Tra le varie attività di questi giorni: supporto a colleghi di altre scuole (medie e licei) e colleghi del mio istituto del percorso meccanica e automazione sulla realizzazione di kit robotici didattici. Il kit è pensato per: la formazione docente, laboratori #STEAM, percorsi di #PCTO per le classi 3’ e per i ragazzi del biennio della scuola superiore, tutte le richieste potrebbero entrare a pieno titolo nel grande insieme dei progetti catalogati con la frase: “poca spesa tanta resa” 🙂 frase che tra breve scriverò anche sulla porta d’ingresso del Lab. Territoriale.
EduRobot a.s. 22-23 è un piccolo robot da banco (per piani lisci), un cilindro che può crescere in altezza. La struttura prevede l’inserimento di schede Arduino, Raspberry Pi, BBC micro:bit, quindi adatto per più livelli scolastici. Dimensioni 135x135x134(con maniglia) mm nella configurazione mostrata nel video. Il costo di produzione dei singoli pezzi stampati in 3D e tagliati a laser al di sotto dei 10 Euro, è esclusa ovviamente l’elettronica. Per l’assemblaggio una manciata di viti M3 da 12mm e qualche dado M3. Tutti gli adattamenti e miglioramenti meccanici a carico degli studenti. I materiali utilizzati nel test: compensato e plexiglas. Tempo di progetto 1 ora e 30 min, a cui dovrò aggiungere con molta probabilità qualche minuto per correggere errori.
La versione preliminare di test nel video.
Presto la condivisione del progetto online.
P.S. sto pensando a qualcosa di più grande ed elaborato? Sì.
Qualche indiscrezione: “vacuum cleaner robot” e un “Assistant robot”
Come spesso accade quando sviluppo nuovi contenuti, nella fase iniziale di ricerca e progettazione, mi concentro su un elemento specifico un “attivatore” che può anche non essere fondamentale per l’intero progetto, ma per me risulta utile per attivare tutto il processo creativo.
Per i contenuti didattici questo elemento “attivatore” molto spesso è un oggetto fisico, un progetto elettronico che risolve un problema reale o anche un oggetto stampato in 3D. L’oggetto realizzato, che manipolo e modifico, innesca la costruzione di una mia mappa mentale che mi permette di sviluppare l’intero progetto formativo.
Questo, in estrema sintesi è uno dei metodi che utilizzo per progettare.
Quindi con: “7 stampe 3d in 7 giorni” cosa voglio mostrare?
Banalmente 7 “attivatori”, 7 oggetti semplici che ho utilizzato per sviluppare alcune parti dei miei prossimi corsi, sono oggetti che nascono, come spesso accade, da richieste fatte da colleghi in questo caso di scuola elementare e media, oppure da mie idee.
Come primo attivatore vi condivido due oggetti stampati in 3D dedicati al piccolo Ozobot EVO.
Si tratta di un goniometro al cui centro viene posto il robot. Il goniometro servirà per mettere in evidenza l’angolo di rotazione del robot. Per rendere più comoda la lettura dell’angolo di rotazione ho realizzato un “cappello” per il robot su cui ho inserito quattro frecce tra loro ortogonali che facilitano l’indicazione dell’angolo di rotazione.
Condivido con tutti voi uno dei progetti che ho mostrato durante l’ultimo mio corso sulla realizzazione di robot a basso costo: RobotArm:bit, un piccolo braccio robot controllato da BBC micro:bit che può essere stampato in 3D oppure realizzato in cartone. Il robot è pensato per l’utilizzo con allievi della primaria e della secondaria di primo grado.
Il piccolo braccio robot è costituito da 3 servomotori ed il loro controllo può essere effettuato in diversi modi, utilizzando ad esempio una scheda :move della Kitronik, oppure direttamente con micro:bit ed una batteria da 6V per alimentare i servomotori e il micro:bit, soluzione adottata in questa guida. Si tanga in conto che la soluzione che mostro in questo post prevede la modifica di un cavo micro usb da cui vengono prelevati i cavi positivo e negativo che vengono poi connessi sulla breadboard, in questo modo riusciremo ad alimentare tutta l’elettronica usata.
Il circuito di collegamento è molto semplice, i pin di controllo dei servomotori vengono connessi ai pin: 0, 1, 2 del micro:bit.
Per la costruzione della struttura seguire il video che segue. Tutti gli elementi in cartone sono stati incollati utilizzando della colla a caldo. Una goccia di colla è stata utilizzata per serrare gli alberi di rotazione dei servo alle varie parti del robot.
Nel video allegato i dettagli per la realizzazione della versione in cartone.
Codice di esempio
In allegato il codice di esempio per il controllo del braccio robot, i corsisti riceveranno ulteriori materiali.
In occasione del corso: creare un kit di robotica educativa a basso costo – 3′ edizione rendo pubblico il progetto del “Ciao Ciao Box” un dispositivo che è stato realizzato con BBC micro:bit V2 pensato per allievi della scuola elementare e media. Come annunciato recentemente sui vari social sto sviluppando una versione su cui sarà possibile bloccare magneticamente, con viti o con mattoncini Lego altri oggetti o scatole interattive programmabili.
Come potete intuire questo tipo di interazione potrà avvenire anche con altri Microcontrollori, ma la semplicità di programmazione di micro:bit rende la realizzazione di questo scatola interattiva interessante con gli studenti più giovani.
Ma come realizzare questo tipo di oggetto?
Innanzitutto l’interazione che mostro in questa lezione è tra due box con bandiera, il cui movimento è realizzato da un piccolo servomotore SG90 ed un terzo box che ha l’unico scopo di emettere un suono che sarà diverso in funzione del box trasmittente.
Quindi 3 box con le seguenti funzionalità:
box 1 emettitore suono. Emette suoni diversi in funzione del box che muove la bandiera
box 2 invio messaggio “muovi bandiera” al box 3 e nel contempo può ricevere il messaggio “muovi bandiera” dal box 3
box 3 invio messaggio “muovi bandiera” al box 2 e nel contempo può ricevere il messaggio “muovi bandiera” dal box 2
Perché usare il box 1 per emettere un suono?
Intuitivamente si potrebbe si potrebbe essere portati a pensare che questa funzionalità poteva essere riprodotta dal box 2 e dal box 3, ma ciò non è possibile.
La gestione del servomotore e nel contempo dell’emissione del suono non può essere fatta contemporaneamente in quanto il comportamento dei due dispositivi elettronici non risponde ai comandi impartiti dalla programmazione. Dal puntosi vista tecnico è presente un unico timer che gestisce il ciclo di funzionamento e il timer può essere usato o dal servomotore o dal buzzer non da entrambi.
Per evitare il comportamento anomalo viene demandata l’emissione del suono al box 1.
Il progetto pertanto potrebbe essere realizzato con un micro:bit V2 dotato di buzzer e due microbit V1 a cui demandiamo il controllo dei servomotori.
Ovviamente se disponete di soli micro:bit V1 potrete connettere un buzzer esterno al micro:bit inserito nel box 1, per questa operazione fate riferimento alle schede di progetto condivise su questo sito.
Struttura del box
Si tratta di un cubo 10×10 cm. La realizzazione dei box può essere fatta con qualsiasi materiale: cartone, compensato, foam. Potreste anche riciclare scatole di alimenti: latte, pasta, sale ecc…
Per chi desidera realizzare le medesime scatole che vedete nell’immagine introduttiva di questa lezione condivido il file pdf che potrà essere utilizzato per tagliare a laser tutte le facce del cubo in cui troverete gli inserti per i pulsanti e i servomotori.
Per chi invece non può utilizzare una macchina a taglio laser condivido il file pdf delle facce del cubo su cui poi voi dovrete realizzare i fori per l’inserimento dei pulsanti e dei servomotori.
Materiali utilizzati
Tutti i materiali potete trovarli su qualsiasi store online e la quasi totalità di quelli in eleco li trovate su Amazon.
Compensato spessore 3 mm (se costruite i box in compensato)
Pulsanti 6 colori 12×24 mm
Servomotori SG90 (0°-180°)
Edge Connector Breakout Board per micro:bit
Jumper corti maschio/maschio (fili da usare per la breadboard)
mini breadboard da 170 punti
Contenitore 4 batterie AA da 1,5 V con interruttore
Fogli di cartone ondulato formato A4 da 4 mm di spessore
Viti M3 12 mm e dadi M3
Collegamenti
Box 1
Si suppone in questo circuito l’utilizzo di un micro:bit V2
Box 2
Box 3
Come potete notare i circuiti per il box 2 e 3 differiscono solamente per il pin a cui connettiamo il pulsante.
E’ essenziale notare due cose:
il micro:bit e il servomotore sono alimentati da due batterie diverse, il micro:bit a 3V mentre il servomotore con un pacco batterie da 6V. Il positivo del servomotore va solamente collegato al pacco batterie da 6V
Le masse dei due pacchi batterie sono comuni, si noti il collegamento a massa del micro:bit sulla breadboard e quello del servomotore al pacco batterie.
E’ possibile evitare il pacco batterie da 3V, ma per questa operazione è necessario effettuare una modifica al cavo micro USB utilizzato per connettere il micro:bit al computer, ma demando questa spiegazione ad una prossima lezione.
Per i colleghi che seguono il mio corso darò ulteriori dettagli tecnici e alternative di progettazione.
Programmazione
All’interno del codice condiviso troverete alcune indicazioni sul funzionamento, essenziale porre estrema attenzione al codice dei Box 2 e 3 in cui nel blocco “on start” ho abilitato le resistenze di pull-up sui pin 2 e 8 del micro:bit, questa operazione eviterà di utilizzare due resistori esterni di pull-up connessi al pulsante.
In questa sperimentazione, per i box 2 e 3 ho utilizzato un solo pulsante, lascio a voi le modifiche del circuito e la programmazione per abilitare il funzionamento del secondo pulsante.
Consiglio, per i box 2 e 3 di effettuare il trasferimento del codice sul micro:bit senza connettere il micro:bit all’edge connector, una volta effettuato il trasferimento del programma, scollegatelo dal computer ed inseritelo all’interno dell’edge connector.
Programmazione box1
Programmazione box 2 e 3
Maggiori dettagli su collegamenti e funzionalità da aggiungere durante il corso in presenza.
Terza edizione del richiestissimo corso sulla realizzazione di kit robotici a basso costo per la didattica.
Su richiesta degli utenti in questa nuova edizione aggiungerò nuove proposte in cui mostrerò come con micro:bit è possibile realizzare robot seguilinea. Fornirò inoltre nuove proposte per la scuola primaria di primo grado e molto altro.
Come sempre tutti i kit didattici che fornirò saranno corredati di:
progetti grafici da realizzare a scelta con cartone o stampa 3D
programmi di funzionamento e schede didattiche da utilizzare in classe
Quindi fornirò istruzioni e documentazione per i kit mostrati nelle edizioni precedenti e i nuovi sviluppati in questi ultimi mesi.
Nel caso abbiate richieste specifiche sulla realizzazione di un vostro progetto non esitate a contattarmi, sarò ben lieto di aiutarvi.
Saranno svolti 3 incontri in webinar di 2 ore ciascuno, per un totale di 6 ore
Martedì 8 febbraio 2022 – Dalle 17.00 alle 19.00
Martedì 15 febbraio 2022 – Dalle 17.00 alle 19.00
Martedì 22 febbraio 2022 – Dalle 17.00 alle 19.00
Presentazione del corso
Mediante una metodologia laboratoriale, si forniranno competenze digitali finalizzate alla realizzazione di robot didattici a bassissimo costo permettendo al docente si strutturare un percorso di base per avvicinare gli studenti ai principi della programmazione e della robotica.
Il corso si sviluppa in 3 moduli e permetterà di costruire un robot partendo da zero.
Il primo modulo introduce all’uso di BBC micro:bit ed alla programmazione con Blocks Editor, un tool grafico che semplifica l’utilizzo della scheda elettronica che controllerà il robot;
Il secondo modulo introduce all’utilizzo modellazione 3D con TinkerCAD che permetterà di stampare in 3D le proprie creazioni, oppure generare i progetti necessari per realizzare i robot con compensato o cartone;
Il terzo modulo mette insieme le due competenze consentendo la costruzione ed il controllo del proprio robot didattico.
Per maggiori informazioni sulle modalità di iscrizione e sui contenuti del corso seguite il link.
