Robotik und Prototypisierung
(2 437)Der Bereich Robotik und Prototypenbau ist ein sehr umfangreicher und recht ungewöhnlicher Bereich des Katalogs, der ein Sortiment umfasst, das sich in erster Linie an Einzelkunden, hauptsächlich Enthusiasten richtet, obwohl er auch von Profis, Studenten, Startups und Hersteller hochspezialisierter Schaltkreise (normalerweise auf individuelle Bestellung gefertigt) in Anspruch genommen wird.
Zu diesem Sortimentszweig gehören Module, deren Hauptmerkmale einfache Handhabung und größtmögliche Toleranz hinsichtlich der elektrischen Parameter sind, dank derer sie schnell miteinander, mit einem Entwicklungskit oder einem Einplatinencomputer verbunden werden können. Dadurch sind sie ideal für die Bedürfnisse von Prototypenentwicklern oder Heimprojekten geeignet. Sie sind auch im Bildungsbereich nützlich, wo sie den Aufbau von Schaltkreisen erleichtern, die grundlegende Probleme im Zusammenhang mit der digitalen Elektronik veranschaulichen.
Elemente für den Prototypenbau
Unter den Lösungen für das Prototyping findet man keine einzelnen elektronischen Komponenten – für diese sollte man die Abschnitte wie passive Komponenten oder Halbleiter besuchen. Was für Projektentwickler zählt, ist die Möglichkeit, der entwickelten Schaltung schnell ein Modul hinzuzufügen. Daher verfügen viele der angebotenen Produkte über eigene Spannungsregler und -stabilisatoren auf ihren Leiterplatten, was den Einsatz mit einem breiten Spannungsbereich (am häufigsten typisch für 3,3-V- und 5-V-DC-Mikrocontroller) ermöglicht. Eine ähnliche Vereinfachung ist die übliche Verwendung von Ausführungen in Form von Stiftanschlüssen (Goldpin) oder zumindest Ausgängen in einem Raster von 2,54 mm, was den Aufbau von Schaltkreisen mithilfe von Kontaktplatten ermöglicht. Manchmal wird ein zusätzlicher standardisierter Ausgang verwendet, der für das gesamte Produktportfolio identisch ist, normalerweise auf Basis von seriellen Schnittstellen (SPI I2C usw.), was die Integration mit den gängigsten Marken und Serien von Mikrocontrollern (PIC, AVR), Entwicklungsplattformen (Arduino) und Einplatinencomputern (Raspberry Pi) erleichtert.
Prototyping-Module
Es ist schwer, eine elektronische Komponentenart zu finden, das nicht in modularer Form verfügbar ist.
Die zahlreichste Gruppe sind Sensormodule, die zum Überwachen und Sammeln von Daten zu verschiedenen Variablen verwendet werden. Dazu können beispielsweise Informationen über die Umgebung gehören: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität. Viele der Produkte verfügen über Eigenschaften, die speziell auf die Bedürfnisse der Automatisierung zugeschnitten sind und es ermöglichen, die Präsenz von Objekten, deren Entfernung, ihre Farbe usw. zu bestimmen. Bei Modulen, die mit LiDaR ausgestattet sind (Light Detection and Ranging) ist sogar dir räumliche Zuordnung von Objekten möglich. Eine ähnliche Funktion übernehmen Positionssensoren und Beschleunigungsmesser – wesentliche Elemente moderner, „intelligenter“ Robotiksteuerungen. Hervorzuheben ist hier, dass die Kategorie Prototyping auch Kameras und Schallwandler (sowohl Mikrofone als auch Audioverstärker) umfasst.
Ein wichtiger Bestandteil des Modulangebots sind Spannungswandler und Laderegler. Ihr Einsatz ermöglicht die Anpassung des Designs an den Einsatz mit universellen Stromquellen (z. B. Tischnetzteil, USB-Ladegerät) oder vereinfacht den Aufbau mobiler Geräte deutlich, die letztlich auf Energie aus Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Zellen basieren sollen. Zu dieser Gruppe gehören auch beliebte kompakte Impulswandler, deren Miniaturisierung es ihnen ermöglichte, Größen zu erreichen,step-up und step-down, deren Miniaturisierung es ihnen ermöglichte, Größen zu erhalten, die mit denen von Linearstabilisatoren identisch sind (in einigen Fällen haben sie auch eine ähnliche Pinbelegungsanordnung) .
Zu einer umfangreichen Gruppe gehören auch exekutive Schaltkreise, dank derer ein Mikrocontroller oder Mikroprozessor den Betrieb erheblicher Lasten steuern kann. Zu den einfachsten Lösungen dieser Art gehören Relaismodule, die fast immer eine zusätzliche Stromkreistrennung (über Optokoppler) bieten. Erwähnenswert ist in dieser Branche auch eine große Auswahl an Treibern, darunter klassische H-Brücken (implementiert mit speziellen integrierten Schaltkreisen) für Gleichstrom- und Schrittmotoren sowie gesteuerte Servo-Betriebsmultiplexer, die über serielle Protokolle gesteuert werden (zwei Leitungen reichen also aus, um z.B. 8 Empfänger zu steuern). Mit diesen Lösungen kann man komplexe, innovative Roboter - Diplom- oder Wettbewerbsprojekte konstruieren.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die vorgestellten Artikel als ergänzendes Angebot zu Entwicklungskits wie Arduino und einer breiten Palette von Kommunikationsmodulen und optoelektronischen Modulen (z. B. intelligente Displays angesehen werden sollten – Produktgruppen, die in der Halbleiterabteilung unseres Katalogs verfügbar sind.
Elektromechanische und mechanische Elemente
Zusätzlich zu den Steuerungen selbst bietet TME natürlich auch Mikromotoren an: sowohl Gleichstrom- als auch bürstenlose (BLDC) und Schrittmotormodelle sowie Servomechanismen. Sie sind in Miniaturversionen und solchen für eine längere Lebensdauer (Mechanismen und Wellen aus Metall) sowie in verschiedenen Getriebevarianten erhältlich, die dem Käufer optimale Drehzahl und Drehmoment ermöglichen. Sie sind für die Montage mit Standardschrauben (z. B. M3) geeignet und ihre Hersteller bieten über TME Montagezubehör an, wodurch die Konstruktion des Chassis, des Arms oder des sogenannten Gimbal (Kamerastabilisator) möglich wird.
Neben den Motoren selbst umfasst der Bereich Robotik auch Räder, Reifen, Raupen, Greifer, Stützkugeln, Adapter, Propeller und zugehörige mechanische Elemente. Besonders hervorzuheben sind Universal-Chassis, die die Arbeit an Projekten – insbesondere im Bildungsbereich – erheblich beschleunigen, da sie die Verarbeitung von Kunststoffen oder Metallen überflüssig machen und es dem Auftragnehmer ermöglichen, sich auf elektrische und elektronische Themen zu konzentrieren.
Ebenso wie modulare Systeme das Halbleiterangebot ergänzen, ist es auch erwähnenswert, dass fertiges Zubehör für die Robotik unser umfangreiches (mehrere Dutzendtausend Artikel umfassendes) Sortiment universeller mechanischer Elemente, Halterungen für Gehäuse, Konstruktionsmaterialien usw. bei der Herstellung von Prototypen ergänzt.
3D-Druck
Artikel für den 3D-Druck sind eine sich ständig weiterentwickelnde Unterkategorie der Prototyping-Abteilung – sowohl im Katalog von TME als auch in der Realität von Laboren und Hobbywerkstätten. Die Fähigkeit, präzise Teile ohne langwierige und mühsame Materialbearbeitung herzustellen, hat die Prozesse der Konstruktion von Mechanismen und ganzen Maschinen irreversibel verändert.
Im Bereich des dreidimensionalen Drucks konzentriert sich TME vor allem auf die Bereitstellung eines breiten Spektrums an Filamenten, d.h. Rohstoffen, die zur Herstellung von Modellen verwendet werden. Sie werden in Form von Draht auf einer Spule mit einem standardisierten Durchmesser von 1,75 mm geliefert. In diesem Bereich werden enorme technologische Fortschritte erzielt, die den Einsatz des 3D-Drucks in immer mehr Anwendungen ermöglichen. Ein Beispiel hierfür sind Materialien, die beständig gegen UV-Strahlung und Umwelteinflüsse sind und die Herstellung von Gehäusen oder mechanischen Elementen für im Freien arbeitende Geräte, wie beispielsweise Remote-IoT-Sensoren, ermöglichen (Internet of Things). Filamente, die nach der Bildung ihre Flexibilität behalten, haben spezifische Eigenschaften. Damit kann man unter anderem Folgendes herstellen: Dichtungen, Modellreifen und stoßdämpfende Elemente, die bisher den Einsatz von Spritzgussverfahren erforderten.
Die enorme Vielfalt der Filamente lässt sich am besten an ihrer Farbauswahl erkennen. Kunden erwarten immer häufiger, dass das Material auch in ästhetischer Hinsicht ihren Ansprüchen gerecht wird und möchten aus verständlichen Gründen auf den Lackiervorgang verzichten. Aus diesem Grund haben wir eine breite, farbenfrohe Palette an Rohstoffen in das Sortiment von TME aufgenommen, die es uns ermöglicht, die Teile in verschiedenen Farben, andere Materialarten (Holz, Metall) imitierend, mit einer ungewöhnlichen Struktur (Regenbogen, Perlmutt) und sogar teilweise transparent herzustellen
Wichtige Unterschiede und Parameter
Obwohl Robotik- und Prototyping-Produkte in der Regel große Toleranzen hinsichtlich der elektrischen Parameter aufweisen, müssen diese dennoch berücksichtigt werden. Abgesehen von den offensichtlichen Aspekten wie Spannungswert oder Polarisation muss immer sichergestellt werden, dass Stromverbrauch, Pinbelegung, unterstützte digitale Kommunikationsprotokolle (einschließlich ihrer Geschwindigkeiten) usw. den Eigenschaften eines bestimmten Projekts entsprechen.
Dennoch muss noch einmal betont werden: die in der Prototyping-Abteilung angebotenen Produkte bieten die einfachste Möglichkeit, die Absichten des Designers umzusetzen und den Weg vom Konzept bis zum ersten Entwurf so weit wie möglich zu verkürzen. Wenn Sie Ihr Abenteuer mit der Elektronik irgendwo beginnen möchten, dann ist es hier!
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