Der Roboter für den Maschinenbauer

Der Gegenentwurf zum niedlichen Zowi ist der eher martialisch wirkende mBot Ranger von Makeblock. Mit dem Baukasten kann nicht nur ein Modell mit Kettenantrieb gebaut werden, sondern auch ein aufrecht stehendes, zweirädriges Modell oder der Roboterklassiker mit zwei Antriebsrädern und einem Stützrad.

Der Begriff Baukasten ist hier richtig gewählt, das Chassis besteht aus stabilen Aluminiumelementen, die beliebig verschraubt werden können. Leider sind nur elf Alubauelemente enthalten, sie sind aber kombinierbar mit den Bauelementen von anderen Baukästen des Herstellers und können auch einzeln nachgekauft werden. Es lohnt aber auch ein Blick in die bestehende Spielkiste oder den lokalen Spielzeughandel: Die Lochdurchmesser der Bauelemente sind weitgehend kompatibel mit den Bauteilen in den Metallbaukästen zum Beispiel von Meccano und Eitech, leider gilt das nicht für die Lochabstände.

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Der mBot Ranger als Kettenfahrzeug (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Bauen wie in der guten alten Zeit

Wir bauen zuerst das Kettenmodell. Eine farbige, bebilderte Aufbauanleitung wie auch beiliegende Schraubenschlüssel und Schraubendreher helfen dabei gut. Der Bau erinnert uns tatsächlich an frühere Zeiten mit dem Metallbaukasten - und wie mühselig eigentlich das Geschraube war. Nichtsdestotrotz dauert der Zusammenbau nur gut 15 bis 20 Minuten. Die Konstruktion aus verwindungssteifen Metallteilen und Schraubverbindungen ist äußerst robust. Die beiden anderen Modelle erfordern eine ähnliche Baudauer.

Angst um verloren gegangene Schrauben muss niemand haben, gleich welches Modell gebaut wird, es bleiben immer einige übrig. Sollten trotzdem neue notwendig sein, reicht ein Besuch im Baumarkt, es handelt sich um klassische M4-Schrauben. Merkwürdig ist allerdings, dass der Hersteller vier verschiedene Längen (8 mm, 10 mm, 14 mm und 25 mm) verwendet, aus unserer Sicht hätte die Kombination aus 10 mm oder 12 mm und 25 mm vollkommen ausgereicht.

Sensoren und Aktoren in Hülle und Fülle

Die Steuerungselektronik befindet sich in einem ebenfalls verschraubbaren und recht großen Plastikgehäuse. Die Technik basiert auf dem Arduino Mega, zusätzlich befinden sich auf der Platine ein Mikrofon, ein Buzzer, zwei Lichtsensoren, ein Gyroskop, ein Temperaturmesser und ein Ring von mehrfarbigen LEDs, die Fernsteuerung erfolgt per Bluetooth-Modul. Die dem Kasten beiliegenden Sensoren für die Entfernungsmessung per Ultraschall und zur Linienverfolgung werden über RJ25-Stecker verbunden. Die beiden Getriebemotoren mit optischen Encodern werden über eher fummelige, kleine Stecker angeschlossen.

Die Stromversorgung erfolgt über sechs AA-Batterien. Leider ist der Batteriehalter in allen drei Modellen kaum von außen zugänglich, ein Batterietausch erfordert Schraubarbeit. Allerdings halten die Batterien recht lange durch, wie wir später feststellen.

Schließlich schalten wir unser Kettenfahrzeug ein, dazu dient ein Schalter auf der Steuerplatine. Um es zu steuern, installieren wir die Makeblock-App auf unserem Smartphone, Android und iOS werden unterstützt. Die Verbindung des Roboters per Bluetooth mit dem Smartphone klappt sofort.

Anpassbare Steuerung hilft beim Verstehen

Die App erlaubt lediglich die Fernsteuerung des Roboters. Es gibt allerdings keine vorgegebene Bedienoberfläche, sondern wir können als "Projekt" einen eigenen Steuerungsbildschirm aus Widgets für die Steuerung und die Sensoren festlegen. Auf den ersten Blick wirkt es wie eine Spielerei. Mit der Zeit ziehen wir aber Nutzen daraus: Wir verfolgen zielgerichtet Sensorwerte und lösen Aktoren aus - ohne dabei von einer überfrachteten Oberfläche abgelenkt zu werden.

Unabhängig davon stehen auch vordefinierte Programme zur Hindernisvermeidung und zur Linienverfolgung bereit. Für Letzteres liegt auch ein A3 großes Plakat mit einem einfachen Kurs bei. In einer App-Version für Tablets namens MakeblockHD steht zusätzlich auch eine IDE zur Drag'n'Drop-Programmierung zur Verfügung.

Forscher sollten lieber drinbleiben

Beim Herumfahren merken wir, dass der Ranger bulliger wirkt, als er tatsächlich ist. Leider fehlt es den Motoren an Drehmoment, der Roboter scheitert trotz der Ketten schon beim Übersteigen kleinerer Hindernisse. Positiv ist allerdings, dass die Elektronik die Motoren bei Überlastung abschaltet, das spart Batteriekapazität und erhöht die Nutzungsdauer.

Auch Outdoor-Experimente sind trotz der Ketten keine gute Idee, die Kabel sind weitgehend ungeschützt und der Elektronik fehlt der Spritzwasserschutz. Ein trockener, gut gepflegter Rasen im Vorgarten mag noch gutgehen, Schlamm und Matsch sind hingegen kein geeignetes Experimentierfeld.

Die beiden anderen Modelle des Baukastens sind auch optisch eindeutig Indoor-Modelle. Das Nervous-Bird-Modell balanciert auf zwei Rädern und ist vor allem für jene interessant, die sich für die Technik hinter Segways und Hoverboards interessieren. Das Dashing-Raptor-Modell unterscheidet sich nicht sehr vom Ranger, bewegt sich aber auf Rädern fort und kann deshalb höhere Geschwindigkeiten erreichen.

Code eingeben oder zusammenklicken

Nachdem wir vom reinen Herumfahren genug haben, soll es ans Programmieren gehen. Dazu müssen wir unter Windows und OS X zuerst einen Treiber installieren. Makeblock bietet eine eigene IDE zur Drag'n'Drop-Programmierung basierend auf Scratch. Alternativ kann auch die Arduino-IDE verwendet werden. Die notwendigen Programmierbibliotheken müssen wir allerdings von Hand installieren.

An einer vernünftigen Dokumentation oder gar Lehrmaterialien zur Programmierung fehlt es aber auch hier. Die englischsprachige Anleitung vermittelt Grundlagen zur Funktionsweise der Sensoren, die Webseite liefert ein Beispiel zur Ansteuerung der Motoren. Außerdem soll ein Lehrheft beim Selbststudium helfen, das hat bisher aber nur zwei Kapitel.

Im Gegensatz zu den anderen hier vorgestellten Robotern bietet Makeblock umfangreiche Erweiterungsmöglichkeiten. Aber auch ohne weiteres Bau- und Elektronikmaterial bietet die Steuerungsplatine auf Basis des Arduino Mega genug Experimentieroptionen. Nachteilig ist allerdings die Verwendung von RJ25-Steckern statt einfacher Pins, um elektronische Bauelemente anzustecken.