08 — Galerie
Der Roboter,
von nah.
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WRO 2026 · Hardware Dokumentation
Raspberry Pi 5 · BTS7960 · Servo-Lenkung · Ultraschall · Kamera
Modular gebaut für den World Robot Olympiad 2026.
01 — Übersicht
Der Roboter basiert auf einem Raspberry Pi 5, der als zentrale Steuereinheit alle Hardware-Komponenten anbindet. Der Antrieb läuft über einen BTS7960-Motortreiber, die Lenkung über einen Servo, und zur Umgebungserkennung sind zwei Ultraschallsensoren sowie eine Kamera verbaut.
Jede Komponente hat eine klar definierte Aufgabe. Dieses Prinzip macht das System modular — Komponenten lassen sich unabhängig testen, ersetzen und weiterentwickeln.
02 — Hauptkomponenten
Hauptrechner. Erzeugt PWM-Signale für Motortreiber und Servo. GPIO-Bibliothek: gpiozero — RPi.GPIO läuft auf dem Pi 5 nicht stabil.
Motortreiber für höhere Ströme. Beide Enable-Pins müssen HIGH sein, bevor PWM ausgegeben wird.
50-Hz-PWM. Startet bei 90° (Mitte). Mechanisch getesteter Bereich: 50° bis 130°.
Links und rechts versetzt montiert. Grobe Richtungseinschätzung. Nie gleichzeitig auslösen.
Fest montiert, Blick nach vorne. Farbmasken und Zoneneinteilung für grobe Richtungsinformation.
03 — GPIO-Belegung
Kompaktes Mapping für Antrieb und Lenkung. PWM-Kanäle regeln die Richtung, Enable-Pins aktivieren den Treiber, der Servo-Pin ist isoliert für ein sauberes Steuersignal.
| GPIO | Signal | Ziel | Funktion |
|---|---|---|---|
| GPIO 12 | SERVO | Lenkservo | 50 Hz PWM · Lenkwinkel |
| GPIO 13 | LPWM | BTS7960 | PWM Rückwärts |
| GPIO 18 | RPWM | BTS7960 | PWM Vorwärts |
| GPIO 23 | L_EN | BTS7960 | Linkes Enable · HIGH vor PWM |
| GPIO 24 | R_EN | BTS7960 | Rechtes Enable · HIGH vor PWM |
Mechanisch getestete Endpositionen. Darüber hinaus drohen Schäden.
04 — Ultraschallsensoren
Zwei Sensoren, links und rechts versetzt, ermöglichen grobe Richtungserkennung: Näher am linken Sensor → Hindernis links. Ähnliche Werte → Hindernis zentral.
Die verbauten Sensoren arbeiten mit 3,3 V und sind direkt mit dem Pi verbunden — kein Pegelwandler nötig. Bei klassischen HC-SR04 (5 V am Echo-Pin) wäre ein Spannungsteiler zwingend nötig.
VCC → 3,3 V · GND → Masse
TRIG → GPIO 18 · ECHO → GPIO 24
Jeder Sensor bekommt ein eigenes TRIG/ECHO-Paar für unabhängige Messung.
Links kleiner → links · Rechts kleiner → rechts · Ähnlich → zentral.
05 — Kameraerkennung
Die Kamera ergänzt die Ultraschallsensoren um visuelle Umgebungserkennung. Das Bild wird per Farbmaske gefiltert und in Zonen (links, mittig, rechts) aufgeteilt, sodass der Roboter einordnen kann, wo sich ein relevantes Objekt befindet.
Für die Hardware entscheidend: Die Kamera ist fest am Raspberry Pi montiert, Blick nach vorne. Nur ein konstantes Sichtfeld ermöglicht zuverlässige Auswertungen während der Fahrt.
Starr am Roboter befestigt, auf den Bereich vor dem Fahrzeug ausgerichtet. Stabiles Sichtfeld ohne bewegliche Teile.
Farbmaske filtert das Bild. Das Ergebnis wird in Zonen aufgeteilt: links, mittig, rechts.
Ergebnis ist eine grobe Richtung — direkt verwertbar für die Fahr- und Ausweichlogik.
06 — Fahrlogik
Vorwärts: nur RPWM aktiv. Rückwärts: nur LPWM aktiv. Stopp: beide PWM-Ausgänge auf null, Enable-Pins deaktiviert.
GPIO 18 · LPWM = 0 · Enable-Pins HIGH
GPIO 13 · RPWM = 0 · Enable-Pins HIGH
Beide PWM = 0 · Enable-Pins deaktiviert
07 — Stromversorgung
Der 7,4-V-LiPo-Akku ist die einzige Energiequelle. Von dort zweigt das System auf: Der BTS7960 wird direkt mit 7,4 V betrieben. Gleichzeitig speist der Akku ein Step-Down-Modul, das auf stabile 5 V regelt — davon werden Raspberry Pi und Servo versorgt. Gemeinsamer GND über alle Zweige ist zwingend.
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