Roboterbau mit Grundschüler - habt ihr Tips?

[Sty_Stoned]

Hallo zusammen,

Mein Sohn ist 8 und kann lesen, schreiben und rechnen. Er interessiert sich sehr für Roboter und ich möchte gerne mit ihm einen bauen, programmieren und weiterentwickeln. Es soll ein fahrender Roboter werden, ferngesteuert, was der akku eben hergibt ;-)
nun bin ich am überlegen was und wie ich das Projekt angehe. Ein paar Eckdaten:

Ich möchte ihn weder überfordern noch in eine Richtung drängen. Er hat einfach ein unbändiges Interesse an Robotern. Bücher über das Thema frisst er aktuell...

Vorkenntnisse:
Mein Sohn hat bereits erste Gehversucht mit diversen "programmierbaren" Robotern gesammelt. Im Kindergarten mit Bluebots, oder Lego.

Ich bin selber in der IT daheim. In Sprachen wie Python, C++ und SQL etc habe ich viel Praxis und nutze ich tagtäglich.


Es wird ein Langzeit-Projekt.
Es soll Elektronik, Programmieren und generell Technik vermitteln
Es soll skalierbar sein und mit dem Alter und Lernfortschritt mitwachsen
Erste schnelle Ergebnisse sind top, aber ich möchte ihn auch nicht überfordern...


Als erstes soll die Elektrik, Sensorik und Motorisierung im Vordergund stehen. Danach wird gefahren, gelenkt und gesteuert.

Aktuell schwanke ich zwischen:

Raspberry Pi
Arduino
Calliope


vielleicht habt ihr ja gerade etwas ähnlich angefangen oder hinter euch?
Welche Fehler sollte ich vermeiden?
Welche Alternativen oder guten Projekte gibt es?



Vielen Dank für eure Mithilfe :-)

 

[Skudrinka]

Die Ansteuerung eines einzelnen Motors, ohne Grundkenntnisse, wirst auch du, als erwachsene Person nicht von jetzt auf gleich über einen Arduino realisieren können.
Dazu wirst du dich einlesen müssen und wenn nicht alles nach C&P stattfinden soll, auch lernen müssen zu programmieren.

Vielleicht liege ich falsch, aber für ein 8 jähriges Kind ist das zu anspruchsvoll - auch wenn es lesen, schreiben und rechnen kann

Würde vielleicht mit so was in der Art anfangen?
Um Grundkennrisse der Elektrotechnik zu sammeln.

 

[tomgit]

Es gibt einige Kits dafür, musst vllt. mal bei Berrybase, Amazon und co nachschauen. Teilweise kommen die mit entsprechenden SBCs daher, entweder einem Raspberry Pi oder einem Nvidia Jetson Nano.
Lego könnte man ggf weiterhin angehen, die Mindstorm-Nachfolger haben ja erweiterte Frameworks und APIs, die über die einfachen „Klickibunti“-GUIs hinaus gehen.

 

[xerex.exe]

Ich würde da, vorallem ohne vorkenntnisse, bei Lego bleiben

https://www.lego.com/de-de/themes/mindstorms/buildarobot

 

[Skudrinka]

bei Lego bleiben

Aber da kannst du nun wirklich nichts lernen!
Und gesterut werden Modelle nur noch mit dem Smartphone - was ich unmöglich finde - das Kinder schon wieder ein Handy in der Hand haben müssen, um ihr LEgo Modell zu steuern.
Wenn, dann lieber andere Hersteller - LEgo ist so oder so keine Empfehlung mehr.
Es lebe die Klemmbausteine

 

[Krik]

Ich würde mit Lego Mindstorms anfangen. Das ist doch ideal passend für das Kind. Zum Einen gibt es da eine GUI, in der man sich die Programme zusammenklicken kann. Zum Anderen kann man später, wenn mehr technisches und logisches Verständnis da ist, auch mit gängigen Programmiersprachen wie Java arbeiten.

 

[oiisamiio]

Lego Boost, leider nur noch bei Kleinanzeigen... max 90,- Euro bringt eine Art Scratch mit sich. Es gibt eine Custom Firmware für Python Support...

 

[Goltz]

Bin auch der Meinung, Lego Mindstorms zu verwenden. Ist für einen Achtjährigen ein guter Einstieg.
Zuviel abstrakte Technik halte ich für abschreckend, Lego ist spielerisch mit schnellen Erfolgen dabei.

 

[Spock55000]

Mir fällt noch das hier ein:

https://funduino.de/

 

[Darkling71]

Eine Alternative wäre ein Baukasten von Fischertechnik.
Zum Beispiel dieses hier: Klick
Die Software läuft, soweit ich weiß, auf Android und iOS, ein Tablet wäre ideal, eventuell auch auf Linux.

 

[Skudrinka]

Fischertechnik.

Schade das die wirklich geilen Dinge nicht mehr gibt und sie, mit ihren Sachen generell ziemlich unter dem Radar sind. Schon ich hatte Dinge von Fischertechnik und habe mich als Kind daran begeistern können..

Naja, das Handy lebt - Verstand für Physik und Technik ist nicht mehr wichtig..

 

[Twostone]

Ich würde auch eher bei bestehenden Bausätzen bleiben. Nicht unbedingt Lego, so gut sind die auch nicht mehr, aber es gibt genug Konkurrenz.

Der kleine Maßstab hat seine ganz speziellen Herausforderungen. Da kann man nicht mal eben Standard-Baugruppen wie Frequenzumrichter oder gar ein Hydraulikaggregat unterbringen. In Industriegröße wäre das Ganze was Anderes, das ließe sich tatsächlich sehr leicht auch mit den üblichen Verdächtigen lösen. Aber miniaturisiert? Viel Rechnerei. Und ohne spezialisierte Kenntnisse nicht zu lösen. Da ist es schon besser, wenn jemand bereits die Vorarbeit geleistet hat.

Noch vorteilhafter, wenn es eine passende IDE mit angepasster Sprache gibt. Die Programmierung komplexer Maschinen macht man idR nicht mal eben im Handumdrehen, da ist schon einiges an Entwicklungsarbeit und Inbetriebnahme gefragt. Bei den meisten bestehenden Bausätzen jedoch ist die Programmierumgebung so gestaltet, daß man sehr schnelle Erfolgserlebnisse und nur wenige Rückschläge hat.

Mit reeller Maschinenprogrammierung haben diese Bausätze zwar nur in Ansätzen zu tun, es kann aber zumindest eine praktische Herangehens- und Denkweise lehren, die man später an komplexen Steuerungen immer noch nutzen kann.

Ergänzung (21. September 2024)

Naja, das Handy lebt - Verstand für Physik und Technik ist nicht mehr wichtig..

Robotik, zumindest in industrieller Spielweise, ist kein Thema für Heranwachsende, das ist schon sehr komplex. Aber ja, wer hat nicht schon mal eine Ballwurfmaschine oder gar ein Katapult gebaut.

Eine Ballwurfmaschine/Katapult wäre auch ein guter Einstieg in die Robotik (Oder Ballistik). Kann man schon sehr viel dabei lernen, beim ersten mechanischen Aufbau und späterer Elektrifizierung. Würde mir als Jugendlicher auch mehr Spaß machen, als ein Roboter. Auch wenn man es auf den ersten Blick nicht glauben mag, man kann das schon sehr aufwendig gestalten.

 

[Der_Dicke82]

Moin moin,

1.
ich glaube ich würde die Frage im Mikrocontroller forum stellen! Dort ist einfach KnowHow dazu versammelt.
Wie man Lego empfehlen kann ist mir schleierhaft.

Rund um arduino gibt es sehr viel dazu! Das Chassis könnte man weiterhin aus Lego bauen.
Ich würde anfangen mit Linienrobotern (Fahren einer Linie selbständig hinterher) und dann eventuell darauf aufbauen.

Problem bei Arduino ist, die Programmiersprache ist kein reines C (Es ist Einfacher) und deswegen sollte man irgendwann auf etwas "vernünftiges" umsteigen, aber das wäre wohl erst mit 12-14 dran

Es gibt sogar noch simplere Möglichkeiten mit arduino
https://www.instructables.com/Simple-Arduino-Robot-Block-Programming-for-Kids/

 

[Mickey Mouse]

Die Ansteuerung eines einzelnen Motors, ohne Grundkenntnisse, wirst auch du, als erwachsene Person nicht von jetzt auf gleich über einen Arduino realisieren können.

hmm, also ich weiß jetzt nicht was du mit "jetzt auf gleich" meinst. Wenn das aber 5 Minuten Google beinhaltet, dann dürfte wirklich jeder "Vollidiot" mit einem Arduino und entsprechend "vorgekauten" Bibliotheken ein Servo(Motor) ansteuern können.
Anschließend kann man sich ja etwas in die "Theorie" (Winkelvorgabe per PWM usw.) einlesen.

aber genau da sind wir beim Punkt, wo die Sache eigentlich hingehen soll?!?

man kann das ganze ja eher von der "Anwenderseite" sehen und das Augenmerk liegt beim "teachen" (also "anlernen" des Roboters z.B. auf lackieren einer Fläche oder zeihen einer Schweißnaht).
oder der Schwerpunkt liegt auf der Sensorik und Regelungstechnik oder mehr auf der Ablaufsteuerung.

ok, ein 8-jähriger wird sich eher nicht sofort im TIA Portal zuhause fühlen oder eine Simatic programmieren.

ich denke (weiß es nicht!), dass man am besten über den Spieltrieb weiter kommt.
es gibt doch so viele Bausätze für Autos mit Ultraschall Entfernungsmessern oder einfache "Roboter-Arme", da würde ich etwas nach Interesse aussuchen.

und mal ganz ehrlich, was da am Ende "unter der Haube ist", ist doch relativ egal.
ich habe hier diverse "Basteleien" basierend auf von ESP8266 über Arduino bis hin zu RasPi5 am laufen.
für den Einstieg halte ich die Arduino IDE für geeignet. Natürlich rümpft der Profi die Nase und greift zu VisualStudio oder noch größeren Hämmern, aber es soll ja ums Lernen gehen und nicht möglichst schnell und effizient "reale Probleme lösen", um den Chef zufrieden zu stellen.

Dazu wirst du dich einlesen müssen und wenn nicht alles nach C&P stattfinden soll, auch lernen müssen zu programmieren.

naja, was heißt heute "programmieren"?!?
ich habe das noch "von der Pike auf" gelernt, so mit "Schleifen Abbruch Bedingung VOR oder NACH der Schleife prüfen". Da ist es grundlegend erstmal völlig egal, ob die Schleife selber eingerückt, in {} oder () Klammern steht.
ich habe mit "Fachinformatikern" gesprochen und die haben in der Berufsschule nicht gelernt was "Rekursion" ist...
aber wenn man sie nach ihren Fähigkeiten fragt, dann können sie C, C++, C#, Java und natürlich Python fließend und perfekt.

heute muss man nur noch Chat-GPT sagen was man "programmieren" möchte und fertig

Vielleicht liege ich falsch, aber für ein 8 jähriges Kind ist das zu anspruchsvoll - auch wenn es lesen, schreiben und rechnen kann

ich denke alleine ist es sicherlich überfordert. Aber wie gesagt, mit ein paar "Bildern" sollte man einem interessierten 8 jährigen schon erklären können, dass man mit einem PWM Signal den Winkel des Servos vorgeben kann.

Würde vielleicht mit so was in der Art anfangen?
Um Grundkennrisse der Elektrotechnik zu sammeln.

ja, ich stimme zu 100% zu, dass solche Grundlagen wichtig sind. Aber da taucht man eben auch recht tief in physikalische Dinge ein, die man für "einfache Robotik" gar nicht braucht. Nochmal: klar hilft es oder ist sogar wünschenswert, wenn man die Grundlagen beherrscht!

ich bleibe bei dem PWM Signal. Ein oder zwei Zeichnungen mit guter Erklärung und das versteht jeder.
ob dieses "Signal" jetzt Strom, Spannung oder Magnetfeld ist, ist für das Verständnis der Bedeutung des Signals bzw. seines "Informationsgehalts" erstmal völlig irrelevant.

 

[Col. Jessep]

Ich finde es toll was du als Vater mit deinem Nachwuchs machst!
Vielleicht findest du einen Betrieb mit Robotics in deiner Umgebung mit einem Tag der offenen Tür.

 

[oiisamiio]

Moin moin,

1.
ich glaube ich würde die Frage im Mikrocontroller forum stellen! Dort ist einfach KnowHow dazu versammelt.
Wie man Lego empfehlen kann ist mir schleierhaft.

Also warum Lego:

• es wird in Schulen eingesetzt
• hochwertiges Begleitmaterial wie Bücher
• der Einstieg ist leicht
• man kann einfach alles mögliche ohne Löten, Schrauben 3D Druck daraus bauen
• es gibt die Möglichkeit für diverse Programmiersprachen (Python, C#)

https://pybricks.com/
https://spike.legoeducation.com/

 

[Tuetensuppe]

Vielleicht so etwas wie das
ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0
https://www.amazon.de/ELEGOO-Baukasten-Ultraschallsensor-Smartphone-Erwachsene/dp/B07474MMB5

 

[Krik]

Ich verstehe nicht, wie man hier Arduino und andere Microcontroller vorschlagen kann. Es geht hier um ein 8-jähriges Kind! Das kann mit Müh' und Not gerade mal seit 2 Jahren schreiben und bis 100 zählen. Dem muss man zu Anfang mit etwas einfachem konfrontieren, das schnelle Erfolge bringt, sonst kommen die Tränen schnell und das Interesse erlischt schlagartig.

Auf Kinder ausgerichtete Sets wie Lego Mindstorms sind mit Abstand besser geeignet und selbst die sind schon grenzwertig. Eigentlich sind die ab 10 Jahre, aber vielleicht geht es mit Papas Unterstützung auch schon jetzt.

 

[Der_Dicke82]

Es geht hier um ein 8-jähriges Kind! Das kann mit Müh' und Not gerade mal seit 2 Jahren schreiben und bis 100 zählen. Dem muss man zu Anfang mit etwas einfachem konfrontieren, das schnelle Erfolge bringt, sonst kommen die Tränen

Sorry, aber genau das ist die Einstellung, warum heute CoD gespielt wird.
Früher waren die meisten Spiele für mich nicht schaffbar und trotzdem fing ich nicht an zu heulen.

Ich finde man sollte Kinder eher am Rand zur Überforderung beschäftigen als am Rand zur Unterforderung.

Grundsätzlich ist das alter ziemlich gut um mit programmieren anzufangen, besonders wenn er Interesse an Mathe hat. Es hilft aber sehr, wenn der "Lehrer" auch entsprechende Kenntnisse hat.

 

[Krik]

Sorry, aber genau das ist die Einstellung, warum heute CoD gespielt wird.

Das ist Quatsch! Ich habe mit 14 Ballerspiele gezockt und mir trotzdem das Programmieren (bis hin zu Assembler) selber beigebracht.

Mit 8 Jahren haben Kinder noch die nötigen geistigen Voraussetzungen für so etwas komplexes. Die haben bis jetzt von Logik und physikalischen Zusammenhängen nichts gehört und können damit auch relativ wenig anfangen. Die machen teilweise noch Malen nach Zahlen im Unterricht, um die Zählfertigkeit zu festigen. Mit ein bisschen Glück bekommen die vielleicht jetzt schon negativen Zahlen gelehrt. Es kann aber auch sein, dass die erst nächstes Schuljahr dran sind.

Und so einem Kind soll beigebracht werden, einen Roboter zu programmieren? Das klappt niemals. Das Höchste, was ich mir hier aktuell vorstellen kann, ist einen Roboter nach Anleitung zusammen zu bauen, an dem Papa dann einen per Mindstorm programmierten Kopf dran macht, der auf Licht oder so reagiert.