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EduRobot Circuit Blocks – dalla manualità al PCB: L’Evoluzione di un Apprendimento Pratico dell’elettronica

Nella mia esperienza come giovane studente, l’apprendimento pratico della teoria elettronica ha avuto inizio con l’uso di semplici blocchetti in cui erano inseriti componenti elettronici. Questi blocchetti venivano collegati tra loro mediante cavi dotati di connettori a coccodrillo o banana. Questo sistema, da giovanissimo studente, mi rendeva estremamente semplice la connessione con i puntali dei multimetri digitali, consentendo di realizzare senza sforzi collegamenti in serie e parallelo di resistori e di eseguire misurazioni della resistenza equivalente. Era altresì intuitivo inserire strumenti all’interno di un circuito per misurare correnti e tensioni.

Ricordo con affetto quella fase iniziale, un periodo in cui l’elettronica sembrava un magico puzzle da esplorare e comprendere. Con il tempo, la mia esperienza pratica si è evoluta: sono passato all’uso di breadboard, poi alle basette millefiori e, infine, alla progettazione e realizzazione di PCB.

Tuttavia, recentemente, la mia attività di insegnamento è tornata a quei blocchetti iniziali un po’ per necessità pratica ed un po’ per la gestione di classi “particolari” da motivare. Mi è stato chiesto di ideare lezioni con un’attività di laboratorio della durata di non più di 45 minuti per classi di seconda superiore. Ho constatato che molti studenti non avevano mai avuto esperienza diretta con componenti elettronici o strumenti di misura. Da qui l’idea di reintrodurre l’approccio “manuale” e intuitivo delle mie origini. Ho pensato a blocchetti stampati in 3D in cui inserire i reofori dei resistori, fissati mediante viti e bulloni. Queste viti, estendendo i reofori, facilitano il collegamento con altri resistori mediante connettori a coccodrillo.

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EduRobot BitSquare

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BitSquare quadrato nel design, semplicità nella realizzazione di attività introduttive di Coding e robotica a scuola.

Per la lezione che ho condotto oggi per i colleghi che stanno seguendo il mio corso di Didattica della Robotica, organizzato dal CTS di Cosenza, ho progettato un semplice supporto che ospita il Servo:Lite di Kitronik e BBC micro:bit e due servomotori. Nessuna vite di blocco per i servomotori ma elastici che evitano la fuoriuscita dei motori dalle loro sedi, le uniche viti da usare sono quelle che fissano le ruote all’albero del motore.

La progettazione ha richiesto circa 1 ora di lavoro e come sempre sfrutterò questo progetto per svolgere tra qualche settimana un’attività di sperimentazione con alcune classi prime e seconde superiori dell’ITIS passando da una programmazione a blocchi, Blocks, per giungere poi all’uso di MicroPython.
Espansioni già richieste da alcuni colleghi della primaria: aggiungere l’alloggiamento per una penna.

Il costo di stampa è meno di 1€ mentre il tempo di stampa e di quasi due ore, ma questi valori possono scendere in funzione della tipologia di filamento e stampante.

Per gli esercizi di utilizzo lascio a voi, durante i corsi che svolgo, su questo prototipo e strutture similari, propongo numerose schede di lavoro.

Sperando che il progetto possa servire anche ad altri condivido i file per la stampa 3D che trovate su Thingiverse.

Buon Coding a tutti 🙂

MicroCode – Language – Lezione 4

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Editor delle risorse

Sono disponibili due editor, uno che permette la creazione di loghi 5×5 ed uno per la creazione di semplici melodie.

Editor icone LED

L’editor di icone LED permette di selezionare quali LED sono accesi o spenti per ogni fotogramma di un’animazione. E’ possibile continuare ad aggiungere icone LED in una sequenza (l’editor farà una copia dell’ultima immagine realizzata):

Editor di melodie

L’editor di melodie ti permette di comporre una sequenza di quattro note, dove ogni nota può essere C, D, E, F o G:

Gestire valori numerici

Per i comandi che prevedono un valore numerico come: radio send, imposta variabile), sono disponibili vari blocchi:

constant values 1, 2, 3, 4 e 5 punti
values of variables X, Y e Z
value of the radio receive event , disponibile solo se la sezione WHEN (QUANDO) ha un evento ricezione radio
value of the temperature sensor , sempre disponibile
random number generator un dado che fornisce in modo predefinito un numero intero casuale tra 1 e 5 (estremi inclusi).

loops

repeat

Il blocco repeat può essere aggiunta ad una serie di comandi per ripetere l’intera sezione DO. Il blocco valore, dopo repeat, determinano il numero di iterazioni. Se non viene fornito un valore, la ripetizione viene eseguita all’infinito.

WHEN: premi il logo micro:bit, DO: viene visualizzato il logo happy e il logo serio sul display e la visualizzazione dei due loghi viene mostrata per tre volte (la sequenza loghi è seguita dal repeat e dal blocco tre puntini).

Buon Coding a tutti 🙂

Corsi: Didattica della robotica – CTS di Cosenza

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Presso la Rete Provinciale di Scuole per l’inclusività di Cosenza si parte con la nuova stagione di corsi sulla Didattica della Robotica con nuove proposte di kit e attività laboratoriali, dalla robotica di servizio a quella ludica. Il corso programmato da più di 6 mesi vede coinvolte numerose scuole di ogni ordine e grado della provincia di Cosenza.

Sempre da questo settembre per altri enti saranno avviati corsi in presenza ed online sempre di robotica, appena disponibile fornirò indicazioni per procedere con l’iscrizione.

Come più volte ribadito, credo che una soluzione per realizzare una didattica personalizzata di Coding e Robotica sia quella che fa uso di tecnologia a basso costo; questa impiega materiali di uso comune e strumenti di costruzione già in possesso di molte scuole, ciò permette che l’oggetto didattico possa essere creato, manipolato e modificato dall’allievo in piena libertà a scuola e a casa, quindi durante il corso mostrerò come realizzare robot con strutture in cartone e legno.
La realizzazione di robot a fini didattici prevede un controllo dei parametri fisici che può essere agevolmente svolto con strumenti didattici utilizzati comunemente in attività laboratoriali per l’apprendimento del Coding; schede elettroniche come BBC micro:bit, Arduino, Raspberry Pi, possono assolvere a questo compito e la loro programmazione può avvenire utilizzando i linguaggi più adatti al livello di scuola a cui appartengono gli studenti; quindi si potrà optare per un linguaggio grafico a blocchi o testuale.

Negli scorsi mesi mi sono concentrato in modo specifico sulla creazione di kit per la primaria e secondaria di primo grado, molto semplici da creare, manipolare e modificare, pertanto se volete saperne di più rimanete sintonizzati sui miei social 🙂

Per la scuola superiore utilizzerò le evoluzioni di EduRobot Black Panther e EduRobot 4WD (con tutte le estensioni).

Per il CTS di Cosenza non solo Robotica low cost ma anche quella che fa uso di kit commerciali molto diffusi: Bee-Bot, Ozobot Evo, LEGO Education WeDo 2.0, Lego Mindstorms EV3, Makeblock mBot Robot.

Buona Robotica a tutti 🙂

EduRobot 4WD – Bluetooth

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Alcuni lettori hanno notato nella lezione in cui ho condiviso i sorgenti per la stampa 3D del robot, che la scheda motori utilizzata è una Adafruit Motor Shield V01 e mi è stato fatto notare che esiste la V02 della scheda, quindi perché ho usato la versione precedente? La risposta non è tecnica ma economica, ho acquistato ad un prezzo interessante, su uno store cinese, una grande quantità di queste schede che poi ho usato per i miei corsi. Ovviamente nulla vieta che voi possiate utilizzare una qualsiasi altra scheda, la logica di programmazione è la medesima, ma certamente varieranno il nome delle istruzioni che controllano il motore, se avete necessità contattatemi.

Lista componenti

N. 1 Arduino UNO R3
N. 1 Adafruit Motor Shield V01
Modulo Bluetooth HC05
N. 4 Motori DC 6V
N. 4 Ruote

Di seguito trovate i collegamenti elettrici effettuati e il primo sketch di esempio con cui parto per svolgere le successive esercitazioni. Per gli allievi e i docenti che si iscriveranno ai miei corsi darò ulteriori esempi e spiegazioni.

Lo shield per il controllo motori può gestire fino a 4 motori DC in entrambe le direzioni, ciò vuol dire che possono essere azionati sia in avanti che all’indietro. La velocità può anche essere variata con incrementi dello 0,5% utilizzando PWM integrato sulla scheda, ciò permetterà un movimento uniforme e non brusca del robot.

Il ponte H presente sulla scheda può pilotare carichi NON superiori ai 0,6A o che hanno picchi di richiesta corrente NON superiori a 1,2A, quindi utilizzate questa scheda per piccoli motori, i classici motori gialli da 6V vanno più che bene.

Collegamento motori allo shield Arduino Motor Driver

Come indicato nell’immagine che segue è molto semplice:
– saldate due cavi al motorino (in commercio trovate motori con fili saldati)
– collegate i motori ai morsetti: M1, M2, M3 o M4.

Collegamento scheda Bluetooth HC-05 allo shield Arduino Motor Driver

Come sicuramente saprete, il modulo Bluetooth HC-05 permette di convertire una porta seriale UART in una porta Bluetooth e la utilizzeremo per inviare su seriale i caratteri selezionati da una specifica app Android, per comandare direzione e velocità dei motori del robot.

I collegamenti sono:

HC05 <-> Arduino Motor Driver
RX - Pin 1
TX - Pin 0
G - GND
V - +5V

Orientamento ruote.

Collegamento motori M1 e M2.

Collegamento motori M3 e M4.

Modulo Bluetooth HC-05.

Connessione dei pin RX e TX del modulo Bluetooth HC-05 alla seriale di Arduino (pin 0 e pin 1).

Alimentazione del modulo Bluetooth HC-05 attraverso lo shield.

Alimentazione dello shield.

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Michele Maffucci

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EduRobot Circuit Blocks – dalla manualità al PCB: L’Evoluzione di un Apprendimento Pratico dell’elettronica

EduRobot BitSquare