Mobil mit Calliope

Da Grundschulen nur in Ausnahmefällen über zur Holzbearbeitung geeignete Werkzeuge und Maschinen verfügen, werden hier Fahrzeuge in den Blick genommen, die mit einfachen Mitteln hergestellt werden können. Die Entwicklung soll dabei vom einfachen Fahrgestell zum programmierbaren Fahrzeug führen.

Zur Herstellung solcher Gefährte genügen Heißkleber und Seitenschneider. Benötigte Konstruktionsmaterialien wie Trinkhalme, Schaschlikspieße, Holzspatel, Räder und Riemenscheiben können für wenig Geld im Internet bzw. Supermarkt erstanden werden (Bezugsquellen am Ende des Kapitels).

Zur Konstruktion des Fahrzeugs werden zwei Spatel der Länge nach zusammen- und zwei gleichlange Abschnitte eines Trinkhalms quer dazu geklebt. Danach werden in die Bohrungen der Räder Schaschlikspieße gesteckt, diese durch die Trinkhalme geführt und so eingekürzt, dass das gegenüberliegende Rad Halt findet, ohne die freie Drehbarkeit zu behindern. Wenn nötig, die Räder zusätzlich mit etwas Heißkleber sichern.

Die Funktionstüchtigkeit eines solchen Fahrzeugs kann im Rahmen eines kurzen Wettbewerbs erprobt werden: Über ein schräggestelltes Brett erfahren die Wettbewerbsfahrzeuge eine vergleichbare Beschleunigung, sodass über die zurückgelegte Strecke beim Ausrollen auf ebenem Terrain die Laufeigenschaften beurteilt werden können. Neben der zurückgelegten Strecke kann auch der Geradeauslauf in die Bewertung einbezogen werden. 

In einem nächsten Schritt soll das Fahrzeug mit einem Elektromotor ausgestattet, dessen Drehbewegung über ein Gummiband und ein Schnurlaufrad auf eine der beiden Achsen übertragen wird. Der für den Betrieb des Motors nötige Strom kommt aus einem 9V Block. Mit wenig Heißkleber werden er und der Elektromotor fixiert. Ein schmaler Streifen Klebeband auf der Motorenachse verhindert das Abrutschen. 

Damit das Fahrzeug kontrolliert werden kann, wird das Ein- und Ausschalten über ein Verlängerungskabel realisiert, an dessen Ende ein Taster (Schließer) angeschlossen ist. Ein Druck auf den Knopf startet den Motor. Wird der Knopf losgelassen, stoppt er.

Da das Gefährt nur geradeaus fahren kann, stellt sich die Frage, wie ein solches Gefährt mit einfachen Mitteln gesteuert werden kann. Einfach meint hier den Verzicht auf eine separate Lenkung, bei der die Räder nach links oder rechts eingeschlagen werden. 

Der Weg dahin führt über die Verwendung von zwei Getriebemotoren, die samt Räder an einem Ende eines 9 x 14 cm großen Sperrholzbrettchens befestigt werden.

Auf der Unterseite wird die Hälfte eines Tischtennisballs mit Heißkleber befestigt, damit das Gefährt in eine waagerechte Position kommt.

Die Lenkung funktioniert über das Ein- und Ausschalten der Motoren: Für den Geradeauslauf müssen beide Motoren, für die Kurvenfahrt ein Motor laufen, der linke für eine Rechts-, der rechte für eine Linkskurve.

Für die Fernsteuerung werden die Motoren wie oben über je einen Taster mit den Batterien verbunden.  Durch Drücken des Tasters wird der jeweilige Stromkreis geschlossen und der Motor läuft an. Ist er unterbrochen (Knopf nicht gedrückt) steht der Motor still.

Für eine Geradeausfahrt müssen beide Tasten gedrückt werden. Wird eine losgelassen, dreht das Fahrzeug entweder nach links oder rechts. 

Um das Fahrzeug auch rückwärts fahren zu lassen, müsste die Polung der Motoren umkehrbar sein. Das ist mit diesen Mitteln nicht möglich.

Für den letzten Schritt, die Automatisierung der Lenkung, kommt – wie bereits gesagt – ein Calliope mini zum Einsatz.

In Anlehnung an das Pinout unten werden die Kontakte vom ersten Motor mit GND und Anschluss A , die vom zweiten Motor mit GND und Anschluss B verbunden. 

Der 9V Block wird mit dem Pluspol an Vin und mit dem Minuspol an GND verbunden.

Vorsicht! Ein Verwechseln der Batteriepole kann den Calliope mini zestören.Die 3V Batteriebox hat einen verpolungssicheren Stecker, der in die dazugehörige Buchse auf dem Calliope gedrückt wird. Zur Programmierung einer Start/Stopp Funktion wird analog zu den Anleitungen im Kapitel „Makecode-Editor“ vorgegangen.Ist der Editor gestartet, wird aus den Kategorien in der Mitte „Eingabe“ angewählt und dort der Block „wenn Knopf A gedrückt“ ausgewählt.

Mit dieser Vorgabe kann sichergestellt werden, dass die Motoren nur dann anlaufen, wenn der Knopf A auf dem Calliope mini gedrückt wird.Das Starten der Motoren erfolgt  über den Block „Motor … an mit … %“, der in der Kategorie „Motoren“ zu finden ist. Zusammen mit dem Block „pausiere (ms) …“ kann daraus eine Programm erstellt werden, mit dem ein Fahrzeug auf Knopfdruck von einer Startlinie in ein Zielfeld fahren lässt.

Die Einstellungen „Motor A, B, A und B“ könen durch Anklicken des kleinen weißen Dreiecks vorgenommen werden. Wie bei Prozentzahlen üblich, kann der Wert zwischen 0 und 100 variiert werden, was Einfluss auf die Motordrehzahlen hat. 


Bezugsquellen:

Holzspatel und Riemenscheiben aus Holz (Schnurlaufräder) gibt es bei Opitec, DC-Motoren, zweipolige Wippenschalter bei Pollin, DrucktasterBuchsen– und Stiftleisten sowie Batterieclips bei Reichelt.

Getriebemotoren mit Rädern oder ein kompletter Bausatz sowie Jumperkabel können im Roboter Bausatz-Shop gekauft werden.

Zwillingslitze und vieradriges Telefonkabel gibt es als Meterware günstig bei der Firma Völkner.

Hochwertiges Gewebe-Klebeband , das sehr gut klebt und leicht in Stücke und schmale Streifen gerissen werden kann, gibt es im Klebeshop24.

Steckleisten, die leicht durch Abbrechen auf die benötigte Längen gekürzt werden können, und dazu passende Kabelbrücken gibt es  bei Exp-Tech.

9V Batterieblöcke gibt es günstig bei Aldi und Lidl.

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