La maniera migliore per applicare quanto si è appreso con Arduino è quella di realizzare un robot, in quanto in esso sono racchiuse moltissime delle funzionalità di cui avrete necessità per i vostri progetti futuri.
Se siete utenti esperti nell’uso di Arduino potrete ritrovare in questo breve corso iniziale concetti già conosciuti, ma per mia scelta desidero affrontare ogni passo in modo graduale, anche a costo di ripetere argomenti già conosciuti, in questo modo si avrà modo di perfezionare il proprio apprendimento e rivedere concetti di base anche da altri punti di vista.
Quindi i prerequisiti necessari sono quelli che avete ottenuto leggendo le mie prime quattro lezioni delle mie slide pubbliche oppure aver eseguito le lezioni su questo sito.

Questa lezione ha una durata di circa 4/5 ore in aula per utenti che hanno una conoscenza di base e quindi è da intendersi di primo livello nell’uso di Arduino e vuole essere un percorso alternativo per apprendere in maniera più coinvolgente (almeno spero) l’uso di Arduino, ponendo le basi per un percorso di robotica con Arduino di livelli via via crescenti.

All’interno di questa lezione troverete link a istruzioni e spiegazioni in modo che questa lezione possa essere un’ulteriore punto di accesso al mondo Arduino.

Faremo un piccolo passo in dietro ripetendo alcuni concetti di base e poi un balzo in avanti per imparare nuovi argomenti utilizzando le competenze ottenute nelle lezioni che avete fino a questo punto studiato, tutto in maniera graduale senza dare nulla per scontato.

Come sempre la mia speranza è che questa lezione possa essere utilizzata come approccio iniziale all’insegnamento dell’informatica e dell’elettronica.

Per rendere più agevole lo sviluppo dei propri progetti, ho realizzato una struttura in compensato su cui sono fissate: scheda Arduino UNO R3 e Breadboard. Una piccola stazione di lavoro, facilmente trasportabile, che si trasforma poi successivamente in un piccolo robot, il kit sviluppato ha il nome di EduRobot UNO, ad esso ho associato un’area sul mio sito, www.maffucci.it/edurobot ed un sito di riferimento che rimanda per ora alla medesima pagina: www.edurobot.cc, su cui inserirò i sorgenti grafici per realizzare la struttura, ma anche i primi sketch di programmazione con esercizi. L’idea quindi è quella di andare oltre e costruire una didattica della robotica con Arduino.

Il nome scelto non è casuale: EduRobot UNO

• EduRobot perché il desiderio e che sia utilizzato per imparare;
• UNO perché è il primo della famiglia, ad esso si sta aggiungendo il fratello maggiore EduRobot DUE costituito da una struttura più elaborata che consentirà di realizzare progetti più complessi, ma che potrà utilizzare fin da subito elementi già usati per la versione UNO.

Tutte le strutture robotiche che sto progettando sono pensate per non fare uso di collanti e quindi adatte per essere usate anche con giovani studenti, tutto compensato tagliato a laser, viti e bulloni, nulla di più, se poi desiderate, potrete voi apportare le migliorie  direttamente su quanto da me proposto.

E quindi non posso che augurarvi: buona sperimentazione! 🙂

Descritto l’idea di progetto partiamo con la classica lista dei componenti usati.

Se avete già acquistato un Arduino Starter Kit a questo dovrete aggiungere un paio di servomotori a rotazione continua (360°) ed un sensore ad ultrasuoni, ma se state seguendo uno dei miei corsi nessun problema, questi dispositivi fanno parte della dotazione che utilizzo per insegnare.

Elenco componenti

Arduino UNOR3

Possiamo considerare Arduino UNO il cervello ed il cuore pulsante del nostro piccolo robot, il componente più importante è il microcontrollore ATmega328, che può essere considerato un piccolissimo computer e ad esso faremo eseguire il nostro sketch (programma) per fare interagire il nostro dispositivo con il mondo.

Servomotore a rotazione continua

Per il nostro progetto useremo due di questi motori. I servo a rotazione continua possono essere considerati molto simili ai motori DC brushless, ma possiedono un controllo della velocità integrato. La velocità di rotazione verrà controllata attraverso l’uso della modulazione di ampiezza di impulso detta PWM (Pulse-Width Modulation) che abbiamo imparato ad usare durante gli esperimenti di fading di accensione e spegnimento di un LED.

Sensore ad ultrasuoni

I sensori ad ultrasuoni hanno un funzionamento paragonabile a quello di un sonar di un sottomarino o al sistema di orientamento dei pipistrelli. Il dispositivo emette un’onda ultrasonica (non udibile dall’orecchio umano) e rileva l’eco di ritorno del segnale emesso, sulla base dei tempi di emissione e ricezione dell’onda ultrasonica è possibile valutare la distanza dell’oggetto che si presenta davanti al sensore e quindi noi lo utilizzeremo per far capire al nostro robot a che distanza si trova l’ostacolo.

Breadboard (400 punti)

Come già mostrato nelle slide di presentazione del corso Arduino (L’alfabeto di Arduino – Lezione 1), la breadboard un un buon modo per prototipale i circuiti elettronici senza la necessità di dover effettuare saldature a stagno.

Fili di collegamento

Per connettere tutte le parti e realizzare il nostro circuito avremo necessità di fili di collegamento, potrete utilizzare dei jumper acquistati, oppure del semplice filo per breadboard.

Viti e bulloni di fissaggio

Le viti di fissaggio verranno impiegate per bloccare i vari elementi (elettronici e meccanici) che costituiranno la nostra piccola piattaforma di sperimentazione robotica.

Batteria da 9 V

Consentirà di alimentare la scheda Arduino e i servomotori. Per l’alimentazione dei servomotori è preferibile (opzionale) utilizzare una seconda batteria da 6V ciò permette di non sovraccaricare troppo il regolatore di tensione della scheda Arduino, questa batteria potrà essere collocata nella sede in cui vengono ospitati i servomotori.

Assemblare lo chassie

Per rendere il tutto sufficientemente economico è stato realizzato uno chassie di compensato tagliato a laser che viene impiegato anche come supporto per realizzare i primi esperimenti su Arduino.
Se non desiderate usare questo sistema potrete sempre impiegare altri materiali copiando il profilo dal disegno che vi propongo o inventandone uno diverso che rispiecchia le vostre esigenze.