C4K: PY-15 RoCar Linienfolger +

Inhalt

In diesem fortgeschrittenen Workshop wird aus einem einfachen Linienfolger ein schneller und ruhig fahrender Roboter. Zunächst werden die beiden Liniensensoren des Roboterfahrzeugs kalibriert, damit sie die Strecke zuverlässig erkennen. Anschließend berechnet das Programm aus den Messwerten, wie weit das Fahrzeug von der Linienmitte abweicht.

Statt bei jeder Abweichung gleich stark zu lenken, bestimmt der Roboter eine passende Lenkkorrektur: Je weiter er von der Linie entfernt ist, desto stärker werden die Geschwindigkeiten des linken und rechten Motors angepasst. Dieser Ablauf aus Messen, Berechnen und Korrigieren wird fortlaufend wiederholt und bildet die Grundlage einer proportionalen Regelung.

Beim Testen auf der Strecke werden Geschwindigkeit und Stärke der Korrektur schrittweise abgestimmt. Zusätzlich werden Messwerte geglättet, um kleine Schwankungen und Störungen zu reduzieren. So lässt sich beobachten, wie die Einstellungen das Fahrverhalten beeinflussen und wie der Roboter auch bei höherem Tempo möglichst stabil auf der Linie bleibt.

Erweiterungen

• eine breite schwarze Markierung erkennen und das Fahrzeug dort automatisch stoppen
• die benötigte Rundenzeit messen und auf dem micro anzeigen

Lernziele

• kalibrieren, wie die Liniensensoren an die Eigenschaften einer Strecke angepasst werden
• berechnen, wie aus den Messwerten beider Sensoren die Abweichung zur Linie entsteht
• anwenden, wie eine proportionale Regelung die Stärke der Lenkkorrektur bestimmt
• steuern, wie unterschiedliche Motorgeschwindigkeiten das Fahrzeug zurück auf die Linie führen
• glätten, wie mehrere Messwerte zusammengeführt werden, um Störungen zu reduzieren
• erklären, wie Sensoreingaben, Regelabweichung und Programmlogik das beobachtbare Fahrverhalten beeinflussen