Wie verwende ich Arduino, um einen kompletten Hindernisvermeidungsroboter zu entwerfen?

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Wir bauen einen hindernisvermeidenden Roboter mit Ultraschallsensor unter Verwendung von Arduino. Dies ist ein gängiger, anfängerfreundlicher Ansatz mit einem guten Gleichgewicht zwischen Einfachheit und Effektivität.

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📋 1. Benötigte Komponenten:

Elektronik:

🧠 Arduino Uno (oder kompatibler Mikrocontroller)
📡 Ultraschallsensor (z.B. HC-SR04)
🔌 Motortreiber-Modul (L298N)
🚗 2 Gleichstrommotoren mit Rädern
🔄 Stützrad (für Balance)
🔋 Batteriepack (9V oder 12V)
📦 Chassis/Gehäuse-Set
🪛 Breadboard und Jumperkabel

Optional:

⚡ Ein-/Ausschalter
🔊 Summer (für akustische Signale)
💡 LEDs (zur Statusanzeige)

🛠️ 2. Schaltplan und Verbindungen:

Ultraschallsensor (HC-SR04):

VCC: 5V am Arduino
GND: GND am Arduino
Trigger-Pin: Digitaler Pin 9
Echo-Pin: Digitaler Pin 10

Motortreiber (L298N):

IN1 & IN2 (Motor 1): Digitaler Pin 4, 5
IN3 & IN4 (Motor 2): Digitaler Pin 6, 7
ENA & ENB: An PWM-Pins anschließen (z.B. 3, 11)
VCC: Batterie Pluspol
GND: Batterie Minuspol & Arduino GND

Gleichstrommotoren:

Motor 1: Linkes Rad
Motor 2: Rechtes Rad

💻 3. Arduino-Code:

Hier ist ein einfaches Beispiel für einen hindernisvermeidenden Roboter:

cpp

// Pin Definitions


const int trigPin = 9;

const int echoPin = 10;

const int motorLeft1 = 4;

const int motorLeft2 = 5;

const int motorRight1 = 6;

const int motorRight2 = 7;

const int motorSpeedLeft = 3;

const int motorSpeedRight = 11;

// Variables


long duration;

float distance;

void setup() {

  Serial.begin(9600);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

  pinMode(echoPin, INPUT);

pinMode(motorLeft1, OUTPUT);

  pinMode(motorLeft2, OUTPUT);

pinMode(motorRight1, OUTPUT);

pinMode(motorRight2, OUTPUT);

pinMode(motorSpeedLeft, OUTPUT);

  pinMode(motorSpeedRight, OUTPUT);

float getDistance() {

  digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

  digitalWrite(trigPin, HIGH);

  delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

return duration * 0.034 / 2; // Convert to centimeters

void moveForward() {

analogWrite(motorSpeedLeft, 150);

  analogWrite(motorSpeedRight, 150);

digitalWrite(motorLeft1, HIGH);

digitalWrite(motorLeft2, LOW);

  digitalWrite(motorRight1, HIGH);

  digitalWrite(motorRight2, LOW);

}

void moveBackward() {

  digitalWrite(motorLeft1, LOW);

  digitalWrite(motorLeft2, HIGH);

digitalWrite(motorRight1, LOW);

  digitalWrite(motorRight2, HIGH);

  delay(500);

void turnRight() {

  digitalWrite(motorLeft1, HIGH);

  digitalWrite(motorLeft2, LOW);

digitalWrite(motorRight1, LOW);

digitalWrite(motorRight2, HIGH);

delay(500);

void turnLeft() {

  digitalWrite(motorLeft1, LOW);

digitalWrite(motorLeft2, HIGH);

digitalWrite(motorRight1, HIGH);

digitalWrite(motorRight2, LOW);

delay(500);

void stopMotors() {

digitalWrite(motorLeft1, LOW);

digitalWrite(motorLeft2, LOW);

  digitalWrite(motorRight1, LOW);

digitalWrite(motorRight2, LOW);

void loop() {

distance = getDistance();

  Serial.println(distance);

if (distance < 20) { // Obstacle detected within 20 cm


    stopMotors();

delay(200);

    moveBackward();

delay(500);

    turnRight();

    delay(500);

} else {

    moveForward();

}

🔄 4. Funktionsweise:

Der Ultraschallsensor sendet Schallwellen aus, um Hindernisse zu erkennen.
Wenn ein Hindernis innerhalb von 20 cm erkannt wird, führt der Roboter folgende Aktionen aus:
- Stoppt
- Fährt rückwärts
- Dreht sich (z.B. nach rechts)
Wenn kein Hindernis erkannt wird, fährt der Roboter vorwärts.

📊 5. Kalibrierung und Testen:

Lade den Code auf den Arduino hoch.
Versorge den Roboter mit dem Batteriepack.
Platziere Hindernisse vor dem Roboter und beobachte, wie er reagiert.
Passe die Motorgeschwindigkeit und den Distanzschwellenwert bei Bedarf an.

🧠 6. Verbesserungen (Optional):

Füge mehrere Ultraschallsensoren (vorne, links und rechts) für bessere Abdeckung hinzu.
Integriere einen IR-Sensor für die Erkennung auf kürzere Distanzen.
Füge einen Summer oder LEDs für Warnsignale hinzu.
Verwende KI oder kamerabasierte Bildverarbeitung für intelligente Navigation.

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