Eine Mülltonne, die den Abfall selbst einsammelt, war unser Ausgangspunkt. Dafür kombinierten wir einen Hoverboard-Antrieb mit einem selbst gebauten Sauger und einem beweglichen Arm. Heraus kam eine große, ferngesteuerte Tonne, die fahren und ihren Saugschlauch bewegen konnte. Beim eigentlichen Reinigungstest funktionierte der Sauger allerdings nicht richtig. Dann kippte der Aufbau um, und die Saugeinheit brach ab.

Gerade deshalb steckt der Nutzwert dieses Projekts weniger in einer fertigen Nachbaulösung als in den Schnittstellen: Fahren, Armbewegung und Saugen müssen nicht nur einzeln funktionieren, sondern auch zusammen.

Der Hoverboard-Antrieb war nicht einfach austauschbar

Wir besorgten ein gebrauchtes Hoverboard als Teilespender. Beim Zerlegen suchten wir nach den verbauten Chips und passenden Informationen zur Ansteuerung. Zum ersten Motorcontroller fanden wir nichts Brauchbares; erst ein zweites Hoverboard brachte uns weiter.

Wenn du einen solchen Antrieb verwenden möchtest, prüfe deshalb vor dem Kauf die konkrete Controllerplatine und deren unterstützte Ansteuerung. Die äußere Ähnlichkeit zweier Hoverboards sagt darüber wenig aus. Ein günstiger kompletter Teilespender hilft nur, wenn du seine Elektronik tatsächlich nutzen kannst.

Auch mit dem zweiten Board bewegten sich die Motoren zeitweise ohne gewollten Fahrbefehl. Das war kein selbstständiges Navigieren, sondern ein Steuerungsproblem. Für erste Prüfungen gehören die Antriebsräder frei vom Boden auf eine feste Auflage; halte eine unmittelbar erreichbare Abschaltung bereit. Ein Neutralbefehl muss zuverlässig Stillstand ergeben, bevor der Roboter auf dem Boden fährt.

Die große Tonne brachte außerdem einen ungünstigen Schwerpunkt mit. Für einen neuen Aufbau würden wir schwere Baugruppen möglichst tief befestigen und den Arm zunächst dicht am Körper halten. Vor dem Saugen muss die Plattform langsames Anfahren, Anhalten und Richtungswechsel auf einer freien Testfläche beherrschen.

Unser Saugkonzept: Behälter, Schlauch und Impeller

Der Sauger entstand aus Abwasserrohren mit Auffangbehälter und Schlauch. Oben saß ein elektrischer Mantelpropeller, auch EDF-Impeller genannt, in einem gedruckten Halter. Er sollte Luft aus dem Behälter ziehen, sodass durch den Schlauch Luft und Müll nachströmten.

Der Luftweg ist entscheidend: vom Schlaucheingang über den Sammelraum zum Filter und erst danach zum Impeller. Ein PU-Absaugschlauch mit 75 mm Durchmesser * ist eine Schlauchoption für einen entsprechend ausgelegten Aufbau. Gleiche Durchmesser und Befestigung mit deinen Rohranschlüssen ab. Verlege ihn ohne enge Knicke und so, dass seine Bewegung nicht am Arm zieht.

Unser erster ungeschützter Propeller wurde beschädigt, als eingesaugtes Material hineingeriet. Nach dem Ersatz ergänzten wir einen Filter aus einem alten Staubsauger samt gedruckter Aufnahme. Außerdem bekam der Sauger einen Boden, den wir verschraubten und zusätzlich abdichteten.

Daraus folgen zwei getrennte Aufgaben: Nebenluft an Gehäuse und Anschlüssen vermeiden und den Rotor vor Fremdkörpern schützen. Ein Filter erzeugt zugleich Strömungswiderstand. Prüfe den vollständigen Luftweg deshalb mit montiertem Filter und geschlossenem Gehäuse, statt aus einem frei laufenden Impeller auf gute Saugleistung zu schließen.

Rotierende Teile brauchen eine feste, geschlossene Einhausung; nicht zum Test in der Hand halten. Unser Aufbau eignet sich nicht zum Aufnehmen von Glut, Flüssigkeiten oder gesundheitsgefährlichem Feinstaub. Für Werkstattstaub zählt die dafür ausgewiesene Filterung des gesamten Saugers.

Der Arm muss mehr als sein Eigengewicht bewegen

Damit der Schlauch auch höher gelegene Stellen erreicht, bauten wir einen Arm aus gedruckten Teilen und Holzstäben. Servomotoren bewegten ihn über zusätzliche gedruckte Zahnräder. Eine gedruckte Bohrschablone half beim Befestigen der Schulter an der runden Tonne.

Die zusätzliche Untersetzung erhöhte das verfügbare Drehmoment am Gelenk. Sie macht den Arm aber auch langsamer. Für die Auslegung zählen neben dem Armgewicht der Schlauch, sein Widerstand beim Biegen und der Abstand dieser Lasten zum Gelenk. Je weiter du den Arm ausstreckst, desto größer wird das erforderliche Haltemoment – und desto ungünstiger kann die Last für den Stand der Tonne werden.

Prüfe Bewegungsrichtung und Anschläge zunächst ohne Saugbetrieb. Bei uns bewegte sich der Arm während eines Tests in die falsche Richtung. Halte Finger von Zahnrädern und Gelenkspalten fern und gib dem Schlauch über den gesamten Bewegungsweg genügend Spiel.

Warum wir zwei Bedienmodi brauchten

Ein Arduino sollte gleichzeitig Servos, Turbinenregler und Hoverboard-Controller bedienen. Unsere damalige Software bekam diese Aufgaben nicht zuverlässig zusammen. Seltener gesendete Fahrbefehle entschärften einen Teil des Problems, verschlechterten aber die Fahrbarkeit. Deshalb ergänzten wir an der Fernbedienung einen Schalter zwischen Fahrmodus und Arm-/Turbinenmodus.

Ein Arduino Nano Every * ist eine kompakte Platinenoption für solche Steuerungsaufgaben. Entscheidend ist die Software dazu: Prüfe, ob Servo-Bibliotheken, Kommunikation und Regleransteuerung zeitlich zusammenarbeiten. Teste auch den Moduswechsel selbst; der Wechsel darf keinen alten Fahrbefehl stehen lassen.

Bei einem weiteren Versuch entstand Rauch, und nach einem Vollgastest hatten wir die Erwärmung nicht kontrolliert. Wie beim Elektro-GoKart gehören Akku, Regler, Leitungen und Verbraucher gemeinsam geplant. Gleiche Spannungsbereich einschließlich Ladeendspannung und zulässige Ströme ab. Vor Umbauten Akkus trennen; beschädigte oder aufgeblähte LiPos nicht weiterverwenden. Lade nur nach Akku- und Ladegeräteanleitung, beaufsichtigt auf nicht brennbarer Unterlage; netzbetriebene Ladegeräte bleiben geschlossen.

Was wir beim nächsten Versuch zuerst ändern würden

Schon beim Aufräumen unserer alten Garage störte uns aufgewirbelter Staub. In der späteren Werkstatt bündelten wir Planung und 3D-Druck im Büro über der Halle. Für den Roboter würden wir entsprechend einen sauberen Elektronikplatz und eine getrennte freie Fahrfläche vorsehen.

Auch unser späterer internetgesteuerter Roboter bekam durch offen liegende Platinen und Kabel einen Kurzschluss. Befestigte, isolierte Elektronik gehört deshalb von Anfang an in den Entwurf. Dessen Internetsteuerung war ein eigenes späteres Projekt; unsere Saugtonne wurde über eine Fernbedienung bedient.

Die nächste Entwicklungsrunde würde für uns mit einem niedrigeren, standfesten Fahrgestell und einem separat erprobten Sauger beginnen. Erst danach käme der Arm dazu. Unsere XXL-Tonne konnte fahren und sich bewegen – zum verlässlichen Müllsammeln fehlte aber noch das funktionierende Zusammenspiel.