Αυτόματη λάμπα δωματίου με Arduino

Δραστηριότητα στο πλαίσιο του ομίλου “Μικροί Χάκερ”, του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας.

Μια λάμπα που ανάβει και σβήνει αυτόματα στο δωμάτιο μας ανάλογα με το φως που υπάρχει. Διαθέτει έναν αισθητήρα φωτός (photoresistor) ο οποίος μπορεί και διαβάζει τις τιμές φωτεινότητας στον χώρο. Ο προγραμματισμός είναι πολύ απλός. Όταν η τιμή που μας δίνει ο αισθητήρας πέσει κάτω από κάποια τιμή τότε ανάβει το led λαμπάκι αυτόματα. Η λάμπα μπορεί να πάρει ρεύμα είτε από τις πρίζες του σπιτιού (υποδοχή usb mini) , είτε από μπαταρίες.

Η αυτόματη λάμπα παρουσιάστηκε από τους μαθητές και τις μαθήτριες του ομίλου στο 7ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας.

Hand robot – μεταφέροντας αντικείμενα πάνω σε μια μαύρη γραμμή

Δραστηριότητα του ομίλου ρομποτικής στο Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας κατά το σχολικό έτος 2016-2017. 

Το ρομπότ κινείται σε μια πίστα η οποία έχει μια κυκλική μαύρη γραμμή και υπάρχουν τρεις στάσεις (pit stop) οι οποίες σημαδεύονται με κάθετες μαύρες γραμμές. Στην πρώτη στάση υπάρχει ένα τουβλάκι, το οποίο το ρομπότ μας πρέπει να μεταφέρει στην δεύτερη στάση και μετά να φτάσει πάλι στο σημείο εκκίνησης (τρίτη στάση).

Το ρομπότ αποτελεί συνέχεια του line follower που υλοποίησαν οι μαθητές σε προηγούμενη δραστηριότητα.

Μπορείτε να κατεβάσετε το σχέδιο για τον κορμό του ρομπότ (Design with two light sensors) καθώς και το σχέδιο για τον βραχίονα που τοποθετείται στην δεξιά του πλευρά (hand).

Για τον προγραμματισμό του ρομπότ εργαστήκαμε σε δύο φάσεις. Αρχικά τα παιδιά δημιούργησαν ένα πρόγραμμα το οποίο απλά κινεί το ρομπότ πάνω στην μαύρη γραμμή και το σταματάει σε κάθε στάση για 1 δευτερόλεπτο, ακολουθώντας το διπλανό φύλλο εργασίας: ΦΕ – Μεταφέροντας αντικείμενα1

Το πρόγραμμα μπορείτε να το κατεβάσετε από εδώ: pit stop

Στη συνέχεια επεκτείναμε το παραπάνω πρόγραμμα ώστε το ρομπότ να αναγνωρίζει τον αριθμό της στάσης στην οποία βρίσκεται (χρήση μεταβλητής) και να μπορεί να μεταφέρει το αντικείμενο από την στάση 2 στην στάση 3, ακολουθώντας το διπλανό φύλλο εργασίας: ΦΕ – Μεταφέροντας αντικείμενα2

Το πρόγραμμα μπορείτε να το κατεβάσετε από εδώ: hand1

Στην παρακάτω προσομοίωση στο Scratch μπορείτε να δείτε τις βασικές αρχές λειτουργίας του hand robot.

Ακολουθώντας μια μαύρη γραμμή με διαφορετικούς τρόπους

Για να φτιάξουμε και να προγραμματίσουμε ένα ρομπότ ώστε να κινείται ακολουθώντας μια μαύρη γραμμή μπορούμε να σκεφτούμε με διάφορους τρόπους. Στο πλαίσιο των συναντήσεων του ομίλου Ρομποτικής του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας 2016-2017, εξερευνήσαμε μερικούς από αυτούς.

Η πρώτη περίπτωση που εξετάσαμε αφορά την χρήση ενός αισθητήρα φωτός μπροστά από το σώμα του ρομπότ. Μπορείτε να κατεβάσετε το σχέδιο σε μορφή LDD εδώ: Design with one light sensor.

Το ρομπότ έτσι κινείται ώστε ο αισθητήρας να βρίσκεται στο όριο της μαύρης γραμμής με την άσπρη πίστα. Θα πρέπει να αποφασίσουμε αν το ρομπότ θα κινείται δεξιά ή αριστερά της μαύρης γραμμής. Ας υποθέσουμε θέλουμε το ρομπότ να κινείται δεξιά της μαύρης γραμμής. Τότε έχουμε δυο περιπτώσεις:

  1. Αν ο αισθητήρας “βλέπει” άσπρο τότε σημαίνει πως βρισκόμαστε δεξιά της μαύρης γραμμής άρα πρέπει να κινηθούμε στρίβοντας προς τα αριστερά.
  2. Αν ο αισθητήρας “βλέπει” μαύρο τότε σημαίνει πως βρισκόμαστε πάνω στην μαύρη γραμμή άρα πρέπει να κινηθούμε στρίβοντας προς τα δεξιά.

Με αυτόν τον τρόπο το ρομπότ δεν κινείται ποτέ ευθεία, καθώς διαρκώς κινείται δεξιά – αριστερά. Το πρόγραμμα για αυτή την λειτουργία είναι αρκετά απλό και έχει μόνο ένα switch (LineFollow1).

Μπορείτε να δείτε μια προσομοίωση αυτής της συμπεριφοράς στο Scratch εδώ:

Μια άλλη προσέγγιση είναι η χρήση δυο αισθητήρων φωτός, ή στην δική μας περίπτωση ενός αισθητήρα φωτός και ενός αισθητήρα χρώματος που τον αξιοποιούμε ως αισθητήρα φωτός. Οι δύο αισθητήρες τοποθετούνται έτσι ώστε η μαύρη γραμμή να μπορεί να βρίσκεται ανάμεσα τους (Design with two light sensors).

Με αυτόν τον σχεδιασμό ο αλγόριθμος μας γίνεται ως εξής:

  1. Αν και οι δυο αισθητήρες “βλέπουν” άσπρο αυτό σημαίνει ότι η μαύρη γραμμή είναι ανάμεσα τους άρα προχωράμε ευθεία.
  2. Αν ο δεξιός αισθητήρας “βλέπει” μαύρο και ο αριστερός άσπρο, τότε στρίβουμε δεξιά.
  3. Αν ο αριστερός αισθητήρας “βλέπει” μαύρο και ο δεξιός άσπρο, τότε στρίβουμε αριστερά.

Το πρόγραμμα υλοποιείται με δύο switch (LineFollow2Sensors) και μπορείτε να δείτε μια προσομοίωση της λειτουργίας του σε Scratch εδώ:

Ρομποτικό τανκ με απομακρυσμένο έλεγχο και αυτόνομη λειτουργία

Δραστηριότητα στο πλαίσιο του Ομίλου Ρομποτικής 2016-2017. Το σχέδιο του ρομπότ είναι από το Mindstorms Podcast και έχουν γίνει μερικές τροποποιήσεις με την προσθήκη του αισθητήρα απόστασης και του αισθητήρα χρώματος. Μπορείτε να κατεβάσετε το σχέδιο σε μορφή Lego Digital Designer από εδώ: double track with sonar and color sensor

Το ρομπότ λειτουργεί με δυο διαφορετικούς τρόπους. Μπορεί να εκτελεί ένα πρόγραμμα το οποίο του επιτρέπει να κινείται αυτόνομα σε έναν λαβύρινθο ακολουθώντας μια χρωματιστή γραμμή και αποφεύγοντας παράλληλα και τους τοίχους. Το πρόγραμμα είναι αρκετά απλό και αξιοποιεί τους δυο αισθητήρες που έχουμε τοποθετήσει στο ρομπότ. Αν το ρομπότ μας βλέπει μπροστά του τοίχο τότε κινείται προς τα πίσω, αλλιώς ελέγχει τον αισθητήρα χρώματος και ανάλογα με το αν βλέπει το χρώμα της γραμμής ή την άσπρη πίστα κινείται δεξιά ή αριστερά προς τα μπροστά. Μπορείτε να κατεβάσετε το πρόγραμμα σε μορφή NXT Programming από εδώ: maze2

Ο δεύτερος τρόπος λειτουργίας είναι ο απομακρυσμένος έλεγχος μέσω μιας εφαρμογής για κινητά android που δημιουργήσαμε στο app inventor. Η εφαρμογή ελέγχει τους δυο κινητήρες του ρομπότ και μας επιτρέπει να το κινούμε σε όποια κατεύθυνση θέλουμε. Επίσης μπορεί να διαβάζει την απόσταση από τον αισθητήρα απόστασης και το χρώμα από τον αισθητήρα χρώματος και να τα εμφανίζει στην οθόνη του κινητού μας. Μπορείτε να κατεβάσετε τον κώδικα της εφαρμογής για το app inventor από εδώ: TankRobot

Η κατασκευή και ο προγραμματισμός παρουσιάστηκαν από τους μαθητές του ομίλου μας στο 7ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας.

Προγραμματιζόμενο Χριστουγεννιάτικο δέντρο με την χρήση του arduino

Η Χριστουγεννιάτικη κατασκευή των μαθητών και μαθητριών του ομίλου “Μικροί Χάκερ” του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας. Καλές γιορτές!

Η σειρά και η ταχύτητα με την οποία αναβοσβήνουν τα λαμπάκια αλλάζει προγραμματίζοντας το Arduino.