Offene Robotikplattform

Hallo Allerseits!

Ich hätte da eine Studentin welche eine offene Robotikplattform als Abschlussarbeit entwickeln soll.

Meine ersten Ideen Dazu sehen ungefähr so aus:

Aufgabenstellung:

Konstruieren sie mindestens eine Robotikplattform für den Einsatz in Schulen.
Diese sollte möglichst günstig herzustellen sein. Vorläufiges Ziel <15€, inklusive µC.
Zielsoftwareplattform ist Arduino. ggf. Erstellen vereinfachender Bibliotheken.

Grundfunktionen:
Bewegung in X und Y.
Möglichkeit des Batteriebetriebs >2 Stunden.
Einfache Erweiterbarkeit durch andere.(zusätzliche Aktoren, Sensoren,…)
Beispielimplementierung Ultraschallentfernungsmessung.

Unterrichtsmaterialien:
Erstellen sie erste Unterrichtsmaterialen und „Experimentiervorschläge“.

Optional:
Steuerung über Funk (z.B. Würth BLE <-> seriell)

Ziel ist daraus ein OpenHardwareprojekt zu machen. Als solches sollen alle Unterlagen zur eignen Herstellung kostenlos zur Verfügung gestellt werden, Schaltpläne, Platinendesigns(mit Link zum Nachfertigen), Bauteilisten, 3d-Druck-Dateien… Natürlich ist auch vorgesehen entsprechende Teilezusammenstellungen in unterschiedlichen Aufbaustadien zu vertreiben, irgendwie muss ich das ja meinem Chef schmackhaft machen. :wink:

Es würde mich freuen wenn ihr eure Ideen dazu beitragen könntet.

Gruß Enrico

1 Like

Hi Enrico,

das klingt spannend. Kennst du dich mit den bestehenden Plattformen aus?

  • openroberta
  • BOB3
  • snap! / scratch4arduino / ftduino + plugins
  • irgendwas mit LEGO
  • ESP-programmierung
  • Raspberry & co.
  • u.v.m.
    was ich meine ist: es gibt so viel auf dem Markt, man kann so viel machen, man muss sich manchmal finanziell entscheiden für/wider hardware plattformen.

Ich sag mal so: Ich habe mich dieses Jahr für klassische Arduinos entschieden, weil
a.) bei uns eine Fortbildung so gelandet ist, dass sofort das (erste) Unterrichtsmaterial vorhanden ist b.) ich hoffe, dass die Arduinos noch ne Weil e auf dem Markt sind und eine Plattform darstellen, zumindest haben sie sich gehalten für ne ganze Weile, c.) sie noch günstiger sind als raspberry oder noch anderes. d.) sie flexibler einsetzbar wären als z.B. BOB
(Man kann aber auch ganz anders argumentieren.)

Neben obigen Argumenten zählt für mich noch:

  • Das Unterrichtsmaterial muss OER sein, damit man es auf lokale Eigenheiten anpassen kann, verändern kann, etc.
  • Die Bauteile sollten alle Standard sein, dass man sie leicht beschaffen kann
  • Der Hit wäre, wenn es schon in der Basics-Variante Einsatzszenarien gäbe, die auf momentane Bildungspläne passen könnten, bzw. sehr leicht zu realisieren wären, z.b. „Getriebe“ im NWT BP 2016 Baden-Württemberg Gymnasien. Oder Programmierprojekt das zu IMP Profil BW Gymnasium passt usw. Ich kenne mich nicht für andere Schulen aus, was die so „brauchen“.
  • Wie wird gesteuert, d.h. programmiert? Ist das für die Plattform relevant? Ein Scratch-Modul wäre zur Zeit „en vogue“ und evtl. gar nicht schwer aufzusetzen auf bestehende Implementationen.
  • Life-Cycle-optimiert: wieviel Müll entsteht pro Schüler bei einzelnen Projekten. Ist alles recyclebar innerhalb der Schule? Projekte, die standard-Bauteile verwenden, die als Elektroschrott sowieso an Schulen anfallen: alte Mäuse, Tastaturen, Kabel

Klingt nach stream-of-conciousness ideen (2. Tag Elternabend-Marathon), hoffe du kannst damit was anfangen.

VG, Tobias

Hallo Enrico,

viele der von Dir genannten Punkte (z.B. OpenSource-Ansatz) finden sich auch in dem Projekt letsgoING:
https://letsgoing.org/#projekt

Unsere Schule kooperiert im Rahmen des NwT-Unterrichts mit letsgoING. Wir werden gut unterstützt vom letsgoING-Entwicklungszentrum und die Umsetzbarkeit im NwT-Unterricht ist prima.
Hardware-Basis ist Arduino und das Programmieren geschieht grafisch über das Plugin ArduBlock in der ArduinoIDE.

Über eine Kontaktaufnahme würden sich die Leute vom letsgoING-Entwicklungszentrum bestimmt freuen, denn ich habe gehört, dass sie an Kooperationen interessiert sind.

letsgoING wurde auch hier im Forum schon angesprochen.

Gruß
Stefan

Nach meiner Erfahrung ist grafische Blöcke schieben ungeeignet um Problemlösungsdenken zu vermitteln. Also würde ich auf alle Fälle geschriebenes Arduino-C/C++ umsetzen lassen wollen. Wer es trotzdem nicht lassen kann kann z.B. scratch4arduino nutzen. Ansonsten denke ich eher an eine Bibliothek die C in deutsch macht so für die niedrigen Klassen oder auch nicht weil English gibt es in BRB ab der ersten Klasse. Arduino entwickelt sich gerade zum neuen Industriestandard, ist zumindest mein Gefühl. :wink:

Man darf einen Einplatinencomputer(Raspi), welcher ein kompletter Computer ist, nicht mit einem Mikrocontroller verwechseln! Das führt dann auch zu entsprechenden Preisunterschieden.

Was mich bei bisherigen Schulrobotern immer schockiert ist der Preis und die Philosophie. Bei OpenRoberta z.B. finde ich auf die Schnelle keinen Shop oder eigene Hardware. Bei letsgoING auch nicht. Oder es gibt Projekte aber nichts zu kaufen oder zu bauen. Nervt halt. Also Hauptziel Alles für Alle frei zugänglich…und ja Hardware bekommen wir auch nicht umsonst, also muss da was zurückfließen, aber wir brauchen keine 1000% Marge. Zudem sollen Doku, Schnittstellen, usw. erreichbar sein, also sollte es z.B. nur geringer Aufwand sein Sensoren oder ähnliches in China zu bestellen und vorhandene Arduinobibliotheken zu verwenden.

Was ich festgestellt habe, Programmieren begeistert dann wenn sich etwas in der richtigen Welt tut und es nicht nur auf dem Bildschirm erscheint. :wink:

Gruß Enrico

Hallo Enrico,

Vieles, was wir von letsgoING zur Verfügung gestellt bekommen haben, ist nicht auf deren Webseite zu finden: Platinen für mehrere Module, 3D-Druck-Dateien für ein Rovergestell, Einkaufliste von Bauteilen, Unterrichtshefte, Online-Lernplattform mit Schüler- und Lehrerzugängen, Löt- und Aufbauanleitungen, Didaktisches Konzept, …
Ein WLAN-Modul ist wohl angedacht, um sich auch in Richtung „Internet of Things“ weiter zu entwickeln. Das Projekt ist wohl gerade in einer Phase der Erweiterung.

Beides, grafisch oder textbasiert, hat sicherlich seine Vor- und Nachteile und daher hat jedes davon ein Einsatzszenario, für das es besser geeignet ist.

Was mich an ArduBlock angesprochen hat, ist, dass ArduBlock-Programme vor dem Ausführen in ArduinoIDE-Code übersetzt werden, man das auch sieht und ggfs. auch mit dem ArduinoIDE-Code weiter programmieren könnte, wenn man textbasiert programmieren möchte.
Das grafische Programmieren ermöglicht den Lernenden einen Einstieg ohne große Syntax-Hürde und eröffnet ein Weiterarbeiten mit Text-Syntax, wenn man dahin vordringen möchte. Bei beiden Programmierarten ist die Vermittlung von Problemlösungen mittels Algorithmen (z.B. über Flussdiagramme) wichtig und möglich.

Aber das ist ja nur eine von vielen Möglichkeiten den Arduino-Mikrocontroller mit Software „zu füttern“. Wenn man eine andere wählt, so kann man die ganzen Hardware-Module ja trotzdem verwenden.

Die Personen hinter dem Projekt können Dir da bestimmt mehr dazu sagen als ich, ein interessierter und mittlerweile ein wenig eingearbeiteter Arduino-Laie, Ich kann Dir nur sagen, dass wir viel mehr von den Personen von letsgoING bekommen haben, als die Webseite zeigt. Und das, was wir gerade am umsetzen sind, passt für uns sehr gut.

Gruß
Stefan

Man muss halt unterscheiden ob man „Programmieren“ vermitteln will oder allgemeingültiges Problemlösungsdenken anhand von Programmierung.

Und meine persönliche ist, dass IuT (Internet of unpatchable Things) eine Totgeburt ist. Solche Geräte stellen in der Praxis die Basis für Botnetze. Da die Hersteller zwar komplette Rechner in z.B. IP-Kameras einbauen, aber dann den Softwaresupport einstellen und die Geräte trotzdem softwareseitig vernagelt lassen. Es wäre ja schon doof wenn der Kunde selbst patchen könnte. Aber das ist eine andere Diskussion.

Gruß Enrico

Hi Enrico,

deine Erfahrung (Masterthesis) hättest du ruhig an den Anfang stellen können, hätte ich mir 90% meines Beitrages gespart :slight_smile: Ich hab auch drin geschmöckert…

Ich stimme dir hier nicht ganz zu:

ins Problemlösungsdenken (mit Hilfe eines Werkzeugs wie Computer) muss man erst reinkommen. Da hilft es, wenn man sich nicht mit Syntaxfehler rumschlagen muss. Mir reicht das auch ein Jahr scratch, danach sollen die SuS anders zum Ziel kommen.

Bei allem anderen stimme ich dir zu, v.a.

Warum dann nicht ArduBlock? Es ist grafisch und textbasiert, da kann man grafisch anfangen und textbasiert weitermachen, wie Stefan es schreibt.

Die Frage ist ja, was du der Studentin „aufgibst“, was dabei herauskommen soll, z.B. eine Arduino-Bibliothek, die in die Arduino-Welt aufgenommen werden kann und dazu die Ardublocks, dass man grafisch anfangen kann.

Der transparenzhalber:

deine Firma würde also Hardware vertreiben, Sets oder Einzelteile etc. ? Prima Idee.

Vor allem, wenn Unterrichtsmaterialien in creative commons herauskämen (die auch gerne jemand vertreiben kann, Schulen kaufen gerne ein statt auszudrucken…) wäre das super.

VG, Tobias

Nach meiner Meinung ist das mit der Syntax gar kein sooooo großes Problem…man muss halt klein anfangen, siehe Thesis. Beim Blöcke schieben vermauscheln sich die schön getrennten Schritte der Problemlösungstrategie zu sehr, zumindest nach Meinung. Ein Programmablaufplan(PAP) mit eigenen Worten und Stift und Papier hilft da besser um dann im nächsten Schritt den richtigen Befehl zu suchen. Aber ich stelle halt das Programmieren nicht in den Vordergrund, sondern wirklich das Problemelösen. So bekommen die SuS ein Schema an die Hand mit dem man auch Fragen wie „Was mache ich nach der Schule?“ beantworten kann.

Ardublock kannte ich noch nicht, sieht im Video aber nicht uninteressant aus. Aber letzte Version von 2013???..edit: hab gerade ardublock2 auf github gefunden(https://github.com/letsgoING/ArduBlock2)

deine Firma würde also Hardware vertreiben, Sets oder Einzelteile etc. ? Prima Idee.

Genau so, Einzelteile, Teilesets und fertige Aufbauten…Aber auch Links zum Bestellen, z.B. www.dirtypcb.com, da würden wir dann bei jeder Bestellung immernoch 1$ oder sowas abbekommen…

Also du meinst wenn die SuS am Rechner arbeiten reichen keine PDFs?

Gruß Enrico