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EduRobot 4WD – stampare e costruire il robot

Avevo promesso qualche mese fa che avrei rilasciato i sorgenti grafici di EduRobot 4WD e lo scorso giugno studenti di alcune scuole italiane mi hanno chiesto la cortesia di rendere disponibili i sorgenti per la stampa 3D. Gli impegni di fine anno non mi hanno permesso di essere celere nella pubblicazione e visto che domani è l’inizio di un nuovo anno scolastico rendo disponibile la semplice base robotica in modo che possa essere utilizzata e spero anche migliorata dagli allievi.

Ma qual è l’idea progettuale di base di EduRobot 4WD?

Come ribadito nel post di presentazione di EduRobot 4WD, durante le attività laboratoriali di robotica con studenti e docenti, spesso la costruzione della parte meccanica richiede molta attenzione e tempo. Per questo motivo, ho deciso di realizzare un design semplice, ma funzionale, su cui poter facilmente integrare qualsiasi sistema di controllo elettronico. Pertanto per rendere la programmazione più stimolante e varia, ho progettato un robot 4WD che può avere diverse funzionalità: può essere comandato via Bluetooth o WiFi, può operare autonomamente, seguire persone, reagire alla luce, rilevare gas, seguire una linea, o ancora rispondere ai comandi vocali.

In questa struttura le parti che necessitano di solidità sono vincolate da viti metalliche mentre i circuiti di controllo e le batterie di alimentazione sono fissate con velcro a forte tenuta. L’utilizzo del velcro è stata una soluzione che mi ha permesso di ridurre le fasi di assemblaggio e di modifica della struttura. Ovviamente una struttura di questo genere non è cosa nuova, potete ritrovare design simili realizzati in compensato o in plexiglass su cui ad esempio i motori sono vincolati con colla a caldo, ma ciò ovviamente non permette di riutilizzare velocemente i motori per altre esercitazioni; inoltre le forcelle che vincolano i motori possono essere riutilizzati anche in altri kit che ho sviluppato, si veda ad esempio EduRobot Black Panther.

In questo modello, gli elementi che richiedono maggiore robustezza sono assicurati con viti metalliche, mentre i circuiti di controllo e le batterie di alimentazione sono fissate con velcro a forte tenuta. La scelta del velcro ha notevolmente semplificato e velocizzato le fasi di assemblaggio e modifica. Ovviamente una struttura di questo genere non è cosa nuova, potete ritrovare design simili realizzati in compensato o del plexiglass in cui ad esempio i motori sono vincolati con colla a caldo, ma ciò ovviamente non permette di riutilizzare velocemente i motori per altre esercitazioni; inoltre le forcelle che vincolano i motori possono essere riutilizzati anche in altri kit che ho sviluppato, si veda ad esempio EduRobot Black Panther.

La sequenza di assemblaggio è estremamente semplice, bisogna porre attenzione solo all’orientamento dei motori, ma le foto che seguono mostrano tutti i dettagli che vi permetteranno di assemblare il robot in circa 15 minuti.

Nelle foto potete vedere le due versioni:

  • controllo remoto Bluetooth
  • segui linea

Non posso mostrarvi la versione WiFi e con telecamera in quanto in questo momento sono disassemblati.

Ovviamente se serve, con piccole modifiche, potrete realizzare una versione a più livelli in modo da aggiungere tutti i circuiti che vi servono.

Per prelevare i sorgenti grafici seguire il link su Thingiverse.

Versione Bluetooth

Complessivo.

Vista motori.

Dettaglio forcella motori.

Dettaglio sensore Bluetooth.

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Un base robotica molto semplice: EduRobot 4WD

Durante le attività di robotica sia con allievi che con docenti la fase di costruzione meccanica può richiedere parecchio tempo, pertanto ho pensato di realizzare qualcosa di molto semplice su cui disporre l’elettronica di controllo che si preferisce. Per rendere più interessante l’attività di programmazione ho realizzato un robot 4WD da utilizzare per costruire diverse tipologie di robot: controllati remotamente via Bluetooth, WiFi, autonomi, inseguitore di persone, inseguitore di luce, rilevatore di gas, line follower, controllato dalla voce umana.

5 minuti di Yoga creativo per recuperare elementi da altri progetti in questo modo è nato EduRobot 4WD, su questa base solamente i fori per le forcelle che sostengono i motori e fori per passaggio cavi, tutto il resto sarà a carico del Maker che farà i fori opportuni con un piccolo trapano o cacciavite in modo da disporre l’elettronica che desidera, costo di stampa dell’intera struttura 1€.

Per chi seguirà il mio prossimo corso di robotica organizzato da Tecnica della Scuola: “Creare un kit robotico educativo a basso costo – 4′ edizione”, renderò disponibile il codice di controllo e nei prossimi giorni per tutti, sul mio sito personale, i file sorgenti per realizzare la struttura di supporto.

Buon Making a tutti 🙂

Raspberry Pi – Aumentare lo spazio di archiviazione su una scheda SD

Capita spesso di avere la necessità di espandere lo spazio di archiviazione da dedicare ai programmi su Raspberry Pi, o ancora dovete ripristinare il backup di un sistema operativo su una scheda SD di dimensioni più ampie rispetto alla scheda su cui era memorizzato in precedenza il sistema operativo, infatti il ripristino su una scheda con spazio di archiviazione maggiore non modifica necessariamente la dimensione della partizione del disco.

L’espansione del file system dopo aver aggiornato la vostra scheda Micro SD è un processo semplice e veloce, vediamo come procedere.

Espandere il filesystem

Così come dettagliato nella lezione precedente siamo nella situazione di aver copiato l’intero contenuto di una scheda SD da 8 GB su cui è installato Raspberry Pi OS e per mancanza di spazio abbiamo trasferito l’intera immagine su una scheda SD da 32 GB.

Attenzione! Così facendo però lo spazio usato dalla partizione del/root/ rimane sempre delle stesse dimensioni che aveva sulla scheda SD da 8GB, infatti se eseguiamo a terminale il comando

df -h

otteniamo il seguente risultato:

Nell’esempio alla partizione /dev/root sono dedicati 7GB di cui 3,4GB usati e 3,3 GB disponibili. Vediamo quindi come espandere la quantità di spazio usato.

Avviate il vostro Raspberry Pi e connettetevi via SSH e da terminale inserite il comando:

sudo raspi-config

Dal menù selezionate il punto 6: Advanced Options e successivamente A1: Expand Filesystem

Selezionate Select e premete invio

Vi verrà segnalato che la partizione Root è stata ridimensionata

Selezionare: Ok

Vi verrà richiesto se riavviare, confermate selezionando “Si”

Dopo il reboot connettetevi nuovamente al vostro Raspberry ed inserite nuovamente il comando:

df -h

Il risultato sarà il seguente

Ottimo! abbiamo recuperato tutto lo spazio disponibile sulla scheda, infatti il comando df mostra una dimensione totale della partizione /dev/root di 29 GB, con una quantità di spazio disponibile di 24GB ed usata di 3,4GB.

Buona sperimentazione a tutti 🙂

Raspberry Pi – creare l’immagine della scheda micro SD

Spesso è necessario effettuare operazioni di backup dell’intera scheda SD del nostro Raspberry Pi, per motivi di sicurezza, o causa più ricorrente, per scarsità di spazio disponibile. In questa lezione vedremo vome effettuare l’immagine di una scheda micro SD da 8GB su una di maggiore dimensione da 32GB. Tale operazione vi permetterà di avviare il Raspberry Pi sulla nuova scheda SD da 32GB e ritrovare tutti i dati e i programmi che avevate sulla scheda SD di dimensioni inferiori.

Attenzione! Così facendo però lo spazio usato dalla partizione del/root/ rimane sempre delle stesse dimensioni che aveva sulla scheda SD da 8GB, pertanto vedremo nella prossima lezione come espandere lo spazio sulla nuova scheda di dimensioni maggiori.

Per effettuare questa operazione è possibile usare balenaEtcher

Avviate l’applicazione

Un clic su “Clone driver”. Cloneremo la scheda SD da 7,89GB, su cui è stato installato il sistema operativo, programmi e dati, in quella da 30,9GB

Selezioniamo la scheda da 7,89GB

Selezioniamo ora la destinazione, clic su “Select target”

Selezioniamo la scheda di dimensioni maggiori, fate clic sul “Select”

A questo punto possiamo procedere con la creazione dell’immagine facendo clic su: “Flash!”

Armatevi di pazienza l’operazione richiederà qualche minuto

Terminata l’operazione potrete inserire la scheda da 32GB all’interno del Raspberry Pi e tutto funzionerà regolarmente.

Ora connettendoci via SSH al Raspberry Pi usiamo il comando:

df -h

che ci fornirà il seguente risultato:

Quindi su una scheda da 32GB lo spazio disponibile risulta di soli 7GB!
E’ possibile recuperare lo spazio non utilizzato?
Certamente sì, come segnalavo ad inizio articolo nella prossima lezione vedremo come fare.

Buono studio 🙂

 

Installare Raspberry Pi OS senza monitor e tastiera – abilitare il server SSH

L’installazione di Raspberry Pi OS non richiede necessariamente l’utilizzo di un monitor ed una tastiera esterna. I passi che vedremo in questa breve lezione ci permetteranno l’utilizzo di un computer remoto per configurare il Raspberry Pi. Sarà necessario installare su scheda micro SD il sistema operativo e abilitare il server SSH, in questo modo potremo connetterci in sicurezza al Raspberry Pi da qualsiasi computer remoto.

Installiamo il sistema operativo

Inserite nel vostro computer una micro SD, sicuramente avrete bisogno di un adattatore. Mediante Raspberry Pi Imager selezioniamo la versione di Raspberry Pi OS, nel mio caso: Raspberry Pi OS (other)

Scegliete la versione che vi necessita, nel mio caso ho scelto Raspberry PI OS Lite a 64 bit

Selezionare la scheda SD su cui installare il sistema operativo, nel mio caso l’ultimo volume presente nell’immagine che segue

Fate clic sulla rotella in basso a destra per aprire il pannello di configurazione del sistema operativo.

Inserite il nome dell’host, per default è impostato il nome Raspberry.local, per mia scelta personale in genere modifico il nome, impostando il nome di un corpo celeste (una vecchia abitudini di quando ero un giovane studente 🙂 ).
Abilitiamo inoltre il server SSH, avendo accortezza di selezionare “Usa password di autenticazione”

Impostate il nome utente, in genere io non modifico il nome lasciando quello preimpostato “pi”. Inserite una password a vostra scelta sufficientemente sicura.

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