Micromouse 🐭💡

Aland Baban

Full Stack Developer

April 8, 20235 min

Micromouse 🐭💡

Ein Mini-Roboter mit maximalem Ehrgeiz – und mindestens genauso vielen Bugs. Micromouse ist ein Wettbewerb, bei dem kleine autonome Roboter – liebevoll „Mäuse“ genannt – ein 16×16-Zellen großes Labyrinth ganz ohne Hilfe durchqueren. Das Ziel: Schnellstmöglich vom Start ins Zentrum. Jede Zelle misst 180 mm, die Wände sind 50 mm hoch. Klingt easy?

"Wie schwer kann’s sein?" – 300 Stunden später...

🧠 Was muss so eine Maus können?

Wände erkennen (IR-Sensoren in alle Richtungen – Batman wäre neidisch)
Wissen, wo sie ist (ohne GPS oder Google Maps)
Eine Karte vom Labyrinth bauen
Den kürzesten Pfad zum Ziel finden
Alles möglichst schnell, effizient – und ohne sich selbst umzubringen

🧰 Mein Part: Full Stack Roboter-Dompteur

Ich war der Typ, der alles programmiert hat. Low-Level-Magic bis zur Maze-Logik. Vom ersten ADC-Wert bis zur finalen Kurvenfahrt.

🔌 Sensoren & ADC

Erstmal hab ich IR-Sensoren angebunden – für Wände, die sich nicht selbst melden.

C

void adc_init() {
    ADMUX  = (1 << REFS0);
    ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);
}

uint16_t read_adc(uint8_t channel) {
    ADMUX = (ADMUX & 0xF0) | (channel & 0x0F);
    ADCSRA |= (1 << ADSC);
    while (ADCSRA & (1 << ADSC));
    return ADC;
}

ADC: “Ich sehe was, was du nicht siehst – und es ist... eine Wand.”

⚙️ Motorsteuerung mit PWM

Zwei DC-Motoren, ein Motortreiber – und die Hoffnung, dass nichts abraucht.

C

void pwm_init() {
    DDRD |= (1 << PD6) | (1 << PD5);
    TCCR0A = (1 << COM0A1) | (1 << COM0B1) | (1 << WGM01) | (1 << WGM00);
    TCCR0B = (1 << CS01);
}

void set_motor_speed(uint8_t left, uint8_t right) {
    OCR0A = left;
    OCR0B = right;
}

PWM: Die Kunst, Motoren dazu zu bringen, genau so schnell zu drehen wie du willst – und nicht schneller als dein Akku verkraftet.

🎯 PD-Regelung – Geradeaus ist auch eine Richtung

Ohne Regelung fuhr die Maus wie betrunken durch den Parcours. Mit PD-Controller blieb sie auf Spur:

C

int16_t pd_controller(int16_t error) {
    static int16_t prev_error = 0;
    const int16_t Kp = 8;
    const int16_t Kd = 4;

    int16_t derivative = error - prev_error;
    prev_error = error;

    return (Kp * error) + (Kd * derivative);
}

Technisch korrekt, gefühlt wie Power-Steering für Roboter.

🧭 Maze-Solving: Right-Wall-Follower

Einfach, effektiv, funktioniert meistens:

C

void follow_right_wall() {
    uint16_t front = read_adc(0);
    uint16_t right = read_adc(1);
    uint16_t left  = read_adc(2);

    if (right > 200) {
        if (front > 200) {
            turn_left();
        } else {
            drive_forward();
        }
    } else {
        turn_right();
    }
}

Logik-Level: „Ich halt mich rechts, Bruder.“ 🐒

🚗 Bewegungsfunktionen

Basic Manöver, aber solide. Wenn man weiß, wie’s sich dreht, fährt man besser.

C

void drive_forward() {
    set_motor_speed(200, 200);
}

void turn_left() {
    set_motor_speed(100, 200);
    _delay_ms(300);
}

void turn_right() {
    set_motor_speed(200, 100);
    _delay_ms(300);
}

Delay ist kein echtes Timing – aber hey, es funktioniert (meistens).

🔁 Main Loop

Der Loop, in dem alles passiert. Nicht hübsch, aber effektiv.

C

int main(void) {
    adc_init();
    pwm_init();

    while (1) {
        follow_right_wall();
    }
}

"While(1)": Wo Embedded-Leute leben. Und sterben. Und debuggen.

🏁 Ergebnis: Sieger der Herzen (und des Hochschulwettbewerbs)

Unsere Maus war nicht nur schnell, sie war präzise. Sie war die schnellste Maus im Rennen – trotz minimalistischer Strategie. ✅ Kein Crash ✅ Kein Kabelbrand ✅ Kein Verirren ✅ Viel Applaus (und ein bisschen Stolz)

🧪 Nächstes Level (a.k.a. Das Upgrade, wenn du’s ernst meinst)

Flood-Fill für smarteres Mapping
Gyro für Drehkontrolle
Encoder für echte Distanzmessung
OLED-Display: „Wall ahead! Panic now.“
Bluetooth/UART Logging

📸 Projektgalerie

Hier könnte dein Roboter stylish durchs Maze fahren.

💬 Fazit

Micromouse ist kein Anfängerprojekt. Es ist Embedded-Ritterschlag. Wenn du’s baust, lernst du alles – und verlierst vielleicht deinen Verstand kurzzeitig beim Debuggen. Aber dann siehst du ihn fahren. Selbstständig. Im Ziel. Und denkst dir:

„Du bist meine kleine, nervige, piepende Schöpfung – und ich bin stolz auf dich.“

Micromouse 🐭💡

🧠 Was muss so eine Maus können?

🧰 Mein Part: Full Stack Roboter-Dompteur

🔌 Sensoren & ADC

⚙️ Motorsteuerung mit PWM

🎯 PD-Regelung – Geradeaus ist auch eine Richtung

🧭 Maze-Solving: Right-Wall-Follower

🚗 Bewegungsfunktionen

🔁 Main Loop

🏁 Ergebnis: Sieger der Herzen (und des Hochschulwettbewerbs)

🧪 Nächstes Level (a.k.a. Das Upgrade, wenn du’s ernst meinst)

📸 Projektgalerie

💬 Fazit