Fortgeschrittener Schneeräumer-Roboter für effizientes Winter-Räumen

Komponenten und Materialien

Komponente	Menge
Arduino UNO REV3	1
Relais-Board (1 Kanal)	1
Motor Shield	1
24V DC Motoren 250W	1 Set (2 Motoren)
Lineare Aktuatoren	3
Halterungen für lineare Aktuatoren	4
Motortreiber (für 24V Motoren)	1
DC-DC Wandler (für LED-Projektor)	1
PS2 Shield	1
Bleigel-Akkus 12V 7,2Ah	6

Über das Projekt

Warum ein Schneeräumer-Roboter? Da ich Lösungen für ein leichteres Leben schätze, wollte ich eine Alternative zum manuellen Schneeschippen bei klirrender Kälte schaffen. Etwas Spaßiges und Technologisches. So entstand ein ferngesteuerter Schneeräumer-Roboter mit starker Mechanik, Steuerungselektronik und leistungsstarken Elektromotoren. Das Ergebnis: Ein Miniatur-Schneepflug mit Kettenantrieb, motorisiertem Schild (heb-/senkbar & schwenkbar) und LED-Projektor für Dunkelheit. Gesteuert per PlayStation-Controller.

Im Video sehen Sie den Roboter im Einsatz. Jemand meinte, er müsse Anlauf nehmen – STIMMT NICHT, das Video zeigt nur, wie der Schnee geräumt wird.

Mechanischer Aufbau

Rahmen aus Rechteckstahl verschweißt. Träger für motorisiertes Schild & Antriebssystem (Motoren, Räder, Ketten). Maße: 600×375×240 mm (ohne Schild), Gewicht: ca. 30 kg.

Elektronik & Steuerung

Kern: Arduino Uno mit 3 Shields:

• Motor Shield – steuert 3 lineare Aktuatoren (Schild-Bewegung)
• PS2 Shield – Interface zum PlayStation 2 Controller (benötigt RX-PS2 2,4GHz Empfänger)
• Relais-Board – schaltet LED-Projektor

Zusätzlich: Motortreiber (Doppel-H-Brücke) für 24V-Antriebsmotoren, DC-DC Wandler (Step-Up) für LED-Projektor.

Stromversorgung

6× 12V 7,2Ah Bleigel-Akkus. Reihenschaltung: Mittelabgriff = 12V (Arduino, Shields, Lineare Aktuatoren), Außenpole = 24V (Antriebsmotoren, Projektor). Schalter (125V, 2×15A) trennt beide Versorgungsleitungen.

• 12V → Arduino (versorgt Shields über Pin-Leisten), LED als Betriebsanzeige
• 12V direkt von Akku → Motor Shield Leistungsseite (Jumper auf EXT!) – Aktuatoren ziehen zu viel Strom für Arduino-Versorgung
• 24V → Motortreiber (4 Drähte zu Arduino Digital-Pins), optional → DC-DC Wandler → LED-Projektor (über Relais)

Lineare Aktuatoren (Schild-Steuerung)

3 Stück (Typ LACT2): 12V DC Getriebemotor mit Spindel, 5cm Hub. Dynamische Last 50kg, max. 1,3cm/s. Haltekraft ~250kg (stromlos). Endschalter begrenzen Hub, Dioden erlauben Richtungswechsel. Metall, staub/wassergeschützt (IP63).

Motor Shield Bibliothek erforderlich. Externe 12V-Versorgung am PWR-Terminal (Jumper auf EXT).

24V Antriebsstrang

Motortreiber: Doppel-H-Brücke, max 35VDC, 15A pro Motor (dauerhaft). 4 Arduino Digital-Pins (2 PWM) → Richtung & Geschwindigkeit. 4 Status-LEDs für Drehrichtung. 2 Kühlkörper auf Platinenrückseite.

Hersteller-Bibliothek für Arduino. Ausgangsklemmen: Motoren anschließen (Polarität beachten – sonst fahren Ketten rückwärts!). Mind. 1,5mm² Kabelquerschnitt.

Steuereingänge: DIR = Richtung (Logik), PWM = Leistung. Pinbelegung laut Aufdruck auf Platine beachten (wichtig für Bibliothek & Firmware).

LED-Projektor (Optional)

Ursprünglich 230V AC. Umgebaut: AC/DC Teil entfernt, LED-Leistungsdrähte direkt an DC-DC Wandler (STEPUP30V) Ausgang. Wandler auf ~30V einstellen für ~10W LED-Leistung (bei 30V ≈ 340mA). STEPUP30V hat 2A Strombegrenzung. Relais (RELAY1CH) schaltet Projektor ein/aus (Arduino D13 → Relais-Treiber). Relais-Board wird von Arduino 5V/GND versorgt.

PlayStation Steuerung

PS2 Shield + RX-PS2 Empfänger (2,4GHz). Hersteller-Bibliothek decodiert Befehle.

Lichtsensor (Automatischer Projektor)

Fotowiderstand (LDR) als Helligkeitssensor. Spannungsteiler mit 10kΩ (1/4W) an Arduino A0. 5V von Arduino.

• Hell: LDR-Widerstand niedrig → ADC-Wert niedrig → Relais aus
• Dunkel: LDR-Widerstand hoch → ADC ~5V → Relais ein → Projektor an

Bauanleitung (Kurzfassung)

QUICK GUIDE – Detaillierte Schritte im Originalprojekt.

Code

Sketch: Download (ZIP)

Schaltplan