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Roboter Blockschaltbild

Autonome Mobile Roboter sind vielseitig. Aber die meisten lassen sich mit einem gemeinsamen Blockschaltbild beschreiben. Dabei wird auch klar, dass die Umwelt in der der Roboter sich bewegt in das Blockschaltbild einbezogen werden kann und dass der Roboter nur zusammen mit seiner Umwelt eine eigenständige Funktionsweise ausüben kann.



Ein autonomer mobiler Roboter bewegt sich selbstständig in seiner Umgebung und erfüllt eine mehr oder weniger sinnvolle Aufgabe. Dazu werden Dazu benötigt er viele verschiedene elektronische Schaltungen, die sich in vier Kategorien einteilen lassen können:


  • Sensoren
  • Aktoren
  • Kontrolleinheit
  • Spannungsversorgung


Abbildung 1 zeigt die Blöcke, wie sie zusammengeschaltet werden.

Roboter Blockschaltbild einfach
Bild 1: Roboter mit Sensoren und Aktoren

Sensoren

Die Sensoren erfassen die Umgebung und liefern der Kontrolleinheit relevante Informationen, die benötigt werden um die Lage und Position des Roboters in der Umgebung zu bestimmen. Beispiele für Sensoren sind: Kameras, Distanzsensoren, Lichtsensoren wie LDR’s, Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren, Kontaktsensoren oder Empfänger für optische Leitsignale.

Kontrolleinheit

Die Kontrolleinheit wertet die Sensorinformationen aus und fällt Entscheidungen, wie auf die erfasste Umwelt zu reagieren ist. Entsprechend veranlasst sie die Aktoren, sich situationsbedingt zu verhalten und Aktionen auszuführen. Für die Kontrolleinheit wird in der Regel ein Mikrocontrollersystem verwendet. Bei einfachen Spielzeugrobotern kann auch mal fest verdrahtete Logik zum Einsatz kommen.

Aktoren

Die Aktoren bewegen den Roboter und seine Elemente. Neben dem Antrieb zählen zu den Aktoren auch Roboterteile wie Greifarme, schwenkantriebe von Sensoren, Beleuchtung, Lautsprecher, Servomotoren und alle anderen mechanischen Teile, die der Roboter benötigt um seine Aufgabe auszuführen.

Spannungsversorgung

Bei mobilen Robotern ist die Spannungsversorgung meistens ein Akku und die Spannungsregler.

Die Umgebung im Zusammenspiel mit dem Roboter


Bei einem Roboter, der mit seiner Umgebung interagiert kann die Umgebung als Teil der Funktionsblöcke dargestellt werden. Die Umgebung wirkt mit ihren Einflüssen auf die Sensoren ein und erzeugen die Sensorinformationen. Wenn die Kontrolleinheit die Sensordaten auswertet erteilt sie den Aktoren Kommandos, die die Lage des Roboters in der Umgebung verändern. Zum Beispiel, indem sie den Roboter in Bewegung setzen oder einen Richtungswechsel veranlassen. Oder die Aktoren verändern die Umgebung, zum Beispiel, indem sie ein Objekt aus der Umgebung aufsammeln.

Roboter Blockschaltbild mit Umgebung
Bild 2: Roboter mit Sensoren und Aktoren in seiner Umgebung

Diese Veränderung der Umwelt oder die Veränderung der Roboterposition wird von den Sensoren wiederum durch Ihre Wahrnehmung der Umwelt festgestellt. So entsteht ein elektromechanischer Funktionskreis in dem Roboter und Umwelt sich gegenseitig beeinflussen.
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Roboter Blockschaltbild einfach
Bild 1: Roboter mit Sensoren und Aktoren
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Roboter Blockschaltbild mit Umgebung
Bild 2: Roboter mit Sensoren und Aktoren in seiner Umgebung

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