Αυτόματο όχημα που ακολουθεί μαύρη γραμμή με το Arduino

Το αυτοκινούμενο όχημα το οποίο ακολουθεί μια μαύρη γραμμή είναι μια συνηθισμένη δραστηριότητα με τα Lego Mindstorms και την έχω αξιοποιήσει με τροποποιήσεις πολλές φορές στο μάθημα.

Αυτή τη φορά στο πλαίσιο του Ομίλου «Μικροί Χάκερ» που λειτουργεί στο Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας, δοκιμάσαμε με τα παιδιά να υλοποιήσουμε το αυτόματο όχημα με την χρήση Arduino ως ελεγκτή.

Τα βασικά υλικά που χρησιμοποιήσαμε ήταν τα εξής:

  • 1 Arduino Uno
  • 2 κινητήρες με πλαστικές ρόδες (dc gear motors)
  • 1 L293D driver για να ελέγξουμε τους 2 κινητήρες
  • 1 αισθητήρα υπέρυθρων αποφυγής εμποδίων (Infrared Obstacle Avoidance Sensor)
  • 1 αισθητήρα υπέρυθρων αναγνώρισης μαύρου και άσπρου (Infrared Tracking sensor)
  • 2 μπαταριοθήκες ΑΑΑ και μπαταρίες
  • 1 διακόπτη
  • Καλώδια σύνδεσης
  • 1 Breadboard

Αρχικά χρησιμοποιήσαμε για το όχημα έναν έτοιμο σκελετό από λεπτό πλέξι γκλας , όμως στη συνέχεια τα παιδιά δημιούργησαν τον δικό τους σκελετό από μακετόχαρτο. Ως ρόδα στήριξης χρησιμοποιήσαμε ένα μπαλάκι του ping pong το οποίο προσαρμόσαμε σε ένα έτοιμο σχέδιο (https://www.thingiverse.com/thing:1728714) που εκτυπώσαμε στον 3Δ εκτυπωτή του σχολείου.

Για την σύνδεση των κινητήρων και του Arduino στον οδηγό L293D ακολουθήσαμε οδηγίες που βρήκαμε στο διαδίκτυο και παρουσιάζονται στην παρακάτω εικόνα.

Συνδέσαμε τους κινητήρες σε pins που υποστηρίζουν PWM ώστε να μπορούμε να ελέγχουμε και την ταχύτητα τους (με τιμές από 0 εως 255) και όχι απλά να τους ενεργοποιούμε και να τους απενεργοποιούμε με HIGH και LOW.

Ο σχεδιασμός και ο προγραμμα της κατασκευής έγινε με την χρήση της υπηρεσίας tinkercad στην οποία όλα τα παιδιά διαθέτουν μαθητικούς λογαριασμούς. Μπορείτε να εξερευνήσετε τα τελικά σχέδια και προγράμματα εδώ: https://www.tinkercad.com/things/0ZTQYQ60tYK

Τα παιδιά του Ομίλου παρουσίασαν την κατασκευή τους στο 8ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας που έγινε στην πόλη των Ιωαννίνων, καθώς και στην έκθεση με τίτλο «Τα παιδιά της πόλης μας δημιουργούν» η οποία πραγματοποιήθηκε στις εγκαταστάσεις του ΦΣΦ Αριστοτέλη, στην πόλης της Φλώρινας.

Αυτόματο όχημα – παρουσίαση – μαθητών στο Μαθητικό Φεστιβάλ

Φυλλάδιο παρουσίασης της κατασκευής στην έκθεση που πραγματοποιήθηκε στον ΦΣΦ Αριστοτέλη

Το τελικό αποτέλεσμα
Η κατασκευή με μακετόχαρτο
Η κατασκευή με μακετόχαρτο
Η κατασκευή με πλέξι γκλας

Συσκευή ειδοποίησης ποτίσματος με Arduino

Μια από τις κατασκευές των μαθητών και μαθητριών του Ομίλου Προγραμματισμού Μικροί Χάκερ, κατά το σχολικό έτος 2016-2017. Η κατασκευή περιλαμβάνει έναν αισθητήρα υγρασίας εδάφους, έναν κινητήρα servo, ένα λαμπάκι και ένα buzzer. 

WaterAlarm_bb

Ο αισθητήρα υγρασίας τοποθετείται μέσα στην γλάστρα και διαβάζει διαρκώς τις τιμές υγρασίας του εδάφους. Όταν η υγρασία πέσει κάτω από κάποιο όριο τότε η συσκευή μας ειδοποιεί με 3 τρόπους:

  • Αναβοσβήνει το λαμπάκι
  • Ακούγεται ήχος από το buzzer
  • Περιστρέφει την πινακίδα ειδοποίησης με την βοήθεια του κινητήρα servo

Screenshot_2

Ο ειδοποιητής ποτίσματος παρουσιάστηκε μαζί με άλλες κατασκευές των μαθητών στις εκδηλώσεις για την παγκόσμια ημέρα περιβάλλοντος που έγιναν στο Νέο Πάρκο της Φλώρινας καθώς και στο 7ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας

Έξυπνος κάδος σκουπιδιών με το arduino

Στο πλαίσιο των συναντήσεων του ομίλου προγραμματισμού “Μικροί Χάκερ” σχεδιάσαμε και κατασκευάσαμε τον έξυπνο κάδο σκουπιδιών, ο οποίος ανοίγει αυτόματα όταν θέλουμε να πετάξουμε κάποιο σκουπίδι.

Ο κάδος περιλαμβάνει έναν αισθητήρα απόστασης και έναν κινητήρα servo τα οποία ελέγχονται από ένα arduino nano. Η κατασκευή τροφοδοτείται από μπαταρίες AAA και περιλαμβάνει και έναν διακόπτη για την ενεργοποίηση/ απενεργοποίηση του κάδου. Το πρόγραμμα για τον έλεγχο του κάδου έγινε με την χρήση του περιβάλλοντος ardublockly.

Αρχικά μελετήσαμε τον τρόπο λειτουργίας του αισθητήρα απόστασης (HC-SR04). Ο συγκεκριμένος αισθητήρας επιστρέφει στο arduino τον χρόνο που χρειάστηκε για να επιστρέψει ο υπέρηχος σε μικροδευτερόλεπτα. Για να μας είναι χρήσιμη αυτή η τιμή πρέπει να την μετατρέψουμε σε εκατοστά με βάση τον τύπο της ταχύτητας του ήχου (343 μέτρα ανά δευτερόλεπτο).

Οι μαθητές και οι μαθήτριες εξασκήθηκαν με τις μονάδες μέτρησης του χρόνου και του μήκους, τις μετατροπές σε διάφορες υποδιαιρέσεις και χρησιμοποιήθηκε το παρακάτω ειδικά σχεδιασμένο φύλλο εργασίας για να βγάλουμε τον αλγόριθμο μετατροπής των μικροδευτερόλεπτων σε εκατοστά.

Φύλλο εργασίας Μέτρηση απόστασης

Το δεύτερο βήμα ήταν να μελετήσουμε τον τρόπο με τον οποίο δουλεύει ένας απλός κινητήρας servo, ο οποίος μπορεί να περιστρέφει τον άξονα του από τις 0 μέχρι τις 180 μοίρες. Με την χρήση μιας πετονιάς και κόλλας σιλικόνης ενώσαμε τον κινητήρα με το καπάκι του κάδου και πετύχαμε τον έλεγχο του ανοίγματος και του κλεισίματος του. Παρακάτω φαίνεται ο τρόπος σύνδεσης των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

smart trash can_bb

Το πρόγραμμα για την λειτουργία του αυτόματου κάδου δημιουργήθηκε στο περιβάλλον ardublockly και ακολουθεί τον αλγόριθμο που προέκυψε από το φύλλο εργασίας.

Screenshot_1

Ο έξυπνος κάδος παρουσιάστηκε μαζί με άλλες κατασκευές των μαθητών στις εκδηλώσεις για την παγκόσμια ημέρα περιβάλλοντος που έγιναν στο Νέο Πάρκο της Φλώρινας.

Αυτόματη λάμπα δωματίου με Arduino

Δραστηριότητα στο πλαίσιο του ομίλου “Μικροί Χάκερ”, του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας.

Μια λάμπα που ανάβει και σβήνει αυτόματα στο δωμάτιο μας ανάλογα με το φως που υπάρχει. Διαθέτει έναν αισθητήρα φωτός (photoresistor) ο οποίος μπορεί και διαβάζει τις τιμές φωτεινότητας στον χώρο. Ο προγραμματισμός είναι πολύ απλός. Όταν η τιμή που μας δίνει ο αισθητήρας πέσει κάτω από κάποια τιμή τότε ανάβει το led λαμπάκι αυτόματα. Η λάμπα μπορεί να πάρει ρεύμα είτε από τις πρίζες του σπιτιού (υποδοχή usb mini) , είτε από μπαταρίες.

Η αυτόματη λάμπα παρουσιάστηκε από τους μαθητές και τις μαθήτριες του ομίλου στο 7ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας.

Προγραμματιζόμενο Χριστουγεννιάτικο δέντρο με την χρήση του arduino

Η Χριστουγεννιάτικη κατασκευή των μαθητών και μαθητριών του ομίλου “Μικροί Χάκερ” του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας. Καλές γιορτές!

Η σειρά και η ταχύτητα με την οποία αναβοσβήνουν τα λαμπάκια αλλάζει προγραμματίζοντας το Arduino.