Motivation
Bluetooth-Stick: Vorder- und Rückseite
Für die Entwicklung von Verhalten für einzelne autonome Systeme sowie für die Untersuchung von Multirobotersystemen ist der Miniroboter Khepera eine ideale Plattform, da dieser vergleichsweise einfach in der Anwendung ist und nur geringe Anforderungen an seinen Einsatzort stellt. Nachteil bei der Nutzung des Roboters war die Notwendigkeit einer Kabelverbindung zum Roboter, um ein Programm an den Roboter zu übertragen oder um Sensordaten und interne Zustände in der Testphase an einen Arbeitsplatzrechner zu senden.
Der im Fachgebiet Schaltungstechnik entwickelte Bluetooth-Stick ersetzt die Kabelverbindung zwischen Roboter und Arbeitsplatzrechner durch eine Funkverbindung. Besondere Eigenschaften des Sticks sind die kleine Baugröße, der geringe Energiebedarf, die hohe Datenübertragungsrate sowie die einfache Nutzbarkeit vom Arbeitsplatzrechner aus.
Technische Beschreibung
Der Bluetooth-Stick beinhaltet als Hauptkomponente ein Bluetooth-Funkmodul mit integrierter Antenne von Mitsumi (WMLC19). Weiterhin enthalten ist eine Spannungsversorgung (1,8V und 3,3V), eine Status-LED, die Aktivität auf der Funkstrecke anzeigt, ein Reset-Taster, sowie ein DIPSchalter, mit dem sich bei Bedarf Firmwarevarianten auf dem Bluetooth-Stick auswählen und ausführen lassen.
Der Stick wird über einen Steckverbinder direkt auf das Basismodul des Khepera-Roboters aufgesteckt, so dass hierüber die Masseverbindung und die seriellen Leitungen (Rx und Tx) verbunden werden. Über einen zusätzlichen Pin erfolgt die Versorgung mit 5V.Die Funkreichweite des Sticks beträgt 10m bei einer relativ geringen Stromaufnahme von im Mittel 40mA, so dass die Batterielebensdauer des Roboters nur wenig reduziert wird.Über den Bluetooth-Stick werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen einem Roboter und einem Arbeitsplatzrechner (PC) aufgebaut. Insgesamt können bis zu sieben Roboter parallel von einem PC angesprochen werden.
Auf der Seite des Arbeitsplatzrechners ist keine spezielle Software zum Aufbau der Funkverbindung notwendig. Der Rechner muss lediglich über einen handelsüblichen Bluetooth- Dongel einschließlich der Standardtreiber für Bluetooth-Dongel verfügen. Der Stick ist vom Rechner aus als virtueller COM-Port sichtbar.
Programmierung und Konfiguration eines Roboters per Funk sowie Sensordatenvisualisierung und Debugging
Anwendungsszenarien
Der Ersatz der Kabelverbindung erlaubt die drahtlose Konfiguration von Robotern und ermöglicht Debugging und Sensorvisualisierung im Betrieb, ohne die Bewegungsfreiheit des Roboters zu beeinträchtigen.
Der Einsatz des Bluetooth-Sticks ist nicht auf den Miniroboter Khepera beschränkt. Der Stick lässt sich überall dort vorteilhaft einsetzen, wo eine serielle Kabelverbindung durch eine Funklösung transparent ersetzt werden soll.
Khepera-Roboter mit Bluetooth-Stick
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Projektbeschreibung (PDF, 139 KB)
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