Programmieren lernen mit netzwerkfähigem Roboter

Ausbildung & Karriere EMBEDDED SYSTEMS

Bei Solectric ist der mBot2 Programmierroboter des chinesischen Unternehmens Makeblock erhältlich, der Sensorik, Motoren und ein KI-Steuerboard umfasst. Damit können junge Menschen, Lehrer und Tüftler spielerisch in die Themen Informatik, MINT, IoT, KI und blockbasiertes Coding einsteigen.



Kern des mBot2 ist der Mikrocontroller CyberPi mit integriertem Farbdisplay, Lautsprecher, Mikrofon, Lichtsensor, Gyroskop und RGB-Anzeige. Über WiFi- und das integrierte Bluetooth-Modul kann die Internet-Verbindung für Funktionen wie Spracherkennung, Sprachsynthese, LAN-Broadcast und das Hochladen von Daten in Google Sheets erfolgen.Der Spielzeugroboter zum Eigenbau ist erweiterbar und für 139 Euro (UVP inkl. MwSt.) erhältlich.


Kommunikation mit der Umwelt

Einer der Neuerungen im Vergleich zur Vorgängerversion ist die Netzwerkfähigkeit mit Hilfe des CyberPi Mikrocomputers. In Kombination mit dem mBlock-Codierungseditor ergibt sich eine praktische Lernhilfe für die Informatik und KI-Ausbildung. Lehrer haben die Möglichkeit, mit Google Classroom z.B. einen interaktiven Unterricht durchzuführen, bei dem mehrere mBot2 über das Internet miteinander kommunizieren. So lassen sich die Daten von verschiedenen Geräten sammeln, visualisieren und verarbeiten und erste Programmierungen für KI- und IoT (Internet of Things) -Anwendungen erlernen. 

Der CyberPi Controller mit 1,44-Zoll-Vollfarben-Display zur Anzeige von Daten, Bildern und anderen Informationen kann auch als Handheld-Gerät wie ein Game Controller oder Monitoring-Gerät eingesetzt werden. Der integrierte Speicher und das Betriebssystem ermöglichen es, bis zu acht Programme im Controller zu speichern und zu verwalten. 

Durch Verbinden mehrerer mBots2 entsteht ein lokales Netzwerk von Robotern, die untereinander kommunizieren, Informationen austauschen und Aufgaben ausführen. Sind die mBot2 mit dem Internet verbunden, können sie erweiterte Funktionen ausführen wie Spracherkennung, sich mit einer Cloud verbinden oder Wetterinformationen abrufen.

Die Steuerung der Rotation, Geschwindigkeit und Position der Räder und des Roboters erfolgen über das im CyberPi verbaute 3-Achsen-Gyroskop und den Beschleunigungssensor für die optischen Encoder-Motoren (die über ein Drehmoment von 1,5 kg-cm, eine max. Geschwindigkeit von 200 U/min und eine Erfassungsgenauigkeit von 1° verfügen).


Codieren lernen 

Der programmierbare Roboter hilft dabei, das Programmieren Schritt für Schritt durch interaktive Drag-and-Drop-Software zu lernen. Tutorials und Projektfälle helfen dabei, Programmiersprachen Scratch oder Arduino C zu verwenden. Die mBlock-Software ist kompatibel mit Windows, MacOS, Linux sowie Chromebook und unterstützt auch Android und iOS. Der Python Editor unterstützt mit Funktionen wie der intelligenten Autovervollständigung und Syntaxhervorhebung.


Erweiterung möglich 

Der mBot2 kann den Aktionsradius mit mehr als 60 mBuild-Modulen erweitern und bis zu 10 verschiedene Sensoren, Motoren, LEDs oder andere Komponenten gleichzeitig in Reihe schalten. In jedem Modul ist eine Micro-Controller Unit (MCU) eingebaut, wodurch die Module ohne ein vorheriges Trennen oder eine bestimmte Reihenfolge verbunden werden können.

Für sind optioale Zusatzpakete erhältlich, mit denen Programmieren, Robotik, Elektronik und Konstruktion gelehrt werden, während die Schüler durch praktisches Lernen interaktive Missionen programmieren und ausführen können. Der mBot2 ist mit einem 2.500mAh Akku im sog. mBot2 Shield ausgestattet, der sich über ein USB C-Kabel aufladen lässt. Das mBot2 Shield verfügt über zwei Anschlüsse für Encoder-Motoren, zwei Anschlüsse für Gleichstrommotoren und vier Anschlüsse für Servos. Einige der Servo-Anschlüsse können mit LED-Streifen und analogen/digitalen Arduino-Sensoren verbunden werden.

Fachartikel

Präzisions-Designs mit differenzieller Verstärker-Ansteuerung
Probleme und Lösungsansätze für IEEE 1588 Implementierungen
Kabellose Energieübertragung: Spulen als zentrale Bauelemente