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EduRobot 4WD – Bluetooth

Alcuni lettori hanno notato nella lezione in cui ho condiviso i sorgenti per la stampa 3D del robot, che la scheda motori utilizzata è una Adafruit Motor Shield V01 e mi è stato fatto notare che esiste la V02 della scheda, quindi perché ho usato la versione precedente? La risposta non è tecnica ma economica, ho acquistato ad un prezzo interessante, su uno store cinese, una grande quantità di queste schede che poi ho usato per i miei corsi. Ovviamente nulla vieta che voi possiate utilizzare una qualsiasi altra scheda, la logica di programmazione è la medesima, ma certamente varieranno il nome delle istruzioni che controllano il motore, se avete necessità contattatemi.

Lista componenti

  • N. 1 Arduino UNO R3
  • N. 1 Adafruit Motor Shield V01
  • Modulo Bluetooth HC05
  • N. 4 Motori DC 6V
  • N. 4 Ruote

Di seguito trovate i collegamenti elettrici effettuati e il primo sketch di esempio con cui parto per svolgere le successive esercitazioni. Per gli allievi e i docenti che si iscriveranno ai miei corsi darò ulteriori esempi e spiegazioni.

Lo shield per il controllo motori può gestire fino a 4 motori DC in entrambe le direzioni, ciò vuol dire che possono essere azionati sia in avanti che all’indietro. La velocità può anche essere variata con incrementi dello 0,5% utilizzando PWM integrato sulla scheda, ciò permetterà un movimento uniforme e non brusca del robot.

Il ponte H presente sulla scheda può pilotare carichi NON superiori ai 0,6A o che hanno picchi di richiesta corrente NON superiori a 1,2A, quindi utilizzate questa scheda per piccoli motori, i classici motori gialli da 6V vanno più che bene.

Collegamento motori allo shield Arduino Motor Driver

Come indicato nell’immagine che segue è molto semplice:
– saldate due cavi al motorino (in commercio trovate motori con fili saldati)
– collegate i motori ai morsetti: M1, M2, M3 o M4.

Collegamento scheda Bluetooth HC-05 allo shield Arduino Motor Driver

Come sicuramente saprete, il modulo Bluetooth HC-05 permette di convertire una porta seriale UART in una porta Bluetooth e la utilizzeremo per inviare su seriale i caratteri selezionati da una specifica app Android, per comandare direzione e velocità dei motori del robot.

I collegamenti sono:

HC05 <-> Arduino Motor Driver
RX - Pin 1
TX - Pin 0
G - GND
V - +5V

Orientamento ruote.

Collegamento motori M1 e M2.

Collegamento motori M3 e M4.

Modulo Bluetooth HC-05.

Connessione dei pin RX e TX del modulo Bluetooth HC-05 alla seriale di Arduino (pin 0 e pin 1).

Alimentazione del modulo Bluetooth HC-05 attraverso lo shield.

Alimentazione dello shield.

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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 🙂

E’ nato un nuovo robot per la primaria: EduRobot Block


L’idea di questa nuova piattaforma basata su inserti Lego Duplo compatibili nasce dall’esperienza maturata da una serie di progettualità passate, la prima si riferisce alla creazione di un LegoDuino , un robot didattico basato su motori e struttura Lego Mindstorms NXT in cui avevo sostituito l’unità centrale Lego con un box costituito da una scheda Arduino e schede motori. La seconda esperienza, DotBot:bit Lego version un piccolo robot controllato da micro:bit e scheda Servo:Lite di Kitronik per gestire i servomotori a rotazione continua e nello stesso modo WalkerBot:bit Lego version, un robot insetto a 4 zampe. Seguendo i link dei robot sopra citati trovate tutti i dettagli anche per la realizzazione delle strutture.
Rendere compatibili i robot con innessti bricks e Technics espande senza dubbio le possibilità creative degli studenti. Aggiungere la possibilità di utilizzare innesti lego Duplo compatibili nasce da alcune osservazioni, la prima è l’esperienza maturata da Claudio Gasparini che per primo ha sviluppato l’idea di un robot basato su Lego Duplo, io ho ripreso l’idea del progetto iniziale e ne ho realizzato una versione personalizzata e replicabile all’infinito mediante stampa 3D.

Ho sperimentato EduRobot Block in attività laboratoriali sviluppate dai colleghi della primaria, su cui ho avuto diversi feedback e richieste di espansione pertanto ho pensato che potesse essere interessante offrire alle scuole gli oggetti per la realizzazione di piccoli robot realizzati stampanto in 3D blocchi Lego Duplo compatibili in cui non sono presenti viti, la cui costruzione avviene innestando ed incastrando oggetti: servomotori a rotazione continua, schede micro:bit, pennarelli per far disegnare al robot.

Su questo robot ho avuto riscontro positivo, al punto che i colleghi desiderano inserirlo nelle dotazioni delle prossime aule innovative dotate di stampanti 3D, pertanto ho deciso di rendere disponibile i sorgenti grafici per la realizzare questa prima versione, in questo modo sarà possibile aggiungere ai più blasonati kit robotici commerciali qualcosa di didatticamente economico, funzionale ed espandibile in funzione della fantasia dei bambini. Sono in fase di progetto di ulteriori ausili didattici per altre tipologie di attività laboratoriali, ne darò notizia più avanti.

Se siete interessati a realizzare la struttura del robot seguite il link su Thingiverse da cui potrete prelevare i file per la stampa 3D.

Questo ed altre strutture robotiche realizzabili a basso costo saranno mostrate e programmate durante i mie prossimi corsi, il primo in partenza tra breve lunedì prossimo a cui potete ancora iscrivervi:

Tecnica della Scuola: Creare un kit robotico educativo a basso costo – 4′ edizione un corso full immersion per colleghi anche non di materie tecniche. Mi concentrerò sull’aspetto progettuale. Per i partecipanti fornirò schede di lavoro e anteprime dei prossimi lavori in progetto.

Per maggiori informazioni sul programma e modalità di iscrizione seguire il LINK.

Con molti dei colleghi che hanno partecipato ai mie corsi ho intrapreso un’attività di ricerca e azione, anche a distanza con cui si sono attivate relazioni di scambio didattico e collaborazine su progetti didattici molto interessanti, ho chiamato questa esperienza TechEd Lab, una sorta di FabLab che si sviluppa sia online che in presenza. Da aprile prossimo il TechEd Lab inizierà le sue attività in presenza, ma per questo fornirò dettagli più avanti.

Buon Making a tutti 🙂