lehrkraefte:blc:informatik:glf25:robotik:grundbegriffe [https://fginfo.ksbg.ch Fachgruppe Informatik der KSBG]

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====== Grundbegriffe Robotik ======
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Der Begriff “Roboter” wurde von Karel Capek Anfang des 20. Jahrhunderts
in der Science-Fiction-Literatur eingefhrt. Sein Ursprung liegt im slawischen
Wort robot, welches mit (Zwang-) Arbeit ubersetzt werden kann.

**Definition der RIA (Robot Institute of America):** According to the Robot
Institute of America (1979) a robot is: a reprogrammable, multifunctional manipulator designed to move material, parts, tools, or specialized
devices through various programmed motions for the performance of a
variety of tasks.

**Quelle:** https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/iui.inst.130/Arbeitsgruppen/Robotics/Robotik/Robotik-Skript_07-08.pdf
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===== Aktoren =====
Damit kann ein Roboter agieren, etwas auslösen, seine Umwelt beeinflussen. Typische Aktoren sind:
  * Motoren
  * Lautsprecher
  * Displays
  * Ventile
  * Relais (Elektrische Schalter)

===== Sensoren =====
Damit kann ein Roboter sich selbst und/oder seine Umgebung «wahrnehmen». Typische Sensoren sind:
  * Helligkeits-/Farbsensoren
  * Distanz-Sensoren (z.B. Ultraschall, Laser)
  * Gyroskope/Accelerometer (Winkelgeschwindigkeit, Beschleunigung)
  * Druckknöpfe
  * Microphon
  * Kameras/Lidar/Radar

===== Steuerung vs. Regelung =====
Steuerung: Abarbeiten eines «Programms» ohne Rückmeldung, ob die Aktionen auch das gewünschte Ergebnis liefern. (Z.B. ein Stanzmaschine)

Regelung: Resultate der Aktionen werden laufend überwacht und Steuersignale entsprechend angepasst. (Z.B. ein Quadkopter (Drohne) misst seine Lage im Raum und passt die Rotorengeschwindigkeit laufend an).


===== Praxis =====
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==== Aktoren unseres Roboters ====

  * Zwei unabhänige Motoren für die Räder links und rechts.
    * Gesteuert durch Angabe von Zielwinkel oder Zielwinkelgeschwindigkeit.
    * Aktuelle Position der Motoren (Winkel) kann ausgelesen werden.
      * Beide Motoren drehen gleich: Geradeausfahrt.
      * Ein Motor dreht schneller: Kurvenfahrt.
      * Motoren drehen gegenläufig: Drehen an Ort.
  * Kleiner Motor für Hebeschaufel.
    * **Achtung**: Die Positionen der Motoren sind immer relativ zur Startposition (bei Programmstart). Es ist aber möglich, die Nullposition im Programm neu zu setzen.
    * Motor kann feststellen, ob er «ansteht». Damit könnte die Heberposition an den Anschlag gefahren werden und so die Nullposition gesetzt werden.
  * Display, Sound, Lämpchen.

==== Sensoren unseres Roboters ====
  * Winkelposition der Motoren
  * Helligkeits-/Farbsensor (normalerweise auf den Boden gerichtet).
  * Ultraschall-Distanzsensor (normalerweise nach vorne gerichtet).
  * Druckknöpfe (einerseits fest verbaut auf dem Brick, andererseits frei platzierbar)