Jak zbudować robota i nauczyć go fizyki



Podobne dokumenty
Raport z budowy robota typu Linefollower Mały. Marcin Węgrzyn

Spis treści. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

LABORATORIUM - ELEKTRONIKA Układy mikroprocesorowe cz.2

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

W semestrze letnim studenci kierunku Aplikacje Internetu Rzeczy podczas ćwiczeń z programowania CAD/CAM

MCAR Robot mobilny z procesorem AVR Atmega32

mbot Ranger Robot edukacyjny 3-w-1

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

UNO R3 Starter Kit do nauki programowania mikroprocesorów AVR

Analogowy sterownik silnika krokowego oparty na układzie avt 1314

Stworzenie prototypu robota, pomagającego ludziom w codziennym życiu

- WALKER Czteronożny robot kroczący

Zestaw Startowy EvB. Więcej informacji na stronie:

Politechnika Wrocławska

MOD Xmega explore z ATXmega256A3BU. sklep.modulowo.pl akademia.modulowo.pl zestawy.modulowo.pl app.modulowo.pl blog.modulowo.

KAmduino UNO. Płytka rozwojowa z mikrokontrolerem ATmega328P, kompatybilna z Arduino UNO

MOBOT RoboSnake. Moduł wieloczłonowego robota

KAmduino UNO. Rev Źródło:

Rysunek 1 Schemat ideowy sterownika GSM

Projekt i wykonanie robota klasy Micromouse

Płytka uruchomieniowa AVR oparta o układ ATMega16/ATMega32. Instrukcja Obsługi. SKN Chip Kacper Cyrocki Page 1

MOD Xmega explore z ATXmega256A3BU. sklep.modulowo.pl akademia.modulowo.pl zestawy.modulowo.pl app.modulowo.pl blog.modulowo.

ROBOT MOBILNY ZBIERAJĄCY INFORMACJE O POMIESZCZENIU

Programator procesorów rodziny AVR AVR-T910

Kurs Elektroniki. Zastosowanie elektroniki w robotyce cz

SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701. SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701.

Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem LPC1114 i wbudowanym programatorem ISP

Instytut Teleinformatyki

ZL8AVR. Płyta bazowa dla modułów dipavr

Bezprzewodowa sieć kontrolno-sterująca z interfejsem Bluetooth dla urządzeń mobilnych z systemem Android

KATEDRA SYSTEMÓW MULTIMEDIALNYCH SEMINARIUM MULTIMEDIALNE SYSTEMY MEDYCZNE

Język C. Wykład 9: Mikrokontrolery cz.2. Łukasz Gaweł Chemia C pokój 307

INSTRUKCJA OBSŁUGI.

Instytut Teleinformatyki

Kod produktu: MP01105T

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

LITEcompLPC1114. Zestaw ewaluacyjny z mikrokontrolerem LPC1114 (Cortex-M0) Sponsorzy:

KAmodQTR8A. Moduł QTR8A z ośmioma czujnikami odbiciowymi

SpeakUp click, czyli jak bezstresowo dogadać się z lampką?

Touch button module. Moduł przycisku dotykowy z podświetleniem LED

Apokalipsa zombie nadchodzi! : obroń swoją bazę za pomocą prostych obwodów, Arduino i Raspberry Pi / Simon Monk. Gliwice, cop

PROJECT OF FM TUNER WITH GESTURE CONTROL PROJEKT TUNERA FM STEROWANEGO GESTAMI

AVREVB1. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AVR. Zestawy uruchomieniowe

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Kod produktu: MP01105

dokument DOK wersja 1.0

Politechnika Białostocka

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów Wprowadzenie Rdzeń Cortex-M Rodzina mikrokontrolerów XMC

Raport z budowy robota Krzysio

Pomiar napięcia w zakresie V z dokładnością +_2% możliwy jest pomiar napięcia stałego jak i zmiennego w niskim zakresie.

Serwonapędy AC Serie EDC, EDB, ProNet

MOD STM32 explorem0 z STM32F051C8T6. sklep.modulowo.pl akademia.modulowo.pl zestawy.modulowo.pl app.modulowo.pl blog.modulowo.

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

Zgrana para - NerO i CleO

Robot Mobilny Mobot-Explorer

Wstęp Architektura... 13

1.1 Co to jest USBasp? Parametry techniczne Obsługiwane procesory Zawartość zestawu... 4

ADuCino 360. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ADuCM360/361

ZL4PIC. Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

Programowanie w Scratch robot mbot

Systemy wbudowane. Paweł Pełczyński

Płytka uruchomieniowa XM64

Tester samochodowych sond lambda

WIZUALIZACJA DANYCH SENSORYCZNYCH MINISTACJA METEOROLOGICZNA

KA-NUCLEO-F411CE. Płytka rozwojowa z mikrokontrolerem STM32F411CE

Płytka uruchomieniowa XM32

ZL25ARM. Płyta bazowa dla modułów diparm z mikrokontrolerami STR912. [rdzeń ARM966E-S]

Moduł A. L.p. Pozycja Sztuk Uwagi 1. Arduino UNO R3 lub kompatybilny. 2. kabel USB typu A/B do podłączenia do komputera 1 do podłączenia do komputera

ZL4PIC. Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

SZANSA NA WSPARCIE NAUCZANIA PRZEDMIOTÓW STEAM PRZY UŻYCIU ROZWIĄZAŃ OPARTYCH NA TECHNOLOGIACH INTEL

Model układu z diodami LED na potrzeby sygnalizacji świetlnej. Czujniki zasolenia przegląd dostepnych rozwiązań

MozhePoyedzye. Robot klasy MiniSumo. Konrad Bednarek Michał Rataj

1. Wprowadzenie Programowanie mikrokontrolerów Sprzęt i oprogramowanie... 33

ARDUINO UNO JAKO TANI INSERTER CZASU

SIMSON. Raport. Robot moblilny klasy Line follower. Łukasz Kaźmierczak. Dawid Kwaśnik. Małgorzata Lewandowska. Wrocław, r.

o Instalacja środowiska programistycznego (18) o Blink (18) o Zasilanie (21) o Złącza zasilania (22) o Wejścia analogowe (22) o Złącza cyfrowe (22)

kodowanienaekranie.pl

ZL4PIC uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC (v.1.0) Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

Projekt MARM. Dokumentacja projektu. Łukasz Wolniak. Stacja pogodowa

2.1 Porównanie procesorów

Sterownik PLC ELP11R32-BASIC Dokumentacja techniczna (ver. 1.0)

NAZWA PRODUKTU: Skaczący dron robot Bounce Car z kamerą Wi-Fi sterowany ze smartfona Y136 Cechy produktu

Kurs programowania mikrokontrolerów ARM z rodziny Cortex-M3

LEKCJA 1 Poznajemy robota mbot

projekt przetwornika inteligentnego do pomiaru wysokości i prędkości pionowej BSP podczas fazy lądowania;

ZL9AVR. Płyta bazowa dla modułów ZL7AVR (ATmega128) i ZL1ETH (RTL8019)

MENTOR SP. Z O.O. SP. K. UL. MODRA 26, SZCZECIN Technical support

ZASTOSOWANIE PLATFORM CYFROWYCH ARDUINO I RASPBERRY PI W NAUCZANIU STEROWANIA OBIEKTEM PNEUMATYCZNYM

Moduł uruchomieniowy AVR ATMEGA-16 wersja 2

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia- Część I

Edukacyjny sterownik silnika krokowego z mikrokontrolerem AT90S1200 na płycie E100. Zestaw do samodzielnego montażu.

Pomiar odległości z Arduino czujniki, schematy, przykładowe kody

STM32 Butterfly. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

Instytut Teleinformatyki

Autonomiczny robot mobilny LF3 klasy linefollower. Jacek Jankowski

DOKUMENTACJA PROJEKTU

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia

PROCEDURA USUWANIA USRTEREK SYSTEM SD-NAVI Z ANC (wersja 1.00)

Zastosowania Robotów Mobilnych

Transkrypt:

Jak zbudować robota i nauczyć go fizyki mgr inż. Paweł Karwat Instytut Fizyki, Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska Wrocław, 22. września 2014

Plan prezentacji 1 Wprowadzenie 2 Arduino jak się zarazić 3 VeicoloP - pomysł i jego realizacja 4 Zdalne sterowanie 5 Własna aplikacja na smartfon/tablet 6 Plany na przyszłość

Wprowadzenie Uczeń Matematyk Kucharz Fizyk teoretyk Co ich łączy? Odpowiedź na następnym slajdzie. Malarz

Każdy jest w stanie zbudować robota Nawet jeśli jeszcze o tym nie wie :) Arduino jest dla wszystkich.

Arduino 2005 stworzenie kompletnego projektu kontrolera mieszczącego się na jednej płytce (układy Atmega firmy Atmel) W małej fabryce w miejscowości Ivera we Włoszech rozpoczyna się masowa produkcja Arduino (nazwa nadana na cześć króla Arduina z Ivery) Arduino adresowane jest do osób, dla których programowanie stanowi jedynie środek, a nie cel stąd też jego prostota Nieograniczone możliwości od banalnych projektów po zaawansowane (systemy sterowania roletami, wirtualny tort ze świeczkami LED itp.) Massimo Banzi i David Cuartielles (twórcy Arduino) Przewiduje się, że do końca tego roku na rynku będzie w użyciu ponad milion płytek Arduino

Arduino podstawowe informacje ARDUINO to w ogólności zestaw płytek elektronicznych, za pomocą których możliwe jest skonstruowanie dowolnych urządzeń elektronicznych MODUŁOWA KONSTRUKCJA - budowanie jak z klocków (kolejne płytki wpina się w poprzednie) MIKROKONTROLER 8. bitowy procesor Atmel AVR, główny element płytki bazowej CO TO JEST MIKROKONTROLER? To układ logiczny wyposażony w wejścia, który aktywuje wyjścia na podstawie algorytmu umieszczonego w pamięci Arduino (poprzez jego analizę) GDZIE JESZCZE MOŻNA JE SPOTKAĆ? Mikrokontrolery są praktycznie wszędzie w pralce, w lodówce, w piekarniku, telefonie, samochodzie i w wielu innych urządzeniach dostępnych na co dzień Uniwersalność płytek sprawia, że można je w przyszłości zastosować do innych ciekawych i nietypowych projektów

Arduino przykładowe realizacje

Arduino przykładowe realizacje

Arduino przykładowe realizacje

Arduino przykładowe realizacje

Arduino płytka bazowa, z czego się składa? Przycisk reset Piny cyfrowe Złącze USB Dioda zasilania Stabilizator napięcia Mikrokontroler ATmega328 Piny analogowe Zasilanie 7-12V Piny zasilania

VeicoloP pomysł i realizacja Skąd ta nazwa? Veicolo to z języka włoskiego pojazd, a literka P to element personalizacji (P jak pojazd Pawła) :) Rys. 1 Pierwszy etap Rys. 2 Pierwsze zawirowanie Rys. 3 Pierwsze nawiązanie łączności

Założenia projektu 1 Robot ma możliwość poruszania się w dowolnym kierunku 2 Prędkość można regulować w czasie jazdy 3 Zdalne sterowanie przy wykorzystaniu technologii Bluetooth 4 Własna aplikacja na telefony/tablety z systemem Android 5 Obsługa touchpada i akcelerometrów 6 7 Wyposażony w laser pomocny w eliminacji przeszkód Pomiar temperatury, wilgotności powietrza i natężenia światła

VeicoloP od czego zacząć? 1 Zakup niezbędnych części 2 Konstruowanie robota 3 Programowanie robota 4 Przeprowadzenie testów gotowa aplikacja 5 Napisanie własnej aplikacji (App Inventor 2) 6 Pomysły na przyszłość

VeicoloP realizacja 1 Zamówienie niezbędnych części Co będzie potrzebne? PŁYTKA BAZOWA ARDUINO UNO (tania i bardzo popularna, Atmel ATmega328, 16 MHz, 14 wyprowadzeń cyfrowych, 6 analogowych, 32 kb pamięci flash na własne programy, 2 kb pamięci RAM) STEROWNIK SILNIKÓW ELEKTRYCZNYCH prądu stałego 2x1A (układ zwany mostkiem H) MODUŁ I/O, który umożliwi łączenie czujników bez konieczności lutowania KOSZYK na baterie/akumulatory LASER sporej mocy (np. 200 mw do pozyskania z uszkodzonej nagrywarki DVD) ODBIORNIK/NADAJNIK BLUETOOTH SILNICZEK ELEKTRYCZNY X2 CZUJNIK TEMPERATURY CZUJNIK WILGOTNOŚCI FOTOREZYSTOR, który posłuży do pomiaru natężenia padającego światła Podwozie, koła, elementy oświetlenia (diody LED), kable połączeniowe, śrubki itp.

VeicoloP realizacja 2 Konstruowanie robota

VeicoloP realizacja 3 Programowanie robota Język programowania podobny do C/C++ Wiele gotowych programów idealnych do nauki Kolorowana składnia Wbudowany kompilator Wgrywanie gotowego programu za pośrednictwem kabla USB

VeicoloP realizacja 4 TEST zdalnego sterowania Gotowa aplikacja MOBOT BTCar (idealna do prostych zastosowań)

VeicoloP realizacja 5 Własna aplikacja Sterowanie za pomocą dotykowego touchpada Dotyk touchpada w osi Y spowoduje, że robot będzie się poruszał do przodu lub do tyłu (najmniejsza prędkość w okolicach środka, największa na obrzeżach) Dotyk touchpada na osi X spowoduje obrót robota w prawo lub w lewo Jednoczesna jazda robota w przód/tył i w prawo/lewo możliwa po dotknięciu touchpada w okolicach środka każdej z ćwiartek układu

VeicoloP realizacja 5 Własna aplikacja App Inventor App Inventor to serwis działający on-line, dzięki któremu możliwe jest zaprojektowanie aplikacji na urządzenia z systemem Android Aplikacja jest składana z gotowych elementów (całość przypomina układanie puzzli) - do średnio-zaawansowanych projektów w zupełności wystarczy Wcześniej wspierana i rozwijana przez Google, a aktualnie przez jedną z najlepszych uczelni technicznych na Świecie - MIT (Massachusetts Institute of Technology) ZALETY: - prościej się chyba nie da - pisanie aplikacji w przeglądarce (wymagany dostęp do sieci) - szybkość tworzenia - możliwość przetestowania aplikacji w emulatorze lub wysłania na telefon/tablet WADY: - nauka obsługi wymaga trochę czasu

VeicoloP realizacja 5 Własna aplikacja App Inventor 2 (http://ai2.appinventor.mit.edu)

VeicoloP wykorzystane czujniki AKCELEROMETR czujnik przyspieszenia Na podstawie informacji z akcelerometru można określić orientację wyświetlacza Najpopularniejsze akcelerometry 3-osiowe mierzące przyspieszenie w trzech różnych kierunkach (X, Y, Z) Akcelerometr mierzy przyspieszenie w jednostkach g przyspieszenia grawitacyjnego wynoszącego 9.81 m/s 2 Przykład: telefon leżący na biurku a) płasko b) pod kątem 45 stopni X = 0 X = 0.7g Y = 0 Y = 0 Z = g Z = 0.7g Dzięki tym wartościom łatwo można wyliczyć dokładny kąt przechylenia urządzenia. Rys. Przykład akcelerometru dwuosiowego

VeicoloP wykorzystane czujniki ULTRADŹWIĘKOWY CZUJNIK ZBLIŻENIOWY czujnik odległości Najważniejsza zaleta działa w ciemności Przybliżona szybkość dźwięku w powietrzu (rzeczywista zależy od temperatury): 340 m/s (~1224 km/h) JAK TO DZIAŁA? Czujnik wysyła fale dźwiękowe o częstotliwości niesłyszalnej dla ludzkiego ucha i mierzy czas, który upłynął od momentu wysłania do jego powrotu (czyli po odbiciu od przeszkody) Dokładność mierzenia odległości: 1 cm Maksymalny wiarygodny pomiar do 300 cm

VeicoloP wykorzystane czujniki FOTOREZYSTOR element światłoczuły Zmiana rezystancji pod wpływem natężenia padającego promieniowania Oświetlenie fotorezystora powoduje zwiększenie przepływającego prądu (zmniejsza się jego rezystancja) CZUJNIK TEMPERATURY I WILGOTNOŚCI POWIETRZA Typowy czas reakcji: 30s - 60s Zmiany właściwości elektrycznych określonych materiałów zachodzące w wyniku pochłaniania wilgoci z otoczenia

VeicoloP realizacja 6 Plany na przyszłość dodanie trybu autonomicznego (line follower, czujnik odległościowy ultradźwiękowy, unikanie przeszkód na torze, doskonalenie algorytmów jazdy) stworzenie stacji meteorologicznej (pomiar natężenia światła, temperatury, ciśnienia) monitorowanie biurka podczas nieobecności i w razie wykrycia ruchu wysłanie alarmowego sms a do właściciela inne pomysły, które przyjdą w trakcie

Pytania? Pawel.Karwat@pwr.edu.pl Informacje o kolejnych wystąpieniach (z nowymi możliwościami robota) wkrótce pod adresem: www.if.pwr.edu.pl/~pkarwat Do zobaczenia!

Dziękuję za uwagę :) Koniec Będę tęsknił