Projekt 3: Hindernis-Parcours
In diesem Projekt programmierst du Thymio, Hindernisse automatisch zu erkennen und ihnen auszuweichen!
Zeitbedarf
90-180 Minuten
Was du lernst
- Näherungssensoren verwenden
- Hinderniserkennung
- Autonomes Fahren
Material
- Thymio Roboter
- Verschiedene Hindernisse (Bücher, Kartons, etc.)
- Thymio Suite / VPL
Schritt 1: Die Näherungssensoren
Wo sind sie?
Thymio hat 5 Näherungssensoren an der Vorderseite:
○ ← Hinten
○ ○ ○ ← Seitlich
○ ○ ○ ○ ○ ← Vorne (5 Sensoren!)
○ ○ ○Wie funktionieren sie?
Die Sensoren senden Infrarot-Licht aus und messen, wie viel zurückkommt:
- Nahe an einem Objekt → viel Licht kommt zurück
- Weit weg → wenig Licht kommt zurück
Aufgabe: Beobachte die LEDs! Was passiert, wenn du die Hand vor Thymio hältst?
Schritt 2: Einfache Hindernisvermeidung
Das Grundprinzip
- Wenn ein Hindernis erkannt → anhalten oder drehen
- Wenn kein Hindernis → geradeaus fahren
Erste Programmierung
┌─────────────────────────────────────────┐
│ Ereignis: Sensor vorne erkennt Hindernis │
├─────────────────────────────────────────┤
│ Aktion: Motoren stoppen │
└─────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────┐
│ Ereignis: Kein Hindernis │
├─────────────────────────────────────────┤
│ Aktion: Geradeaus fahren │
└─────────────────────────────────────────┘Testen
- Setze Thymio auf den Boden
- Halte ein Buch vor ihn
- Was passiert?
Schritt 3: Intelligenter ausweichen
Problem?
Das einfache Anhalten ist langweilig. Lass uns das verbessern!
Idee: Rechts-Links-Rechts
Wenn Thymio ein Hindernis sieht:
- Bleib kurz stehen
- Drehe nach rechts
- Fahre ein Stück
- Drehe nach links
- Fahre weiter
Welche Sensoren?
| Situation | Sensoren | Aktion |
|---|---|---|
| Hindernis mitte | vorne | Drehen |
| Hindernis links | links | Nach rechts |
| Hindernis rechts | rechts | Nach links |
Schritt 4: Den Parcours meistern
Aufbau
Baue einen Parcours mit verschiedenen Hindernissen:
┌─────────────────────────────────────────┐
│ │
│ ┌───┐ ┌───┐ │
│ │ │ │ │ │
│ └───┘ └───┘ │
│ │
│ ═══════════════════════════════════ │
│ ↑ │
│ Start Ziel │
│ │
└─────────────────────────────────────────┘Ziele
- [ ] Thymio findet allein zum Ziel
- [ ] Thymio berührt keine Hindernisse
- [ ] Thymio schafft es in unter 30 Sekunden
Schritt 5: Erweiterungen
🚀 Herausforderung 1: "Katze und Maus"
Zwei Thymios:
- Einer flieht (wie das vorbereitete Verhalten "unten")
- Einer jagt (folgt dem anderen)
🚀 Herausforderung 2: Verschiedene Geschwindigkeiten
- Langsamer in engen Gängen
- Schneller auf freier Fläche
🚀 Herausforderung 3: Rückwärts ausweichen
Was passiert, wenn Thymio in eine Ecke fährt?
- Erkenne das Problem
- Programmiere "Rückwärtsgang"
🚀 Herausforderung 4: Linie + Hindernisse
Kombiniere die Projekte:
- Thymio folgt einer Linie
- Weicht Hindernissen aus
- Findet trotzdem ans Ziel