Робот для обучения детей программированию на Arduino

Кружки робототехники в наше время определенно пользуются успехом. Лего, ардуино, скретчи и много чего еще доступно современным детям (я уверен, многие, как и я, в этом плане завидуют нынешней детворе). Будучи преподавателем робототехники, решил поделиться некоторым материалом, который у меня накопился за пару лет работы, а именно довольно простым роботом и несколькими занятиями с ним.

Данные агрегаты используется мною на занятиях для того, чтобы объяснить детям принципы работы драйвера двигателя, датчика линии и дальномера. Дети, которых настигло изучение данного робота, уже как правило отучились год и имеют минимальные представления об Arduino, моторах и электротехнике в целом. В интернете много проектов с данными комплектующими, но разработать свою машинку меня мотивировало две вещи – хотелось использовать отсек под 4 батарейки АА и иметь возможность надежно прикрепить к роботу практически любой датчик (для этого в конструкции есть несколько дополнительных крепежных отверстий).

Управляется робот платой Arduino Uno с motor shield l293d, из датчиков я ставил дальномер HC-SR04 и два датчика линии tcrt5000 (имеет как цифровой, так и аналоговый вывод).

Корпус робота состоит из 3 деталей (не считая необязательных креплений под датчики), которые печатаются на 3D-принтере. Для сборки понадобится крепеж М3, все необходимые элементы я описал в документе, лежащем с файлами для 3D-принтера.

Программируется робот, как и в стандартной среде Arduino IDE (дети постарше), так и в программе miniBloq (для младших групп). Для стандартной среды используется библиотека AFMotor, которая необходима для работы с шилдом драйверов двигателя. В miniBloq-е для работы необходимо выбрать в разделе оборудование робота «ta-bot v1», использующего аналогичный драйвер.

Имея на борту дальномер и датчики линии, робот годится для участия в соревнованиях по многим дисциплинам, но создан был именно для обучения, занять призовые места с ним не получится.

Занятия, которые с ним можно провести:

• Работа с драйвером двигателей. Вращение колеса в разные стороны и с разной скоростью.
• Простые маневры. Езда по кругу, езда по восьмерке (в этих занятиях как правило приходится много раз подбирать необходимое время и скорость, чтобы получить заданную фигуру).
• Датчик линии. Принцип работы. Передача показаний датчика в компьютер (монитор порта).
• Езда по линии с одним датчиком линии.
• Езда по линии с двумя датчиками линии.
• Дальномер. Принцип работы дальномера. Передача показаний дальномера в компьютер.
• Езда по комнате с дальномером. Робот едет вперед до встречи с препятствием, как только подъезжает к стене – поворачивает.
• Поиск противника (как в робосумо). Два робота ставятся в круг и начинают крутиться на месте, выискивая дальномером противника.

В папке ^[1] с деталями также можно найти несколько готовых занятий из вышеперечисленного списка.

Автор: Никита Чернов

Источник ^[2]