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Computer Science Education Week – 8 -14 dicembre 2014

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L’Ora del Codice è in arrivo. Insegnanti e studenti, programmate la vostra Ora del Codice!

Perché non passare un’ora nell’insegnare informatica con Arduino o Raspberry Pi?
Computer Science Education Week si svolgerà questo mese dall’8 al 14 dicembre 2014.
L’appello di csedweek.org e code.org nel trascorrere una sola ora durante la settimana su un’attività di informatica: come scrivere codice o imparare in modo divertente concetti di logica o di matematica. Sul sito csedweek.org trovate una serie di proposte e attività didattiche pronte per essere usate in classe con allievi di ogni età.

Iscrivetevi all’iniziativa e buon divertimento!

EduRobot – versione 2 del kit di base

Ho apportato alcune modifiche alla versione EduRobt UNO a cui ho aggiunto ruote e sostituito i supporti di equilibrio il tutto realizzato in legno. Nella prima versione i supporti erano cotituiti da due viti.
Nella pagina di riferimento potete trovare i nuovi sorgenti grafici pronti per essere tagliati a laser.
Di seguito alcune foto che mostrano come ralizzare i supporti di equilibrio in legno.

Come richiesto da alcuni utenti ho aggiunto un link diretto alla pagina di EduRobot dalla colonna destra di questo sito.

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Fissaggio delle ruote in legno mediante le due viti in dotazione al servomotore.

I fori aggiuntivi che mostrati nella foto sono un refuso di una versione precedente non più presente nella versione definitiva che trovate nel sorgente grafico.

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Sono stati utilizzati due listello di legno a base quadrata con lato 1 cm e lunghezza 45 mm a cui è stato fatto un foro da 2 mm con un invito da 3 mm in modo che la vite potesse entrare e avvitarsi bloccando in modo solidale il supporto di equilibrio alla base del robot.

Per il fissaggio dei supporti di equilibrio sono state utilizzate due viti da 20 mm.

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EduRobot UNO – Come costruire il vostro primo Arduino Robot – Lezione 3

banner-edurobot-uno-lezione3 Diamo movimento al nostro robot Se siete arrivati fino a questo punto avete aggiunto alle vostre competenze l’uso dei servomotori e dei sensori ad ultrasuoni. Combiniamo queste due abilità sarete in grado di movimentare il vostro robot facendogli evitare ostacoli. Incominciamo con unire il codice per governare i servomotori e il sensore ad ultrasuoni che avete utilizzato:

#include <Servo.h>

// creazione degli oggetti servo
Servo MotoreSinistro;
Servo MotoreDestro;

const int periodoStampaSuSeriale = 250;       // stampa sulla Serial Monitor ogni 1/4 di secondo
unsigned long ritardoSuSeriale = 0;

const int periodoLoop = 20;          // un periodo di 20 ms = una frequenza di 50Hz
unsigned long ritardoLoop = 0;

// specifica i pin di trig e echo usati per il sensore ad ultrasuoni
const int TrigPin = 8;
const int EchoPin = 9;

int distanza;
int durata;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);     // configurazione dei pin Arduino a cui colleghiamo il sensore
  pinMode(TrigPin, OUTPUT);
  pinMode(EchoPin, INPUT);

  MotoreSinistro.attach(11);
  MotoreDestro.attach(10);
}

void loop()
{
    printOutput(); // stampa un messaggio di debug sulla Serial Monitor
    if(millis() - ritardoLoop >= periodoLoop)
    {
        letturaSensoreUltrasuoni(); // legge e memorizza la distanza misurata
        ritardoLoop = millis();
    }
}

void letturaSensoreUltrasuoni()
{
    digitalWrite(TrigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);                  // mantiene alto il trigger per almeno 10us
    digitalWrite(TrigPin, LOW);
    durata = pulseIn(EchoPin, HIGH);
    distanza = (durata/2)/29;
}

void printOutput()
{
    if((millis() - ritardoSuSeriale) > periodoStampaSuSeriale)
    {
        Serial.print("distanza: ");
        Serial.print(distanza);
        Serial.print("cm: ");
        Serial.println();
        ritardoSuSeriale = millis();
    }
}

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EduRobot UNO – Come costruire il vostro primo Arduino Robot – Lezione 2

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Collegamenti elettrici

Colleghiamo il sensore ad ultrasuoni sulla basetta

Inseriamo il sensore sulla breadboard in una posizione centrale sul fronte dell’EduRobot UNO. Collegate GND e Vcc come nell’immagine alle rispettive linee di alimentazioni sulla breadboard, da questi poi effettuate un collegamento al GND e a +5V sulla scheda Arduino.

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Collegate con altri due fili i punti Trig e Echo rispettivamente ai pin 8 e 9 di Arduino.

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Colleghiamo i motori

Utilizzando i 3 pin come mostrato nell’immagine che segue, spostate la parte plastica isolante a metà dei connettori metallici.

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Inserite i pin sulla breadboard e collegate ad essi i motori.

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I motori hanno ciascuno 3 file: GND (nero), segnale (bianco), Vcc (rosso). Il filo del segnale potrebbe presentarsi anche di altri colori (ad es. giallo).
Collegate GND e Vcc di ogni motore alle linee di alimentazioni presenti sulla breadboard.

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Collegate il segnale del motore sinistro al pin 11 e il segnale del motore destro al pin 10 entrambi pin di tipo PWM.

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EduRobot UNO – Come costruire il vostro primo Arduino Robot – Lezione 1

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La maniera migliore per applicare quanto si è appreso con Arduino è quella di realizzare un robot, in quanto in esso sono racchiuse moltissime delle funzionalità di cui avrete necessità per i vostri progetti futuri.
Se siete utenti esperti nell’uso di Arduino potrete ritrovare in questo breve corso iniziale concetti già conosciuti, ma per mia scelta desidero affrontare ogni passo in modo graduale, anche a costo di ripetere argomenti già conosciuti, in questo modo si avrà modo di perfezionare il proprio apprendimento e rivedere concetti di base anche da altri punti di vista.
Quindi i prerequisiti necessari sono quelli che avete ottenuto leggendo le mie prime quattro lezioni delle mie slide pubbliche oppure aver eseguito le lezioni su questo sito.

Questa lezione ha una durata di circa 4/5 ore in aula per utenti che hanno una conoscenza di base e quindi è da intendersi di primo livello nell’uso di Arduino e vuole essere un percorso alternativo per apprendere in maniera più coinvolgente (almeno spero) l’uso di Arduino, ponendo le basi per un percorso di robotica con Arduino di livelli via via crescenti.

All’interno di questa lezione troverete link a istruzioni e spiegazioni in modo che questa lezione possa essere un’ulteriore punto di accesso al mondo Arduino.

Faremo un piccolo passo in dietro ripetendo alcuni concetti di base e poi un balzo in avanti per imparare nuovi argomenti utilizzando le competenze ottenute nelle lezioni che avete fino a questo punto studiato, tutto in maniera graduale senza dare nulla per scontato.

Come sempre la mia speranza è che questa lezione possa essere utilizzata come approccio iniziale all’insegnamento dell’informatica e dell’elettronica.

Per rendere più agevole lo sviluppo dei propri progetti, ho realizzato una struttura in compensato su cui sono fissate: scheda Arduino UNO R3 e Breadboard. Una piccola stazione di lavoro, facilmente trasportabile, che si trasforma poi successivamente in un piccolo robot, il kit sviluppato ha il nome di EduRobot UNO, ad esso ho associato un’area sul mio sito, www.maffucci.it/edurobot ed un sito di riferimento che rimanda per ora alla medesima pagina: www.edurobot.cc, su cui inserirò i sorgenti grafici per realizzare la struttura, ma anche i primi sketch di programmazione con esercizi. L’idea quindi è quella di andare oltre e costruire una didattica della robotica con Arduino.

Il nome scelto non è casuale: EduRobot UNO

  • EduRobot perché il desiderio e che sia utilizzato per imparare;
  • UNO perché è il primo della famiglia, ad esso si sta aggiungendo il fratello maggiore EduRobot DUE costituito da una struttura più elaborata che consentirà di realizzare progetti più complessi, ma che potrà utilizzare fin da subito elementi già usati per la versione UNO.

Tutte le strutture robotiche che sto progettando sono pensate per non fare uso di collanti e quindi adatte per essere usate anche con giovani studenti, tutto compensato tagliato a laser, viti e bulloni, nulla di più, se poi desiderate, potrete voi apportare le migliorie  direttamente su quanto da me proposto.

E quindi non posso che augurarvi: buona sperimentazione! 🙂

Descritto l’idea di progetto partiamo con la classica lista dei componenti usati.

Se avete già acquistato un Arduino Starter Kit a questo dovrete aggiungere un paio di servomotori a rotazione continua (360°) ed un sensore ad ultrasuoni, ma se state seguendo uno dei miei corsi nessun problema, questi dispositivi fanno parte della dotazione che utilizzo per insegnare.

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