ein Bild vom Aussehen des Fahrzeugs machen.

Die Elemente des Fahrzeugs:

1:Ultraschall-Wandler 2:Infrarotsender und -empfänger für Rotornullpunkt 3:Schrittmotor mit Treiber für den Rotor 4:Schrittmotor mit Übersetzung 4/1 zum Antriebsrad 5:Schnittstelle zur Spannungsversorgung 6:LC-Display 7:Controllerboard 8:Infrarotempfänger 9:Schnittstelle zwischen Controller und Treiberplatine 10:Abstandsanzeige 11:Adreßdecoderplatine 12:Platine für Ultraschall-Abstandsmesser und Infrarotauswertung (nicht sichtbar) 13:Schallreflektor 14:Piezo-Beeper 15:Stützrad

Schaltet man das Gerät ein, dann meldet es sich zuerst mit drei Beep-Tönen, der Rotor dreht sich in die
Nullposition, schwenk dann wieder nach vorn und mittels des LC-Displays wird man zum Senden eines Befehls
aufgefordert. Unter Befehl versteht das System das Betätigen einer der 44 Tasten der Infrarotfernbedienung.
Man kann so da Fahrzeug selbst fernlenken, indem man die verschiedenen Befehle für Drehen und Vorfahren
direkt sendet. Soll es sich jedoch selbständig zu einer Zielkoordinate bewegen, dann muß als Befehl die Taste
,,MEMO" betätigt und dann die Koordinate gesendet werden.
Als Ausgangspunkt betrachtet der Control1er die Koordinate X:500 / Y:0, die in Zentimetern unterteilt ist.
Durch das Festlegt der X-Ausgangskoordinate auf 500 vermeide ich das Übertragen negativer Zahler. Wenn das
Ziel also z. B. 80cm vor und 20cm rechts neben dem Fahrzeug ist, so muß die Zielkoordinate 520/080 gesendet
werden.

Jetzt versucht das Fahrzeug die Zielkoordinate, durch geschicktes Ausweichen von Hindernissen, zu erreichen.
Dabei geht es immer nach dem programmierten Schema vor. Es ist ihm zwar nicht möglich, aus einem sehr
komplizierten Labyrinth zu entkommen, doch für Hindernisse und Sackgassen reicht es.
Mittels des Rotors kann das Gerät auch die Abstände zu Hindernissen messen, die sich neben ihm befinden. Der
gemessene Abstand erscheint unmittelbar auf der dreistelligen Anzeige an der Seite des Fahrzeugs. Nur durch
dieses Ultraschall-System ist es dem Controller möglich, sich ein Bild von seiner Umwelt zu machen.
Es ist noch zu bemerken, daß es sich nur in X- oder Y-Richtung bewegt, nie diagonal. Durch Einsetzen eines
anderen Programms währe dies selbstverständlich möglich, doch ich habe mein Programm nicht dafür
ausgelegt, da es nicht zu groß und zu kompliziert werden sollte.
In den folgenden Teilen wird die Elektronik und Mechanik weitgehend erklärt. Ich habe jedoch auf eine
ausführlichere Schaltungsbeschreibung des Controllers verzichtet, da das den Rahmen meines Berichts sprengen
würde.