Simple Car – Ultraschall

Erweitern Sie Ihr Simple Car mit dem Ultraschallmodul! Schließen Sie es an Ihren vorhandenen Bausatz an und lernen Sie, wie Sie mit dem Ultraschallsensor Hindernisse erkennen und das Fahrzeug so programmieren, dass es ihnen automatisch ausweicht – eine tolle Ergänzung für die praktische Entwicklung von logischem Denken, Algorithmisierung und Programmierung.
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Beschreibung

Ultrasound ist ein Erweiterungsmodul für Simple Car, das die Hinderniserkennung mithilfe eines Ultraschallsensors ermöglicht. Dank dieses Sensors kann das Fahrzeug Objekte in seiner Umgebung erkennen und darauf reagieren – zum Beispiel anhalten oder die Richtung ändern, ohne dass manuell gelenkt werden muss. Schließen Sie das Modul einfach an die Fahrzeugbasis an und schon ist es bereit für die intelligente Hindernisvermeidung.

Ultraschall erweitert die Möglichkeiten für lehrreiche und unterhaltsame Projekte – von der Simulation autonomen Fahrens bis zur Erkundung unbekannter Räume. Es eignet sich sowohl für absolute Anfänger, die die Grundlagen der Sensortechnologie erlernen möchten, als auch für fortgeschrittene Benutzer, die komplexere Algorithmen und Verhaltensweisen erstellen möchten.

Komponenten


BBC MICRO:BIT V2.2

Einfaches Auto

Ultraschallsensor

Dupont-Draht 20 cm

US-016-Verkabelung

Der Ultraschallsensor wird über die Pins 3,3 V und GND der Erweiterungsplatine mit Strom versorgt . Anschließend muss der Ausgang des Ultraschallsensors (Pin Out) mit dem analogen Eingang des micro:bit verbunden werden. In diesem Fall wurde Pin P2 gewählt.

MB2

MB3

Ultraschall2_mb3

Anschluss (TRIG und ECHO)

Der Ultraschallsensor wird über die Pins 3,3 V und GND der Erweiterungsplatine mit Strom versorgt . Zusätzlich müssen je ein Pin für Sender (Trig) und Empfänger (Echo) angeschlossen werden. In den folgenden Programmen verwenden wir die Pins P14 (Echo) und P15 (Trig).

MB2

Ultraschall_mb2

MB3

Ultraschall_mb3

Programme

Die Programme unterscheiden sich wiederum je nach Ultraschallsensortyp. Eine weitere Unterteilung erfolgt nach der verwendeten Erweiterungskarte. Die MB1-Karte ist mit einem integrierten LED-Streifen ausgestattet, der sich hervorragend zur Anzeige der vom Sensor gemessenen Distanz eignet.

Im Prinzip sind die Programme jedoch gleich, sie unterscheiden sich lediglich in der Verwendung der Neopixel-Bibliothek für den LED-Streifen.

Sensor US-016

Grundprogramm

Das Programm in der Schleife misst den Abstand des Objekts zum Ultraschallsensor. Ist dieser Abstand größer als 10 cm, fährt der Panzer vorwärts. Andernfalls stoppt er.

Erweitertes Programm

Dieses Programm arbeitet bereits mit variabler Geschwindigkeit. Basierend auf der gemessenen Strecke stellt es die Tankgeschwindigkeit auf die Variable „Geschwindigkeit“ ein. Durch Ändern der Werte der Konstanten DIST_MIN oder DIST_MAX lässt sich der Messbereich anpassen.

Gängige Sensoren (TRIG und ECHO)

Grundprogramm

Gleiche Funktion wie das Programm für die MB1-Platine, nur ohne LED.

Erweitertes Programm

Gleiche Funktion wie das Programm für die MB1-Platine, nur ohne LED.

Aufgaben

Aufgabe 1: Gehorsames Fahrzeug

Machen Sie Ihr Simple Car zu einem verspielten Wesen. Kehren Sie die Stop-and-Go-Logik um, sodass es, sobald es ein Hindernis vor sich erkennt, direkt hinterherfährt. Steuern Sie das Fahrzeug beispielsweise per Handbewegung: Nähert es sich, fährt es hinterher, entfernt es sich, stoppt es.

Aufgabe 2: Sicheres Fahrzeug

Erstellen Sie ein Programm, mit dem das Fahrzeug Hindernissen ausweichen kann. Wenn es ein Hindernis vor sich erkennt, stoppt es, biegt zur Seite ab und fährt weiter. Stellen Sie die Kurve so lang ein, dass das Fahrzeug dem Hindernis tatsächlich ausweichen kann.

Aufgabe 3: Roboterstaubsauger

Simulieren Sie das Verhalten eines Roboterstaubsaugers. Das Fahrzeug fährt vorwärts und stoppt, wenn es auf ein Hindernis trifft, setzt zurück und dreht sich um einen zufälligen Winkel, um in eine andere Richtung weiterzufahren. Verwenden Sie den Block „Zufallszahl“ aus der Mathematikbibliothek, um eine zufällige Richtung zu generieren.

Aufgabe 4: Patrouillieren

Planen Sie eine Route, die das Fahrzeug automatisch fährt, bis es auf ein Hindernis trifft. Reagieren Sie dann – zum Beispiel indem Sie umdrehen und in eine andere Richtung weiterfahren. Dies simuliert ein einfaches Streifenfahrzeug, das seinen Weg selbstständig findet.

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