Die Anregung zu diesem Bootswettbewerb stammt aus dem Themenheft „Nawi-Werft“, das im Schneiderverlag erschienen, dort aber vergriffen ist. Um ihn durchführen zu können, wird ein 2 x 4m großes Wasserbecken benötigt, das mit etwas handwerklichem Geschick selbst hergestellt werden kann.
Eine kurze Anleitung zum Bau dieses Beckens finden Sie am Schluss dieses Kapitels.
Als Bootskörper eignen sich Abschnitte aus Styropor-Dämmplatten (100 x 50 x 2cm), die in jedem Baumarkt für wenig Geld zu erstehen sind.
Für den Antrieb und die Steuerung werden neben dem Arduino zwei DC Motoren, Steckbrücken, ein 2,1 mm Normstecker mit 9V-Batterieclip, ein 9V-Batterieblock, ein Messingrohr mit einem dazu passendem Rundmessingstab und Schiffsschrauben benötigt. Innen- bzw. Außendurchmesser sind an den Antriebswellen der Motoren orientiert: Das Messingrohr muss stramm auf der Motorwelle sitzen und auch dem Messingstab halt geben, damit dieser die Drehbewegung auf den Propeller übertragen kann.
Um die Motoren mit dem Arduino-Board zu verbinden, werden Drahtbrücken benötigt. Wie das gelingen kann, hängt von den Motoren ab. Wenn sie über nach außen ragende Kontakte verfügen, lässt sich das mit Steckbrücken bewerkstelligen, die an einem Ende eine Krokodilklemme und am anderen einen Stecker haben.
Abisolieren und Verdrillen der Drähte kann da eine Lösung sein. Löten führt zu besseren Ergebnissen.
Zur Befestigung der Motoren eignet sich Heißkleber: Flüssigen Kleber auf das Holzbrettchen auftragen und an passender Stelle andrücken. So lassen sich auch die Motoren auf dem Brettchen festsetzen. Doppelseitiges Klebeband gibt der Sache nur wenig Halt. Andere Klebstoffe müssen sich mit dem Styropor vertragen. UHU beispielsweise löst Styropor auf und ist deshalb ungeeignet.
Aufgabe:
Programmiere dein Boot so, dass es aus dem Startbereich heraus auf direktem Weg die gegenüberliegende Wand ansteuert und rechtzeitig abdreht, damit ein Aufprall vermieden wird.
Bewertung:
- Das Boot siegt, das sich beim Abdrehen der Zielwand am weitesten annähert, ohne diese zu berühren.
- Ist das Boot einmal gestartet, dürfen von außen keinerlei Kurskorrekturen mehr vorgenommen werden.
- Berührt das Boot eine Seiten- oder die Zielwand, führt dies zur Disqualifikation.
Die Programmierung der Boote kann über das Anhalten oder durch Änderung der Drehrichtung eines Motors erfolgen.
Eine Drehrichtungsänderung der Motoren ist nur dann möglich, wenn beide Anschlüsse der Motoren separat mit je einem Pin des Arduino-Boards verbunden sind (siehe Zeichnung).
Die Aufgabestellung kann programmiertechnisch auf unterschiedliche Weise gelöst werden.
Mit der nachfolgenden Beispielprogrammierung ist beabsichtigt, das Boot eine bestimmte Zeit auf die Zielwand zufahren zu lassen und es rechtzeitig zu stoppen. Anschließend soll es auf der Stelle drehen und nach dem Manöver die Motoren abstellen.
void setup(){
pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(10,OUTPUT);
pinMode(7,OUTPUT);
pinMode(4,OUTPUT);
digitalWrite(13,HIGH); // Beide Motoren Vorlauf
digitalWrite(10,LOW); // (Geradeausfahrt)
digitalWrite(7,HIGH); //
digitalWrite(4,LOW); //
delay(14000);
digitalWrite(13,LOW); // Stopp der Motoren
digitalWrite(7,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(13,HIGH); // Ein Motor Rücklauf,
digitalWrite(4,HIGH); // der andere Vorlauf (Spotturn)
delay(3500);
digitalWrite(13,LOW); // Stopp der Motoren
digitalWrite(4,LOW);
}
void loop(){
} Wie die Programmierung mit Ardublock gelingen kann, zeigt der folgende Ansatz:
Realisiert ist das Anlaufen der Motoren. Alles weitere sollte im Vergleich mit obiger Programmierung selbst gefunden werden können.
Bezugsquellen für Arduino und flexible Drahtbrücken finden sich in den vorangestellten Kapiteln.
9V Blockbatterien bekommt man günstig bei Aldi oder Lidl: Zweierpack ca. 1,60 €.
Über die Firma Lemo-Solar können Motoren, Schiffsschrauben, Messingrohre und -stäbe bezogen werden. Dinge zum Löten oder Heißkleben finden sich bei Reichelt.
Styropor-Dämmplatten mit den Abmessungen 100 x 50 x 2cm gibt es in fast allen Baumärkten. Dort kann man auch alles Nötige für den Bau des Wasserbeckens erstehen.
Für ein 2 x 4m großes Becken benötigt man 6 Schalbretter von 2m Länge, die man sich in der Mitte durchschneiden lässt. Die Brettabschnitte werden an beiden Enden mit Steckscharnieren versehen.
Stellt man eine genügend große Anzahl Schultische zusammen, können die Bretter darauf zu einem Rahmen zusammengesteckt werden. Die Gelenkstellen werden mit U-Profilen aus Aluminium versteift und zusätzlich durch ein 2m langes Gurtband in Querrichtung gesichert.
Über dem Kasten wird eine wasserdichte Folie ausgebreitet und der Innenraum mit Wasser befüllt. Siehe dazu das Foto am Anfang dieses Kapitels.