Mehhatroonika ja robootika valikkursus

Teema esitlus: "Mehhatroonika ja robootika valikkursus"— Esitluse väljavõte:

1 Mehhatroonika ja robootika valikkursus
Heilo Altin Ramon Rantsus Tallinn 2016

2

3 Ajakava 10:00 - Koolituse algus 13:00 – Lõunasöögi paus
17:00 - Esimese päeva orienteeruv lõpp 09:00 - Koolituse algus 12:00 – Lõunasöögi paus 16:00 - Orienteeruv lõpp

4 Korraldus Tutvumisring Tunnistused Nimi Kust pärit?
Koolirobootika alased mured/mõtted/head praktikad Mida koolituselt ootate? Tunnistused

5 Leia kotist kuus LEGO klotsi ning aseta need enda ette.
LEGO® Education õpimeetod Leia kotist kuus LEGO klotsi ning aseta need enda ette. From the Academy box: From the Academy box the participants open the “duck bag” only. This is an ice-breaker and also step 1 into LEGO Education learning approach. This is an inspirational guide for how to run the LEGO Education DUCK session. 1) The task of building a duck in only one minute or as fast as possible will be used to take the participants through all elements of our learning philosophy; including hands-on, minds-on, problem solving, the 4Cs, hard fun, the flow theory, open ended learning and so on. Most importantly, it shows the power of imagination in a learning environment and how energy is released when people do something that is fun. Ask participants to open the box and pull out the “duck bag” and place the six bricks on the table in front of them. Task: You have one minute to build a duck. You have to use all six bricks, and as soon as you have finished please run up and place on the table at the front. Push and stress the participants. “You don’t have time to think and plan”, “Go-go-go”, “20 seconds left”. Count down from 10. Stop building! Conclusion When all ducks are gathered on the table then ask the participants if anything strikes them when they look at the ducks. Can you find two ducks that are identical? Probably not. This is the point – and this is what learning with LEGO is all about: You were all given the same tool: Six bricks. You were all given the same time frame: 60 seconds. You were all given the same task: Build a duck. Point Out 1. You all contributed with different solutions – and all of them are correct. 2. You can use your hands for thinking up a solution – probably even faster than if you were to explain what a duck looks like. Kui palju aega kulub ühe pardi tegemiseks?

6 Use this slide to explain the learning from the duck building task.
Conclusion When all ducks are gathered on the table then ask the participants if anything strikes them when they look at the ducks. Can you find two ducks that are identical? Probably not. This is the point – and this is what learning with LEGO is all about: You were all given the same tool: Six bricks. You were all given the same time frame: 60 seconds. You were all given the same task: Build a duck. 1. You all contributed with different solutions – and all of them are correct. 2. You can use your hands for thinking up a solution – probably even faster than if you were to explain what a duck looks like. Kujutlusvõime efekt

7 Mehhatroonika ja robootika
Ühine teoreetiline baas LEGO MINDSTORMS EV3 -Tartu Ülikool -Kooliroboti projekt kooli -Vähene avalik teooria- ja ülesannete baas ROBOOTIKA KODULABOR - Tallinna Tehnikaülikool - Kooliroboti projekt 2008 - 50 kooli - Loodud materjal avalik ja publitseeritud

8 Ainekava Robootika põhialused (4 t) Täiturid (6 t) Andurid (8 t)
Infotöötlus (8 t) Projekt (9 t)

9 Paaristunni ülesehitus
Praktiline ettevalmistus 1. tund Teooriatund - õpik Diskussioon ja näited Test 2. tund Praktikatund – töövihik Valige jõukohast ülesannet

10 Eessõna

11 Sissejuhatus ja programmeerimine
Mehhatroonika Automaatika ... Robootika Seadused Põlvkonnad

12 Sissejuhatus ja programmeerimine

13 Samm 1 Samm 2 Tingimus ALGORITM

14 NAO

15 Robootika süsteemid ja kontroller
Patsutati õlale? Mitu korda Info täiturile: tõsta parem käsi Info täiturile: langeta parem käsi Eksperiment EI JAH 1 korda 2 korda

16 Robootika süsteemid ja kontroller

17 Robootika süsteemid – töövihik***
Robot peaks oma töötamise ajal täitma järgmisi ülesandeid: puuteandurit all hoides käivitab robot korraga kaks mootorit; kui ruumi valgustugevus langeb alla teatud piiri (näiteks 50% maksimaalsest anduri mõõdetavast väärtusest), siis teeb robot häält; kui objekt asub lähemal kui 30 cm, siis robot vilgutab ekraanil kirja „STOP"; kui helitugevus ruumis on kõrgem kui 80% maksimaalsest anduri mõõdetavast väärtusest, siis robot peatab oma töö.

18 Näidikud ja ekraanid Milleks üldse vaja ? Lamp  Valgusdiood (LED)
Programmeerimise lõpp Märguanne Suur monitor vs väike mobiiltelefoni ekraan Lamp  Valgusdiood (LED) Numbernäidik Ekraan - vedelkristallekraan (LCD) LED ekraan Orgaaniline LED (OLED) ekraan

19 Näidikud ja ekraanid

20 Näidikud ja ekraanid - töövihik
Ülesanne 1 – Lambi (LED’ide) kasutamine Ülesanne 2, 3 – Ekraanile kuvamine Näo kuvamine Teksti kuvamine Teksti kuvamine eri kõrgustele Mitu ekraaniplokki Ülesanne 4 – Stopper Juhtmete kasutamine Eri andmetüüpide kasutamine (number, sõne, loogika jne)

21 Elektrimootorid Milleks elektrimootorid? Erinevad tüübid
Vahelduvvoolumootor Alalisvoolumootor Servomootor, samm-mootor, lineaarmootor/lineaaraktuaator Lihtne ülevaade Kus robootikas kasutatakse Plussid ja miinused

22 Elektrimootorid II tase Sisemus Juhtimine

23 Elektrimootorid

24 Elektrimootorid - töövihik
Ülesanne 1 – EV3 baasmootor Mootori pööramine vs Roboti pööramine Mootori võimsus vs kiirus Mootori kestvus – pöörete arv, kraadide arv, ajaline kestvus Ülesanne 2 – Teepikkuse arvutamine läbi katseeksitusmeetodi Võistlusmoment vs ajuragin 

25 Andurid Analoog Digitaal

26 Analoogandurid - töövihik
Laua koristamine Joone jälgimine Alarm

27 Digitaalandurid - töövihik
Takistustega joone jälgimine Tunneli läbimine Kiiruse mõõtmine

28 Liikumismehhanismid ja positsioneerimine
Autonoomne robot Telerobot Manipulaator

29 Liikumismehhanismid

30 Positsioneerimine Positsioneerimine GPS Mootori pöörete andurid
Objektide abil

31 Liikumismehhanismid - töövihik
Tutvuge ülesannetega Kas ülesannete raskusaste on sobiv? Ülesannete eesmärk Ehitada kaks enim levinud liikumismehhanismi Positsioneerimise abc

32 Liikumismehhanismid - töövihik
Ülesanne 1 Robot peab ronima üle kasti Ülesanne 2 Kiireim võimalik robot Ülesanne 3 LÕPP 1,78 m VÕISTLUS TÄPSEIMA ROBOTI LEIDMISEKS START 2,5 m

33 Andmeside Protokoll Asünkroonne side Sünkroonne side

34 Andmeside - protokoll Kuidas läheb? 汉语/漢語 华语/華語
Öelnud kohe, et eestlane

35 Andmeside

36 Andmeside Lugege läbi peatükk Sooritage enesekontrolli test

37 Andmeside - töövihik Võtke nelja liikmelistesse gruppidesse
2 EV3 kontrollerit Manipulaator Peab läbima takistusraja Telerobot Demonstreerib teleroboti omadusi Läbib takistusraja

38 Andmete kogumine Milleks üldse andmeid kogutakse?

39 Andmete kogumine Miks me neid ise ei kogu? Ei ole otstarbekas 
Ei saa 

40 Andmete kogumine Mis neid andmeid siis koguvad? PackBot Moni-robo
Spirit Tõravere

41 Andmete kogumine Ja inimesele jääb … või mitte?

42 Andmete kogumine Lugege läbi peatüki mõlemad tasemed
Sooritage enesekontrolli test I ja II

43 Andmete kogumine - töövihik
Tutvuge ülesannetega Ülesannete eesmärk EV3 ekraanile andmete kogumine Andmete kogumine faili Andmete töötlemine programmis

44 Andmete kogumine - töövihik
Ülesanne 1 – Klassiruumi sisenevate õpilaste loendamine Ülesanne 2 – Klassiruumi sisenevate ja väljuvate õpilaste loendamine ja selle kuvamine ekraanile Muutujate kasutamine Ülesanne 3 – Klassiruumi sisenevate ja väljuvate õpilaste loendamine ja tulemuse kirjutamine faili Faili kirjutamine Andmefaili importimine tabelarvutusprogrammi Boonusülesanne: Parkla tõkkepuu robot. Robot ei lase autot parklasse, kui kohad on täis! Samas kuvab robot parklas vabade kohtade arvu.

45 PROJEKT

46 Enne ülesannet: Teil tuleb koostada projektimeeskond, kus on kindlasti projektijuht, insenerid ehitamiseks ja programmeerimiseks, testijad. Kogu tegevus tuleb dokumenteerida. Projekti lõpus toimub lahenduste demonstreerimine ja hindamine, esitlused. Hindamistabel

47 Projekt

48 Projekt I Gruppidesse jaotamine Missiooniga tutvumine
Idee väljatöötamine Esitlemine Aega 30 min

49 Projekt II-Projekt III
Tarkvara algoritmi loomine Roboti ehitamine Aega üks tund

50 Projekt IV Testimine Töö ettenäitamine Vigade parandus
roboti maksumus (detailid) projektimeeskonna töökulud roboti töökindlus ülesande lahendamine

51 Viimane samm