LEGO Wall-E Roboter mit Arduino Nano bauen: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Komponenten und Materialien

• 1× LEGO Wall-E Set (gebraucht, nicht mehr produziert)
• 1× Arduino Nano R3
• 2× DC-Motor (mit ausreichend Drehmoment)
• 1× L298N Dual-Motortreiber
• 1× Bi-Color-LED (3 Pins, Rot/Grün)
• 1× Infrarot-Hindernissensor (einstellbare Reichweite)
• 1× Summer (Piezo, verschiedene Töne)
• 1× 9-V-Blockbatterie
• 3× Widerstand 330 Ω
• ca. 20× Jumper-Kabel

Werkzeuge

• Lötkolben

Software

• Arduino IDE

Über das Projekt

Jeder kennt Wall-E – den kleinen Müllroboter, der die Erde aufräumt. Ich habe ein LEGO-Wall-E-Set motorisiert und mit Hindernisvermeidung ausgestattet. Mein erstes Elektronikprojekt – große Lernkurve!

Schritt 1: Der Code

Als Softwareentwickler begann ich mit der Logik. Wall-E fährt vorwärts, erkennt Hindernisse per IR-Sensor (LOW = Hindernis), stoppt, spielt „Uh-oh“, schaut links/rechts, wählt freien Weg. Bei Blockade beiderseits: rückwärts mit Warnpiepsen, dann zufällige Drehung.

Wichtige Code-Elemente:

• delay(2000) im setup() – schützt vor Spannungsspitzen beim Batterie-Anschließen nach Reset
• IR-Sensor hat Potentiometer für Erkennungsdistanz – keine Entfernungsberechnung nötig
• Zufällige Wendungen via millis()-Timer (noch verbesserungswürdig)
• Melodien: playHello() (C4-E4-G4-C5), playUhOh() (C5-Gis4)

// Pin-Definitionen
#define INFRA_RED 9
#define GREEN_LED 7
#define RED_LED 8
#define BUZZER 10
#define MR_1 A1; #define MR_2 A2; #define MR_ENABLE 5
#define ML_1 A3; #define ML_2 A4; #define ML_ENABLE 6
const int NORMAL_SPEED = 255;

void setup() {
  delay(2000);
  pinMode(GREEN_LED, OUTPUT); pinMode(RED_LED, OUTPUT);
  digitalWrite(RED_LED, LOW); digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
  pinMode(MR_ENABLE, OUTPUT); pinMode(MR_1, OUTPUT); pinMode(MR_2, OUTPUT);
  pinMode(ML_ENABLE, OUTPUT); pinMode(ML_1, OUTPUT); pinMode(ML_2, OUTPUT);
  pinMode(INFRA_RED, INPUT);
  randomSeed(analogRead(0));
  playHello();
}

void loop() {
  driveForwards(NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(RED_LED, LOW); digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
  if (digitalRead(INFRA_RED) == LOW) { // Hindernis
    digitalWrite(GREEN_LED, LOW); digitalWrite(RED_LED, HIGH);
    stopDriving(); playUhOh();
    // Links prüfen
    turnLeft(500); bool obstacleLeft = (digitalRead(INFRA_RED) == LOW);
    delay(100); turnRight(500); delay(500);
    // Rechts prüfen
    turnRight(500); bool obstacleRight = (digitalRead(INFRA_RED) == LOW);
    delay(100); turnLeft(500);
    // Entscheidung
    if (obstacleLeft && obstacleRight) { /* rückwärts + piepsen + randomTurn */ }
    else if (obstacleLeft) turnRight(1000);
    else if (obstacleRight) turnLeft(1000);
    else randomTurn(1000, 1800);
  }
  if (random(100) == 0) randomTurn(200, 2000); // gelegentliche Zufallswendung
}
// Motor-Funktionen: driveForwards, driveBackwards, turnLeft, turnRight, stopDriving, setSpeed
// randomTurn nutzt millis() % 2 für Richtung

Schritt 2: Verkabelung & Mechanik

• IR-Sensor ins Auge: Zerlegt, LEGO-Pin angeklebt, mit Blu-Tack in Augenfassung montiert – Auge bleibt beweglich
• Motoren: Drähte angelötet, Wellen mit Gipsband + Technic-Pins an Räder geklebt (Superkleber in Nut der Pins für Halt)
• LED in Brust: Aussparung geschnitten, 3-Pin-Bi-Color-LED eingebaut
• L298N passt gerade in den Bauch
• Stromversorgung: 9 V-Batterie → L298N (Motorstrom). Dessen 5 V-Ausgang → Arduino 5 V-Pin (geregelter 5 V, sicher!). Vin → IR-Sensor (5 V). Hinweis: Nur bei geregelter 5 V vom Treiber zulässig!

Schritt 3: Wall-E in Aktion

Videos zeigen: normales Fahren, Hindernisreaktion, Verhalten in der Ecke (rückwärts + Piepsen + Zufallsdrehung).

Geplante Verbesserungen: Kabelmanagement optimieren, Servo für Kopfdrehung, kleinere Platinen/Shields für kompletten Einbau in den Rumpf.

Und so lebte Wall-E glücklich bis an sein Ende.

Schaltplan (Fritzing)

wall-e2_3P6X71BCnP.fzz

Kabelfarben: Rot = Plus, Schwarz = Masse, Gelb = IR-Signal, Orange/Grün = LED, Lila = Motorrichtung, Blau = Motor-PWM (im Fritzing-Teil fehlen die PWM-Pins am L298N-Symbol).