Όμιλος 2021-22: Ρομποτική

19ο μάθημα: Micro:bit v2! (13) - Εξέλιξη κατασκευής ανά ομάδα (6-5-2022)

Δοκιμές (με προβλήματα, είναι η αλήθεια…) και ετοιμασία για τις παρουσιάσεις στο Ψηφιακό Φεστιβάλ στις 13-5-2022

18ο μάθημα: Micro:bit v2! (12) - Εξέλιξη κατασκευής ανά ομάδα (Μεγάλη Δευτέρα 18-4-2022)

Μέλη των ομάδων βρεθήκαμε  (10:00-13:00) μέσα στις Πασχαλινές διακοπές τη Μ. Δευτέρα 18 Απριλίου για την εξέλιξη των κατασκευών:

2η Ομάδα: Η Αμάρντα ολοκλήρωσε τον προγραμματισμό και τη λειτουργία της κατασκευής.

3η Ομάδα: Τα προβλήματα με τη σημαντική απόκλιση από την ευθεία συνεχίστηκαν. Άλλαξε η γεωμετρία του οχήματος (αλλαγή τοποθέτησης κινητήρων), βελτιώθηκε ο προγραμματισμός.

4η Ομάδα: Ολοκληρώθηκε 100% η ηλεκτρονική πόρτα με την συναγερμό και τον κωδικό.

17ο μάθημα: Micro:bit v2! (11) - Εξέλιξη κατασκευής ανά ομάδα (15-4-2022)

Παρασκευή πριν τις διακοπές του Πάσχα: ήρθανε μόνο 6 μαθητές (3 ομάδες).

Η 1η ομάδα πήρε τα εξαρτήματα για δουλειά στο σπίτι…

Επόμενη συνάντηση τη Μ. Δευτέρα 18-4-22 στις 10:00.


1η ομάδα: Παναγιώτα, Ελένη: Killjoy’s AlarmBot

Βηματικός κινητήρας περιστρέφεται 270° και μαζί με τον άξονα περιστρέφεται αισθητήρας απόστασης και ένας σερβοκινητήρας. Ο σερβοκινητήρας λειτουργεί ως σκανδάλη και πετά (απελευθερώνει) ένα τεντωμένο λάστιχο όταν ανιχνεύσουμε αντικείμενο σε απόσταση μικρότερη τπυ 0.5μ.


3η ομάδα: Μαριάννα

Ρομποτική κατασκευή η οποία ακολουθεί τον ιδιοκτήτη και στρίβει χρησιμοποιώντας τη μαγνητική πυξίδα και τον αισθητήρα απόστασης. Απαιτεί 2 mirobit (ένα έχει ο ιδιοκτήτης/προπομπός και ένα έχει το ρομπότ/ακόλουθος).

Ο προπομπός ξεκινά ευθυγραμμισμένο με τον ακόλουθο σε απόσταση 20εκ και κατεύθυνηση Ν (180ο). Θα στρίβει μόνο δεξιά-αριστερά 45ο ή 90ο.

Ο ακόλουθος θα στρίβει μόνο +- 45ο ή 90ο.


5η ομάδα: Θωμάς, Μάριος, Κώστας

Πόρτα με προγραμματιζόμενη ηλεκτρονική κλειδαριά και συναγερμό.

16ο μάθημα: Micro:bit v2! (10) - Εξέλιξη κατασκευής ανά ομάδα (8-4-2022)

1η ομάδα: Παναγιώτα, Ελένη: Killjoy’s AlarmBot

Βηματικός κινητήρας περιστρέφεται 270° και μαζί με τον άξονα περιστρέφεται αισθητήρας απόστασης και ένας σερβοκινητήρας. Ο σερβοκινητήρας λειτουργεί ως σκανδάλη και πετά (απελευθερώνει) ένα τεντωμένο λάστιχο όταν ανιχνεύσουμε αντικείμενο σε απόσταση μικρότερη τπυ 0.5μ.


2η ομάδα: Αμάρντα, Βάσια: Ηλεκτρονικό σακκίδιο ποδηλάτη

Microbit ραμμένο πάνω σε σακκίδιο. Όταν ενεργοποιείται και ο ποδηλάτης γέρνει αριστερά ανάβει αριστερό φλας. Όμοια για δεξιά. Ενεργοποιείται όταν υπάρχει σκοτάδι.


3η ομάδα: Μελιτίνη, Μαριάννα, Ευαγγελία: Ρομποτικός ακόλουθος

Ρομποτική κατασκευή η οποία ακολουθεί τον ιδιοκτήτη και στρίβει χρησιμοποιώντας τη μαγνητική πυξίδα και τον αισθητήρα απόστασης. Απαιτεί 2 mirobit (ένα έχει ο ιδιοκτήτης και ένα έχει το ρομπότ).


4η ομάδα: Πάνος, Μάριος: Έλεγχος στάθμης ποταμού και συναγερμός πλημμύρας.

Αισθητήρας απόστασης ελέγχει τη στάθμη με τη βοήθεια ενός πλευστήρα μέσα σε σωλήνα


5η ομάδα: Θωμάς, Μάριος, Βασιλική

Πόρτα με προγραμματιζόμενη ηλεκτρονική κλειδαριά και συναγερμό.

Σημείωση: Άτυπη συναντηση την 3η-4η ώρα με την 1η και 3η ομάδα: Τετάρτη 6 Απριλίου

15ο μάθημα: Micro:bit v2! (9) - Εξέλιξη κατασκευής ανά ομάδα
  • Διερεύνση και επιλογή ιδέας για συμμετοχή στο Φεστιβάλ Ρομποτικής του ΑΠΘ / Τμήμα Φυσικής.
  • Χρήση αισθητήρα απόστασης στο tinkercad (4η ομάδα)
  • Χρήση βηματικού κινητήρα (1η ομάδα)

Χρησιμοποιήθηκε:

    • ο κλασσικός βηματικός κινητήρας 28BYJ-48
    • ULN2003 motor driver
    • Προσθέσαμε το extension > stepper-motor
    • Για να λειτουργήσει o βηματικός κινητήρας χρειάζεται εξωτερική τροφοδοσία 5V (δεν επαρκούν τα 3.3V του microbit και επιπλέον μπορεί να του προκαλέσει ζημιά η τροφοδοσία του κινητήρα από τα 3.3V, GRD του microbit)
    • Λειτούργησε χρησιμοποιώντας ως εξόδους τα pins: 0, 1 ,2, 8
    • ΔΕΝ λειτούργησε με τα pins 0, 1 ,2, 3 και 0, 1 ,2, 6
    • Επιπλέον πληροφορίες:
Ιδέα: το ραντάρ να λειτουργεί και χειροκίνητα με χρήση joystick!
  • Διερεύνηση ραδιο-σύνδεσης  2 microbit (3η ομάδα) ώστε το ένα να λειτουργεί ως τηλεχειριστήριο. Το παρακάτω εισαγωγικό βίντεο έχει μια εξαιρετική εισαγωγή στον ηλεκτρομαγνητισμό (ακόμη και για μαθητές Γ’ Λυκείου) και δείχνει και τον απλό προγραμματισμό ραδιοσύνδεσης 2 ή περισσότερων microbits!

Επιπλέον πληροφορίες:

  • Επίσημες οδηγίες από την ιστοσελίδα του microbit : https://makecode.microbit.org/  και επιλογή το μάθημα: microchat
  • https://www.hackster.io/anish78/communication-of-micro-bit-using-radio-signal-7b28ce
  • Μία πρόταση υλοποίησης με την οποία μετακινούμε πάνω κάτω ένα led στην οθόνη του microbit χρησιμοποιώντας τα κουμπιά Α και Β ενός άλλου microbit. Κατεβάζουμε τον ίδιο παρακάτω κώδικα και στα 2 microbit.


Πυξίδα

14ο μάθημα: Micro:bit v2! (8) - Εξέλιξη κατασκευής ανά ομάδα
  • Εξήγηση αναλογικού ψηφιακού
  • Αναλογικό > Κβαντισμένο > ψηφιακό
  • Η περίπτωση του microbit και PWM

PWM: όσο περισσότερο διαρκεί ο παλμός τόσο περισσότερη ενέργεια μεταφέρεται στην έξοδο!

  • Χρήση σερβοκινητήρα από την 1η ομάδα
13ο μάθημα: Micro:bit v2! (7) - Ολοκλήρωση κατασκευής Οχήματος & Προγραμματισμός διαδρομής

Α/ Συζήτηση για συμμετοχή σε διαγωνισμό

Παρουσίαση από τη Μαριάννα των λεπτομεριών του διαγωνισμού:

6th Aegean Robotics Competition 2022: http://icsdweb.aegean.gr/aegeanrbtcs/?page_id=3207

Β/ Ολοκλήρωση οχήματος

  • Ολοκληρώστε την κατασκευή του οχήματος
    • τοποθετήστε την πανακατευθυντική ρόδα (ball caster) στο όχημα
      Ερώτηση: στο εμπρός ή στο πίσω μέρος είναι προτιμότερο να τοποθετηθεί; Πως θα στρίβει καλύτερα το όχημα;
    • δοκιμάστε να το προγραμματίσετε να προχωράει εμπρός για 3′ και να γυρνάει πίσω
    • δοκιμάστε να το προγραμματίσετε να στρίβει 90 μοίρες και να προχωράει άλλα 2′
  • Τελική δοκιμασία
    • Προγραμματίστε το ρομπότ να ακολουθεί την τεθλασμένη διαδρομή που είναι σχεδιασμένη στο πάτωμα του εργαστηρίου και να σταματά μέσα στο τελικό τετράγωνο.
    • Πρέπει η προβολή του οχήματος στο πάτωμα να ακουμπά συνεχώς τη γραμμή.
12ο μάθημα: Micro:bit v2! (6) - DC Motors - Κατασκευή Οχήματος

A/ Ενότητα: Παρουσίαση διαγωνισμών

6th Aegean Robotics Competition 2022: http://icsdweb.aegean.gr/aegeanrbtcs/?page_id=3207

Xαρακτηριστικά βίντεο για την διαγωνιστική κατηγορία της Ολυμπιάδας Ρομποτικής της WRO (https://wrohellas.gr/world-robot-olympiad-2022/),  ανά ομάδα (αναφέρονται τα ονόματα των υπευθύνων της εργασία:

– Παναγιώτα: Robo Mission

  1. ( παιδικό regular) https://www.youtube.com/watch?v=7h2aw72fgFA
  2. ( regular γυμνασιου ) https://www.youtube.com/watch?v=X36j8bSdq6w

– Μαριάννα: Robo Sports


– Μάριος: Future Innovators


– Θανάσης: Future Engineer


Β/ Ενότητα: Κατασκευή οχήματος

Εισαγωγή: στο σημερινό μάθημα θα κατασκευάσουμε ένα όχημα το οποίο θα ελέγχεται από ένα microbit.


Ερώτηση 1η: α)ένα κλασσικό όχημα τύπου “αυτοκινητάκι” με 4 ρόδες πόσους κινητήρες χρειάζεται για να μπορεί να προχωρήσει σε μια τεθλασμένη διαδρομή; Δηλαδή να συνδυάσει την ευθεία ματακίνηση αλλά να μπορεί και να στρίψει;

β) θεωρείται ότι έχει δυσκολίες η κλασσική σχεδίαση οχήματος στην περίπτωση ενός ρομπότ και γιατί;


Ερώτηση 2η: Τα περισσότερα ρομπότ δεν έχουν τον κλασσικό σχεδιασμό. Μπορείτε να βρείτε στο διαδίκτυο μερικές εναλλακτικές υλοποιήσεις και να σκεφτείτε τα πλεονεκτήματά τους;


Κατασκευή οχήματος:

Έχετε στη διάθεσή σας:

  • χαρτόνια
  • μακετόχαρτα,
  • αυτοκόλλητες ταινίες διπλής όψης
  • θερμόκολλες και πιστόλια θερμόκολλας
  • ξυλάκια και ξύλινούς άξονες
  • ψαλίδια και κοπίδια (προσοχή…!)
  • δεματικά

Σημείωση: μας έλλειψαν χάρακες, μολύβια

11ο μάθημα: Micro:bit v2! (5) - DC Motors

Κινητήρες

Για την εισαγωγή στη χρήση κινητήρων στην ρομποτική θα παρουσιαστούν οι πληροφορίες της ιστοσελίδας: Εισαγωγή στους κινητήρες

DC Motors – Κινητήρες συνεχούς ρεύματος

1η Άσκηση

  • Breadboard ή πλακέτα διασύνδεσης είναι η διάτρητη πλακέτα με τις οπές στις οποίες συνδέουμε καλώδια και εξαρτήματα. Ο τρόπος που είναι συνδεδεμένες (βραχυκυκλωμένες) οι οπές μεταξύ τους, φαίνεται στα παρακάτω σχήματα:
  • Συνδέστε την μικρή πλακέτα τροφοδοσίας 5V-3.3V  πάνω στο breadboard. Προσοχή να μην στραβώσετε τα pins.

  • Ελέγξτε τους κίτρινους βραχυκυκλωτήρες ώστε ο αριστερός να είναι στη θέση 5V (3) και ο δεξιός στη θέση 3,3V (4)Συνδέστε το USB καλώδιο και πατήστε το άσπρο κουμπί (1) ώστε να ανάψει το πράσινο LED (2)
  • Σε ποιες περιοχές του breadboard, έχουμε 3.3V και σε ποιες έχουμε 5V;
  • Συνδέστε κατευθείαν, τον κίτρινο κινητήρα συνεχούς ρεύματος αρχικά στα 3.3 και μετά στα 5V. Τι παρατηρείτε;
  • Συνδέστε τη μία ρόδα για να διακρίνετε καλύτερα την φορά περιστροφής. Πως μπορείτε να αλλάξετε την φορά περιστροφής;
  • Είναι εύκολο;
  • Μέσα στο εργαστηριακό κουτί έχετε διαφορετικές πλακέτες οδήγησης κινητήρων. Βρείτε στο διαδίκτυο πως μπορείτε να τις χρησιμοποιήσετε.

A. Χρήση της πλακέτας σύνδεσης κινητήρων L9110

Πλακέτα οδήγησης κινητήρων L9110

Η μικρή πλακέτα L9110 μπορεί να ελέγξει:

  1.  Δύο dc κινητήρες ή
  2. Έναν βηματικό κινητήρα 4 καλωδίων

Α/ Στις μπλε κλέμες στη δεξιά πλευρά συνδέουμε 1 ή 2 dc κινητήρες (σε άλλο μάθημα μπορούμε να συνδέσουμε 1 βηματικό κινητήρα).
Εδώ θα συνδέσουμε αρχικά τον 1ο (OA1, OB1 ) και μετά τον 2ο κίτρινο dc κινητήρα. To O στις κλέμες σημαίνει Output.

Β/ Στα pins αριστερά συνδέουμε την τροφοδοσία (VCC, GRD) και τα 4 καλώδια ελέγχου των 2 κινητήρων.

Εδώ θα συνδέσουμε:

i) από το breadboard τα 5V στο VCC, το (-) στη γείωση GRD

ii) από το microbit 2 καλώδια ελέγχου για τον 1ο κινητήρα στο (IA1, IB1)  και 2 καλώδια ελέγχου για τον 2ο κινητήρα (IA2, IB2).  Το  I στα pins ελέγχου των κινητήρων σημαίνει Input.

  • Συνδέστε το microbit και προγραμματίστε το, όταν πατάτε το κουμπί Α να γυρνάει προς τη μία κατεύθυνση και με το Β να γυρνάει προς την άλλη κατεύθυνση. Κάντε κλικ στις παρακάτω εικόνες για να δείτε τις συνδέσεις:
  • Με παρόμοιο τρόπο συνδέστε και προγραμματίστε και τον 2ο κινητήρα.

B. Χρήση της πλακέτας σύνδεσης κινητήρων Kitronik Compact Robotics Board 5693

Στο εργαστήριό μας, μερικές ομάδες έχουν την εξελιγμένη πλακέτα σύνδεσης κινητήρων Compact Robotics Board [5693] της εταιρίας Kitronik.  Η πλακέτα έχει κόστος περίπου 15€,  αλλά υπάρχουν πολλές άλλες παρόμοιες στην αγορά με παρόμοιες δυνατότητες και τιμή.

Η πλακέτα υποστηρίζει τον ταυτόχρονο έλεγχο:

  •  Τεσσάρων dc κινητήρων ή 2 βηματικών (των 4 καλωδίων) και
  • Οκτώ σερβοκινητήρων

Για να συνδέσετε τον κίτρινο dc κινητήρα δείτε τη συνδεσμολογία στις παρακάτω εικόνες:

Στις παραπάνω εικόνες:

(1) Σύνδεση microbit. Προσοχή: Η όψη με τα LED είναι από την άλλη πλευρά!

(2) Σύνδεση του κινητήρα στις κλέμες MOTOR1. Θα χρειαστείτε κατσαβιδάκι.

(3) (4) Τροφοδοσία της πλακέτας με 5V από το usb τροφοδοτικό.

Στο περιβάλλον προγραμματισμού του microbit θα προσθέσουμε το Extension της συγκεκριμένη πλακέτας ώστε να έχουμε ειδικές εντολές για την αξιοποίησή της. Ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα για να δημιουργήσετε το πρόγραμμα ελέγχου του κινητήρα:

  • Με παρόμοιο τρόπο συνδέστε και προγραμματίστε και τον 2ο κινητήρα.
10ο μάθημα: Micro:bit v2! (4)

Παρουσίαση της Ολυμπιάδας Ρομποτικής 2022


Άσκηση 1η: Μυαλομετρητής

Μπορείτε να το τροποιήσετε ώστε να εμφανίζει τυχαία 5 χαρακτηρισμούς όπως:

"Knoup!", "Ntax!", "Aitos", "Ksourafi", "Einstein"

Προσέξτε ότι στην οθόνη μπορούμε να εμφανίσουμε μόνο Αγγλικούς χαρακτήρες!

Αν δυσκολευτείτε, κάντε κλικ για να δείτε τη λύση.

Άσκηση 2η: Μέτρηση έντασης Φωτός και Ήχου σε πραγματικό χρόνο

Σημαντικό: Όταν έχουν συνδεδεμένη το microbit, μπορούμε να κάνουμε καταγραφή των μετρήσεων αν κάνουμε κλικ στο "Εμφάνισης κονσόλας Συσκευή"

Πως μπορούμε να εμφανίζεται το realtime γράφημα της έντασης του φωτός όταν πατάω το κουμπί Α και πως του ήχου όταν πατάω το κουμπί Β;

Θεωρείτε ότι είναι ικανοποιητική η παραπάνω λύση;

Πως μπορώ να τροποποιήσω τον προγραμματισμό ώστε αυτό να γίνεται συνέχεια όσο πατάω τα κουμπιά;

Αν δυσκολευτείτε, κάντε κλικ για να δείτε τη λύση.

Πως εμφανίζω την ένδειξη πυξίδας με Α+Β;

Πρόκληση!:

Δοκιμάστε το πρόγραμμα: microbit-Meteors_v1-2 αφού το αποσυμπιέσετε και το κατεβάσετε στο microbit!

9ο μάθημα: Micro:bit v2! (3)

Άσκηση 1η: Χρήση μικροφώνου για άνοιγμα και κλείσιμο όλων των LED

  • To τι είναι LED:
  • Εντολή onLoudSound.
  • Πως με δυνατό ήχο μπορούμε να ανάψουμε όλα τα LEDq
  • Μπορούμε να τα κάνουμε με 2ο θόρυβο να σβήσουν; Τους αφήνω να το ερευνήσουν.

Χρήση μεταβλητής και παρουσιάζω την παρακάτω λύση.

Πείραμα: Βάλτε ένα μπουκάλι νερό πάνω στο microbit (προσοχή να μην έχει έχει τρέξει νερό από έξω και να είναι καλά κλεισμένο) και παρατηρήστε τι γίνεται. Γιατί λειτουργεί σαν λάμπα;

Ερώτηση: Μπορείτε να κάνετε τα leds να ανοίγουν ανά 5 με κάθε χτύπημα και μετά να κλείνουν ανά 5, για να αυξομοιώνουμε την επιθυμητή φωτεινότητα;

Παρακάτω μπορείτε να δείτε την υλοποίηση με χρήση της εντολής φωτεινότητα:

Δείτε την παρακάτω υλοποίηση:

8ο μάθημα: Εκπ/κή επίσκεψη στο ΔΕΞΥΣ του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας και παρουσίαση Τεχνολογιών <strong>3d printing</strong>, <strong>Laser cutting</strong>

Με τον κ Κ. Νικίκα, καθηγητή του ΔΕΞΥΣ , στον χώρο υποδοχής του τμήματος, ο οποίος μας παρουσίασε την τεχνολογία laser cutting.

Ο καθηγητής κ Δ. Χαϊδάς, ο οποίος παρουσίασε την τεχνολογία 3d printing

Με τον καθηγητή Μ. Σκαρβέλη στο αμφιθέατρο της Σχολής.

Τα χριστουγεννιάτικα αναμνηστικά από κόντρα-πλακέ, τα οποία κόπηκαν με το laser cutter του τμήματος.

7ο μάθημα: Micro:bit v2! (2)
  • Σύντομή επαναληπτική παρουσίαση των δυνατοτήτων του microbit
  • Διαχείριση έργων και versioning.

Διαπλασιασμός flashing heart και προσθήκη ήχου.

Αρχική σελίδα > Τα έργα μου > διπλασιασμός flashing heart

Προσθήκη ήχου:

Μπορούμε να τροποιήσουμε το πρόγραμμα ώστε η εναλλαγή να γίνεται πιο γρήγορα ή πιο αργά;


Απλό ζάρι


Ζάρι με κουκίδες

  • Να γίνει εισαγωγή της μεταβλητής “ζαριά”
  • Να γίνει χρήση της εντολής “εάν”
  • Να εξηγηθεί η συνθήκη της εάν και πότε γίνεται το “τότε” ή το “αλλιώς”
  • Να υλοποιηθεί η εμφάνιση 1 και 2 κουκίδων εάν η ζαριά=1 και 2 αντίστοιχα. Να εξηγηθεί η “αλλιώς αν”
  • Να υλοποιήσουν τα παιδιά για 3-6 και να εξηγηθεί η τελευταία “αλλιώς”


6ο μάθημα: Γνωριμία με το Micro:bit v2! (1)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

micro:bit

  • τί είναι
  • ιστορία
  • v1,v2 οι διαφορές

Προγραμματισμός

Προσθήκες:

  • αισθητήρες και κινητήρες του arduino
  • ειδικές βάσεις-υποδοχείς

Πηγές-Βίντεο

1η γνωριμία με τα διάφορα εξαρτήματα και τακτοποίηση θήκης (ταμπακιέρα) ανά ομάδα:

Τα πρώτα μου προγράμματα

  1. Σύνδεση microbit-usb-pc
  2. Άνοιγμα https://makecode.microbit.org/
  3. Περιβάλλον > Ελληνικά
  4. Σύντομη παρουσίαση περιβάλλοντος
  5. Εξήγηση block “κατά την έναρξη”, “για πάντα”

1o: Χρήση οθόνης (η καρδιά που πάλλεται) με 2 οθόνες


5ο μάθημα: Διαγωνισμός ομάδων!



Σκοπός της ομάδας είναι  να δημιουργηθεί ένα όχημα ανά ομάδα το οποίο θα κινείται πιο αργά από τα υπόλοιπα.

Απαραίτητες συνθήκες:

  1. Θα χρησιμοποιήσετε ένα μοτέρ το οποίο πρέπει να περιστρέφεται συνεχώς με ίδια φορά περιστροφής (άρα δεν θα σταματά καθόλου ούτε θα αλλάζει φορά).
  2. Το όχημα πρέπει εμφανώς, έστω και ελάχιστα, να κινείται συνεχώς (άρα δεν επιτρέπεται να ολισθαίνει επιτόπου).
  3. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν: α) όλα τα κομμάτια του κιτ,  α) η εντολή για τον έλεγχο της ισχύς του κινητήρα και γ) προτείνεται (λόγω της μεγάλης μείωσης ταχύτητας) να αξιοποιηθεί ο ατέρμων κοχλίας (σκουληκογράναζο)
  4. Το κλέψιμο ιδεών επιτρέπεται αλλά με διακριτικότητα.
  5. Ο διαγωνισμός θα γίνει σε δύο φάσεις.
    • Η δοκιμαστική κούρσα αργοπορίας: Τα οχήματα θα διαγωνιστούν μετά από μισή ώρα (στις 14:45)
    • Η τελική κούρσα αργοπορίας, η οποία θα κρίνει τη νικητήρια ομάδα, στις 15:15.

Να γίνει φωτογραφική κάλυψη του αγώνα!


4ο μάθημα: (Lego WeDo) Μπλέξιμο με τα γρανάζια!

Περισσότερα για τα παραπάνω βίντεο εδώ!

  1. Παρουσίαση των μηχανικών μερών (γρανάζια, τροχαλίες, ιμάντες, ράγες)
  2. Παρουσίαση την εμπλοκή κινητήρα με 2 και 3 γρανάζια

Οδοντωτά εξαρτήματα: Από αριστερά προς τα δεξιά:
1η σειρά: γρανάζι κορώνα (20δ), γρανάζι μικρό (8δ), γρανάζι μεγάλο (24δ), κωνικό γρανάζι (12δ), κωνικό γρανάζι (20δ)
2η σειρά: ατέρμων κοχλίας, οδοντωτή ράγα, θήκη ατέρμονα

Τροχαλίες, ιμάντες και λείο εξάρτημα για τη την μετακίνηση ράγας

3. Ερωτήσεις:

Έχετε εμπλέξει διαδοχικά 5.127 γρανάζια το ένα δίπλα στο άλλο. Η κίνηση του 1ου με το 2ο είναι ομόρροπη ή αντίρροπη;

4. Κατασκευή:

Δημιουργήστε τον παραπάνω μηχανισμό με 4 γρανάζια και 3 άξονες ακολουθώντας τις οδηγίες. Θα χρησιμοποιήσετε 2 γκρι γρανάζια με 24 δόντια και 2 γκρι γρανάζια με 8 δόντια.

Τα δύο γκρι τουβλάκια 2×1 με οπή για τον άξονα θα χρησιμοποιηθούν ως δείκτες για την ευκολότερη μέτρηση των περιστροφών και επαλήθευση των υπολογισμών.

α) Υπολογίστε πόσο αυξάνεται/μειώνεται η ταχύτητα του 1ου γραναζιού σε σχέση με το 4ο γρανάζι.

β) Τι σχέση έχει η αύξηση/μείωση ταχύτητας με τη ροπή σε κάθε άξονα; Μπορείτε να εξηγήσετε τι κάνουμε όταν οδηγούμε  ένα ποδήλατο με ταχύτητες σε μία απότομη ανηφόρα;

γ) Δοκιμάστε να συνδέσετε τον κινητήρα στον 1ο και στον 3ο άξονα.

δ) Με βάση το προηγούμενο ερώτημα, γιατί χρησιμοποιούμε γρανάζια και δεν αυξομειώνουμε  απλά την ταχύτητα του κινητήρα; Για να βρείτε την απάντηση, δοκιμάστε να χρησιμοποιήσετε στο scratch τις κατάλληλες εντολές, ώστε ο κινητήρας να γυρνά με με την χαμηλότερη και υψηλότερη ταχύτητα.

5. Ατέρμων κοχλίας ή το γνωστό σκουληκογράναζο (worm gear)

Ετυμολογία: ατέρμων ή ατέρμονας, αυτός που δεν  τερματίζει ποτέ.

  • Συναρμολογήστε τον μηχανισμό του ατέρμονα κοχλία, βάζοντας:
    1. τον ατέρμων κοχλία στη
    2. διαφανή θήκη
    3. προσθέστε ένα 24άρι γρανάζι
    4. προσθέστε άξονα στο 24άρι γρανάζι
    5. προσθέστε άξονα στον ατέρμονα
    6. προσθέστε τους δύο γκρι δακτυλίους για να μην βγαίνει ο άξονας από τη θέση του.
  • α) Γυρίστε με το χέρι σας και τους δύο άξονες τι παρατηρείτε;
  • β) Παρατηρήστε  προσεκτικά τη λειτουργία του μηχανισμού και γράψτε πόσες φορές (ακέραια τιμή) μειώνεται η ταχύτητα περιστροφής του γραναζιού σε σχέση με τον ατέρμονα.
  • γ) Σκεφτείτε μια εφαρμογή του μηχανισμού που χρησιμοποιεί τα συμπεράσματα των ερωτήσεων α) και β).
    Βοήθεια: η απάντηση στο παραπάνω είναι ένας μηχανισμός που τον χρησιμοποιούν αρκετοί άνθρωποι που δεν κατοικούν σε μονοκατοικίες. 

6. Επιπλέον δραστηριότητα για μετατροπή περιστροφικής κίνησης σε γραμμική

  • Φτιάξτε το Πάντα που φαίνεται παρακάτω (reverse engineering από εικόνα).
    Αν δυσκολευτείτε δείτε τις οδηγίες( σελ. 50 ή στο βήμα 48) .
  • Προσαρμόστε το Πάντα πάνω σε μηχανισμό που θα χρησιμοποιεί:
    • ράγες, κινητήρα και γρανάζια,
    • θα  μπορεί να κρύβει και να εμφανίζει το πάντα πίσω από έναν απλό τοίχο με τουβλάκια lego,
  • Συνδέστε κινητήρα και αισθητήρα απόστασης.
  • Δημιουργήστε στο scratch πρόγραμμα το οποίο θα μετακινεί το Πάντα πίσω από τον τοίχο όταν κάτι πλησιάζει και το ανάποδο.

Για δημιουργική σκέψη και συζήτηση :

Με ένα wedo και δύο κινητήρες:

  • πιάσιμο και ανασήκωμα
  • Εμπρός-πίσω και στροφή

Στην επόμενη συνάντηση θα έχουμε διαγωνιστική διαδικασία μεταξύ των ομάδων…

Ετοιμαστείτε!

3ο μάθημα: (Lego WeDo) Ο ρομποτικός μου ακόλουθος

 "ΡΟΜΠΑΚΟΣ": Ο ρομποτικός  ακόλουθος!

  • Επανάληψη και παρουσίαση των λύσεων που ζητήθηκαν στη 2η ώρα [περίπου 20'].

Στόχος: Να φτιάξουμε έναν ρομποτικό βοηθό, ο οποίος θα μας ακολουθεί σε κάποια απόσταση. Δηλαδή αν πλησιάζουμε πολύ κοντά του θα απομακρύνεται και αν απομακρυνόμαστε θα μας ακολουθεί.


Πληροφορίες:

Σημείωση: Μας την έκλεψε την ιδέα το Πανεπιστήμιο της Πίζας:


Ξέρετε τι άλλο έχει ανακαλυφθεί σε Ιταλικό πανεπιστήμιο που είχε παγκόσμια επίδραση στην εκπαιδευτικη ρομποτική;

Χρησιμοποιήστε το απλό ρομπότ που συναρμολογήσατε στο προηγούμενο μάθημα.

Προγραμματίστε το ρομπότ χρησιμοποιώντας τη δομή επιλογής "εάν... τότε ... αλλιώς".

Δοκιμάστε να βρείτε τη λύση μόνοι σας.  Αν όμως κολλήσετε, κοιτάξτε εδώ.

Τι παρατηρείτε; Τι συμβαίνει με το ρομπότ, αν μείνουμε ακίνητοι; Είναι επιθυμητή κατάσταση και τι μπορεί να προκαλέσει;

Πως μπορείτε να λύσετε το πρόβλημα ώστε ο ακόλουθός σας να λειτουργεί ομαλά και ακίνδυνα;
Παρουσιάστε την τελική προγραμματιστική λύση του προβλήματος.

Δύο ενδεικτικές λύσεις είναι εδώ (ο κωδικός είναι το 2^12)


Εναλλακτική δραστηριότητα: Διπλή χρήση του αισθητήρα απόστασης

Το ρομπότ σας να σταματά όταν βρίσκει εμπόδιο ( το led να γίνει πορτοκαλί ) και να να ξεκινά όταν αυτό απομακρύνεται (το LED πράσσινο). Όταν ανιχνεύει ότι υπάρχει κενό μπροστά (προσοχή μην κάνει βουτιά το πάτωμα!!!) να σταματά εντελώς ( το led να γίνει κόκκινο) και να ακούγεται ηχητική ειδοποίηση.
Κοιτάξτε την παρακάτω κατασκευή του βραχίονα στήριξης του αισθητήρα. Κάντε δοκιμές με την κλίση του αισθητήρα ως προς την επιφάνεια του εργαστηριακού πάγκου. Δοκιμάστε αν μπορείτε να διακρίνετε πότε υπάρχει εμπόδιο μπροστά, πότε ο δρόμος είναι ελεύθερος και πότε κενό…

Συμβουλή: Ενεργοποιήστε την εμφάνιση της τιμής του αισθητήρα απόστασης στην οθόνη του scratch και δοκιμάστε να πλησιάσετε το ρομποτάκι σας σε εμπόδιο ή κενό ή ελεύθερη επιφάνεια. Θα πρέπει και στις τρεις περιπτώσεις να έχετε ξεκάθαρες διαφορετικές περιπτώσεις τιμών. Εάν όχι θα πρέπει να αλλάξετε την κλίση του αισθητήρα και τη θέση του βραχίονα.1


2ο μάθημα (Lego WeDo): Έλεγχος, κινητήρες και αισθητήρες με Lego Wedo 2.0
  • Παρουσίαση του πακέτου LEGO WeDo 2.0
  • Εξοικείωση με τα εξαρτήματα [κλικ εδώ]
  • Εξοικείωση  με την ονοματολογία των δομικών στοιχείων lego[κλικ εδώ]
  • Παρουσίαση κατασκευών:
  • Επίδειξη του προγραμματιστικού περιβάλλοντος της LEGO
  • Επίδειξη σύνδεσης με το προγραμματιστικό περιβάλλον του Scratch
  • 1η κατασκευή: οδηγίες για απλό όχημα [http://nikmavr.sites.sch.gr//nik_html/simplestvehicle.pdf]
    • προγραμματισμός για να προχωρά για 2 δευτερόλεπτα όταν πατήσετε το πλήκτρο του διαστήματος (spacebar). Ίσως χρειαστεί να αλλάξετε την φορά περιστροφής του κινητήρα. Δείτε το παρακάτω παράδειγμα.
    • βάλτε το όχημα να ξεκινάει πάντα από το ίδιο σημεία και παρατηρήστε αν διανύει πάντα την ίδια απόσταση κάθε φορά που πατάτε το spacebar (κάντε το 4 φορές). Γιατί νομίζετε ότι συμβαίνει αυτό;
    • Τροποποιήστε τον προγραμματισμό ώστε να σταματά για 1 δευτερόλεπτο και να επιστρέφει στην αρχική του θέση.
    • είναι ρομπότ;
    • τι χρειάζεται για να στρίβει;
    • τι θα γίνει αν αλλάξετε τη θέση των 2 γραναζιών; Δοκιμάστε το. Όπα!!! Πως το εξηγείτε;
  • Αυτονομία: χρήση του αισθητήρα απόστασης ώστε:
      • α) όταν βρίσκει  εμπόδιο να σταματά και να ανάβει κόκκινο το led
      • β)   όταν το εμπόδιο απομακρύνεται να συνεχίζει και το led να γίνεται πράσινο.
      • γ) πως μπορούμε να τροποποιήσουμε το πρόγραμμα ώστε αυτή η διαδικασία να επαναλαμβάνεται συνεχώς;
        • Σε όλες τις αυτόματες διαδικασίες και άρα στα ρομπότ, θα παρατηρήσετε ότι υπάρχει πάντα μια ομάδα εντολών που εκτελείται συνεχώς!!!!
          Και μια ομάδα εντολών που εκτελείται όταν ανοίγουμε το ρομπότ (αρχικοποίηση).
          Γιατί;
        • Είναι ρομπότ;

Σημείωση: Η λύση είναι εδώ (αλλά μην την δείτε αν δεν προσπαθήσετε) και μην ξεχνάτε ότι υπάρχουν πολλές διαφορετικές λύσεις στο ίδιο πρόβλημα!


1ο μάθημα: Εισαγωγή

Καλώς τα παιδιά στον Ομίλου Ρομποτικής του

1ου Πειραματικού Λυκείου Καρδίτσας (και όχι μόνο).


A. Εισαγωγή:  Ας δούμε μερικά ρομπότ και να συζητήσουμε τι είναι ρομπότ

B. Επίδειξη διαφόρων ρομπότ…

Γ. Ερωτήσεις

Ερωτήσεις
Συζητήστε λίγο με την ομάδα σας και απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις στο κάτω μέρος της σελίδας:


Α. Ένα τηλεκατευθυνόμενο αυτοκινητάκι ή ένα τηλεκατευθυνόμενο drone (ελικοπτεράκι με 4 έλικες) είναι ρομπότ; Γιατί;


Β.  Θα θέλατε να ασχοληθείτε επαγγελματικά με το ρομποτική και σε ποιόν τομέα; (π.χ. σχεδίαση, προγραμματισμό, συντήρηση κλπ)


Γ. Ένα ρομπότ πρέπει να είναι ανθρωπόμορφο; Πρέπει να κινείται με ρόδες, ερπύστριες, μηχανικά πόδια ή έλικες; Αιτιολογήστε την απάντησή σας και δώστε μερικά παραδείγματα.

Permanent link to this article: https://nikmavr.sites.sch.gr/%cf%8c%ce%bc%ce%b9%ce%bb%ce%bf%cf%82-%cf%81%ce%bf%ce%bc%cf%80%ce%bf%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%ae%cf%82/

Leave a Reply

Your email address will not be published.

The maximum upload file size: 100 MB. You can upload: image, audio, video, document, spreadsheet, interactive, text, archive, code, other. Links to YouTube, Facebook, Twitter and other services inserted in the comment text will be automatically embedded. Drop file here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.