Roboter mit Raspberry Pi und Python bauen: Komplette Anleitung

Ziel dieses Tutorials ist es, Ihnen den Einstieg in die Programmierung mit Python zur Steuerung Ihrer Arduino-Roboter mit einem Raspberry Pi zu erleichtern. Wir gehen die Grundlagen durch – Installation und einfache Beispiele, um Ihren Roboter über eine Python-GUI vom Raspberry Pi zu steuern.

Schritt 1: Teileliste

Unten eine kuratierte Liste an Komponenten, die den Zusammenbau eines mobilen Roboters ermöglichen, der von einer 12-V-Batterie gespeist und über einen Raspberry Pi gesteuert wird.

• Raspberry Pi (mit Monitor, USB-Hub, Tastatur, Maus, WLAN-Dongle) – Hier kaufen
• Arduino UNO (oder kompatibel) mit USB-Kabel – Hier kaufen
• WLAN-Router
• Roboter-Basis – Hier kaufen
• Motortreiber – Hier kaufen
• Stromverteilerplatine – Hier kaufen
• 12 V 7 Ah Batterie – Hier kaufen

Wir empfehlen eine 12-V-Batterie, da sie ausreichende Laufzeit und hohe Stromkapazität bietet. Die Stromverteilerplatine teilt die 12-V-Versorgung in geregelte 12-V- und 5-V-Schienen auf, was die Stromversorgung aller Komponenten vereinfacht.

Schritt 2: Einführung in Python

Python ist eine vielseitige, Open-Source, objektorientierte Sprache, die Guido van Rossum Ende der 1980er schuf. Ihre klare Syntax und das umfangreiche Bibliotheks-Ökosystem machen sie ideal für Robotik. Für Einsteiger sind die offizielle Python-Dokumentation und Community-Tutorials unschätzbare Ressourcen.

Schritt 3: Python-Installation und Setup

Die meisten aktuellen Raspberry-Pi-Images (ab 2013-02-09-wheezy-raspbian.img) kommen mit vorinstalliertem Python. Version prüfen mit:

python --version 

Für Codebeispiele in diesem Tutorial empfehlen wir Python 2.6 oder höher. Falls Python fehlt, installieren Sie es und benötigte Bibliotheken mit:

sudo apt-get update
sudo apt-get install python2.6 python-serial python-tk idle python-pmw python-imaging 

Laden Sie folgende Helfer-Skripte in Ihr Home-Verzeichnis herunter:

• scanports-arduino.py
• term.py
• Buttons.py

Ausführbar machen:

sudo chmod +x ~/scanports-arduino.py
sudo chmod +x ~/term.py
sudo chmod +x ~/Buttons.py 

Diese Skripte ermöglichen das Entdecken verfügbarer serieller Ports, Öffnen einer Terminal-Schnittstelle und Hinzufügen einfacher Button-Steuerelemente für Ihren Roboter. Sie können sie per Doppelklick im Dateimanager oder via Terminal starten.

Abschließend den Roboter-Basis-Sketch in die Arduino IDE laden (hier herunterladen). Dem oben gezeigten Verdrahtungsplan folgen, um Stromverteilerplatine mit Roboterbasis und Arduino zu verbinden.

Für tieferen Einblick siehe vollständiges Tutorial: Building robots with Raspberry Pi and Python.