Prvé kolo: Rozdiel medzi revíziami

Zo stránky 3D liga wiki
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie
← Predchádzajúca úprava
Sebastian (diskusia | príspevky)
248 editací
Sebastian (diskusia | príspevky)
248 editací
Sebastian (diskusia | príspevky)
248 editací
 
(5 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.)
Riadok 85: Riadok 85:


----
----
=== Servo motorček ===
Dostali ste dva druhy servo motorčekov: '''180°''' a '''360°'''. Oba fungujú na rovnakom princípe ovládania, ale majú rozdielne vlastnosti:
{| class="wikitable"
|-
! Typ !! Správanie
|-
| '''180° servo''' || Nastaví sa na presnú pozíciu (napr. 0°, 90°, 180°) a tam zostane
|-
| '''360° servo''' || Namiesto pozície ovládate '''smer a rýchlosť''' otáčania – hodnota 90° = stoj, pod 90° = jedna strana, nad 90° = druhá strana
|}
Servo dostáva riadiace impulzy v rozsahu '''500–2500 µs''', ktoré dekóduje ako požadovanú pozíciu alebo smer otáčania. Zapojte servo na pin '''GP12'''.
<!--{{Note|Ak servo pri pohybe spôsobuje reštart mikrokontroléra, je odberané priveľa prúdu. V takom prípade napájajte servo samostatne a spojte iba GND.}}-->
<span style="background:#CCFFCC">'''Vyskúšaj toto:'''</span> Nahrajte nasledujúci program. Otvorte sériový monitor (115200 baud), zadajte číslo od 0 do 180 a stlačte Enter. Vyskúšajte si to najprv s 180° servom, potom s 360°. Čo si všimnete?
<syntaxhighlight lang="C">
#include <Servo.h>
#define SERVO_PIN 12
Servo servo;
String inputString = "";
int position = 90;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  servo.attach(SERVO_PIN, 500, 2500);
  servo.write(position);
  Serial.println("Zadajte uhol (0-180) a stlačte Enter:");
}
void loop() {
  while (Serial.available()) {
    char c = Serial.read();
    if (c == '\n') {
      position = inputString.toInt();
      if (position >= 0 && position <= 180) {
        servo.write(position);
        Serial.print("Servo nastavené na uhol: ");
        Serial.println(servo.read());
      } else {
        Serial.println("Neplatná pozícia – zadajte číslo od 0 do 180");
      }
      inputString = "";
    } else {
      inputString += c;
    }
  }
  delay(50);
}
</syntaxhighlight>
{| class="wikitable"
|-
! Novinka !! Vysvetlenie
|-
| <code>#include <Servo.h></code> || Načítame knižnicu pre ovládanie serva – bez nej by sme museli impulzy generovať ručne
|-
| <code>servo.attach(pin, 500, 2500)</code> || Pripojíme servo na pin a definujeme rozsah impulzov (500–2500 µs)
|-
| <code>servo.write(uhol)</code> || Nastavíme servo na požadovaný uhol (0–180°)
|-
| <code>inputString.toInt()</code> || Prevedie textový reťazec na celé číslo – napr. <code>"120"</code> → <code>120</code>
|}
<span style="background:#FFFFA0">'''VAŠA ÚLOHA:'''</span> Zostrojte autíčko z dvoch '''360° servo motorčekov''', guličky (ako tretie koleso) a ultrazvukového senzora. Ultrazvuk upevnite na predok. Naprogramujte '''poslušného psíčka''' – autíčko sleduje objekt pred sebou:
{| class="wikitable"
|-
! Vzdialenosť !! Správanie
|-
| > 30 cm || Ide vpred – ide za páničkom
|-
| 10 – 30 cm || Stojí – páničko je na ideálnej vzdialenosti
|-
| < 10 cm || Ide vzad – páničko je príliš blízko
|}
[[Servo structure | Štruktúra]]
<!--{{Note|Nápoveda: Keďže ľavé a pravé koleso sú namontované oproti sebe, musia sa otáčať '''opačným smerom''' aby autíčko išlo rovno. Ak jedno servo ide na hodnotu 70, druhé musí ísť na 110.}}-->
<span style="background:#FF9900">'''Bonus:'''</span> Upravte program tak, aby sa psíček pohyboval '''proporcionálne''' – čím ďalej je objekt, tým rýchlejšie autíčko ide. Na škálovanie hodnôt sa vám môže hodiť funkcia [//docs.arduino.cc/language-reference/en/functions/math/map/ <code>map()</code>]
Hotový program '''nahrajte do mikrokontroléra''', natočte video a odošlite.
Čo sme sa naučili?
* Servo motorček ovládame pomocou knižnice <code>Servo.h</code> a funkcie <code>servo.write()</code>.
* 180° servo nastavuje presnú polohu, 360° servo ovláda smer a rýchlosť otáčania.
* Pri dvoch kolesách namontovaných oproti sebe musia servá ísť opačnými smermi aby sa autíčko pohybovalo rovno.
* Funkcia <code>map()</code> umožňuje previesť hodnotu z jedného rozsahu do druhého.


=== Roomba ===
=== Roomba ===
Riadok 235: Riadok 138:
Ku každému komponentu si postavíme jednoduché autíčko ktoré využíva jeho schopnosti – až kým na konci nebudete mať robota ktorý sleduje čiaru, vyhýba sa prekážkam a vie kde sa nachádza.
Ku každému komponentu si postavíme jednoduché autíčko ktoré využíva jeho schopnosti – až kým na konci nebudete mať robota ktorý sleduje čiaru, vyhýba sa prekážkam a vie kde sa nachádza.
----
----
=== VL53L0X senzor ===
Dostali ste malý, ale účinný senzor na meranie vzdialenosti. '''VL53L0X''' funguje na princípe vysielania infračerveného svetla – lúč sa odrazí od objektu a vráti sa späť za rádovo nanosekundy. Zmeria sa čas letu (Time of Flight) a vypočíta sa vzdialenosť.
Táto technológia je výrazne presnejšia a rýchlejšia ako ultrazvukový senzor – pracujeme so svetlom, ktoré je niekoľkonásobne rýchlejšie ako zvuk.
[[Image:VL53L0X.jpg|300px]]
''' Zapojenie '''
Senzor komunikuje cez zbernicu '''I2C''' – potrebuje iba 4 vodiče:
{| class="wikitable"
|-
! Pin senzora !! Pin na RP2350-Zero
|-
| '''VCC''' || 3.3V
|-
| '''GND''' || GND
|-
| '''SDA''' || GP4
|-
| '''SCL''' || GP5
|}
''' Kód '''
<span style="background:#CCFFCC">'''Vyskúšaj toto:'''</span> Skopíruj a spusti nasledujúci program. Otvor sériový monitor (115200 baud) a pohybuj rukou pred senzorom.
<syntaxhighlight lang="C">
#include <Wire.h>
#include <VL53L0X.h>
VL53L0X sensor;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.setSDA(4);  // GP4
  Wire.setSCL(5);  // GP5
  Wire.begin();
  if (!sensor.init()) {
    Serial.println("Senzor nenájdený!");
    while (1);  // zastav program
  }
  sensor.setTimeout(500);
  sensor.startContinuous();
  Serial.println("VL53L0X OK");
}
void loop() {
  int dist = sensor.readRangeContinuousMillimeters();
  if (sensor.timeoutOccurred()) {
    Serial.println("Timeout!");
  } else {
    Serial.print("Vzdialenosť: ");
    Serial.print(dist);
    Serial.println(" mm");
  }
  delay(100);
}
</syntaxhighlight>
{| class="wikitable"
|-
! Novinka !! Vysvetlenie
|-
| <code>#include <Wire.h></code> || Knižnica pre I2C zbernicu – spôsob komunikácie medzi mikrokontrolérom a senzorom cez 2 vodiče (SDA, SCL)
|-
| <code>Wire.setSDA(4)</code> / <code>Wire.setSCL(5)</code> || Nastavíme ktoré piny budú použité pre I2C komunikáciu
|-
| <code>sensor.init()</code> || Inicializuje senzor – ak vráti <code>false</code>, senzor nie je správne zapojený
|-
| <code>sensor.startContinuous()</code> || Spustí nepretržité meranie – senzor meria stále bez čakania na príkaz
|-
| <code>sensor.timeoutOccurred()</code> || Vráti <code>true</code> ak senzor neodpovedal včas – objekt je príliš ďaleko alebo senzor nefunguje
|}
Pre hlbšie vysvetlenie ako funguje tento senzor prikladáme [https://learn.adafruit.com/adafruit-vl53l0x-micro-lidar-distance-sensor-breakout/overview článok od Adafruit].
<!--{{Note|Na rozdiel od HC-SR04, VL53L0X vracia vzdialenosť priamo v '''milimetroch''' – nie je potrebný žiadny prepočet.}}-->
<span style="background:#FFFFA0">'''VAŠA ÚLOHA:'''</span> Implementujte VL53L0X senzor na svoje prvé autíčko namiesto ultrazvukového senzora. Správanie psíčka zostáva rovnaké – zmeňte iba časť kódu ktorá meria vzdialenosť.
[[Car with lasers | Štruktúra]]
<span style="background:#FF9900">'''Bonus:'''</span> Použite '''3× VL53L0X''' senzory – jeden dopredu, druhý doľava a tretí doprava. Roomba tak bude vidieť do všetkých strán naraz a nebude musieť otáčať hlavou.
<!--{{Note|Nápoveda: Každý I2C senzor má svoju adresu. Ak zapojíte viac rovnakých senzorov, budú mať rovnakú adresu a budú si navzájom prekážať. VL53L0X umožňuje adresu zmeniť cez pin XSHUT – skúste vyhľadať ako na to.}}-->
Hotový program '''nahrajte do mikrokontroléra''', natočte krátke demonštračňé video a odošlite.
Čo sme sa naučili?
* VL53L0X meria vzdialenosť pomocou infračerveného svetla (Time of Flight) – presnejšie a rýchlejšie ako ultrazvuk.
* I2C je spôsob komunikácie kde viacero zariadení zdieľa iba 2 vodiče – každé má svoju jedinečnú adresu.
* Knižnica môže za nás vyriešiť celú komunikáciu so senzorom – stačí zavolať správne funkcie.
----
=== Gyroskop BNO055 ===
Doteraz sme jazdili rovno bez toho, aby samotné autíčko vedelo, že ide rovno. Na to nám pomôže '''gyroskop''' – senzor ktorý zaznamenáva otáčanie v troch osiach: X, Y a Z. My budeme zatiaľ využívať os '''Z''', ktorá zaznamenáva otáčanie doprava a doľava.
Na rozdiel od predchádzajúcich senzorov, gyroskop musíme pred použitím '''skalibrovať''' – teda nechať ho chvíľu v pokoji, aby si zaznamenal svoju počiatočnú polohu.
[[Image:BNO055.jpg|250px]]
''' Zapojenie '''
Senzor komunikuje cez zbernicu '''I2C''' – rovnako ako VL53L0X:
{| class="wikitable"
|-
! Pin senzora !! Pin na RP2350-Zero
|-
| '''VCC''' || 3.3V
|-
| '''GND''' || GND
|-
| '''SDA''' || GP4
|-
| '''SCL''' || GP5
|}
''' Kód '''
<span style="background:#CCFFCC">'''Vyskúšaj toto:'''</span> Skopíruj a spusti nasledujúci program. Otvor sériový monitor (115200 baud) a otáčaj senzorom v rôznych smeroch. Sleduj ako sa menia hodnoty osí X, Y, Z.
<!--{{Note|Pred spustením skontroluj či tvoj modul BNO055 má pin označený '''VIN''' (5V tolerantný) alebo '''VCC''' (3.3V only). Ak má iba VCC, pripoj ho na '''3.3V''' – priame napojenie na 5V môže senzor poškodiť!}}-->
<syntaxhighlight lang="C">
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BNO055.h>
Adafruit_BNO055 bno;
bool active = false;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.setSDA(4);
  Wire.setSCL(5);
  Wire.begin();
  delay(1000);
  // Hľadáme senzor na I2C zbernici
  Serial.println("Hľadám I2C zariadenia...");
  int adresa = 0;
  for (byte addr = 1; addr < 127; addr++) {
    Wire.beginTransmission(addr);
    if (Wire.endTransmission() == 0) {
      Serial.print("Nájdené zariadenie na adrese: 0x");
      Serial.println(addr, HEX);
      adresa = addr;
    }
  }
  if (adresa > 0) {
    bno = Adafruit_BNO055(55, adresa, &Wire);
    if (bno.begin()) {
      active = true;
      Serial.println("BNO055 OK – čakám na kalibráciu...");
    } else {
      Serial.println("BNO055 begin() zlyhalo");
    }
  } else {
    Serial.println("Žiadny senzor nenájdený!");
  }
}
void loop() {
  if (!active) {
    Serial.println("Senzor nie je pripravený");
    delay(1000);
    return;
  }
  // Kontrola kalibrácie – hodnoty 0-3, kde 3 = plne kalibrované
  uint8_t system, gyro, accel, mag;
  bno.getCalibration(&system, &gyro, &accel, &mag);
  if (system < 1) {
    Serial.println("Kalibrujem – pohni senzorom...");
    delay(100);
    return;
  }
  imu::Vector<3> euler = bno.getVector(Adafruit_BNO055::VECTOR_EULER);
  Serial.print("X: "); Serial.print(euler.x());
  Serial.print("  Y: "); Serial.print(euler.y());
  Serial.print("  Z: "); Serial.println(euler.z());
  delay(100);
}
</syntaxhighlight>
Program čaká kým nie je senzor aspoň čiastočne kalibrovaný (<code>system >= 1</code>) pred tým ako začne vypisovať hodnoty. Ak vidíš stále "Kalibrujem", pomaly otáčaj senzorom vo všetkých smeroch – kalibrácia by mala prísť do niekoľkých sekúnd.
{| class="wikitable"
|-
! Novinka !! Vysvetlenie
|-
| <code>Adafruit_BNO055</code> || Objekt reprezentujúci senzor – cez neho voláme všetky funkcie knižnice
|-
| <code>bno.begin()</code> || Inicializuje senzor – ak vráti <code>false</code>, senzor nie je správne zapojený
|-
| <code>bno.getVector(VECTOR_EULER)</code> || Vráti aktuálnu rotáciu vo forme troch uhlov (Eulerove uhly) v stupňoch
|-
| <code>euler.x()</code> / <code>.y()</code> / <code>.z()</code> || Jednotlivé osi rotácie – os Z sleduje otáčanie doprava/doľava
|-
| <code>imu::Vector<3></code> || Dátový typ pre trojrozmerný vektor – obsahuje tri hodnoty naraz
|}
{{Note|Os Z vracia hodnoty 0°–360°. Keď autíčko stojí rovno = 0°, otočenie doprava zvyšuje hodnotu, otočenie doľava ju znižuje (alebo ide k 360°). Toto treba zohľadniť v kóde.}}
<span style="background:#FFFFA0">'''VAŠA ÚLOHA:'''</span> Pripevnite gyroskop k autíčku '''kolmo na cestu''' (plocho, aby os Z merala otáčanie). Naprogramujte autíčko ktoré:
* Ide '''presne rovno''' – ak gyroskop zaznamená odchýlku, autíčko sa skoriguje
* Na príkaz cez sériový monitor sa otočí presne o '''90° doprava alebo doľava''' – otáča sa dovtedy, kým gyroskop nezaznamená 90°
[[Gyroscope structure | Štruktúra]]
{{Note|Nápoveda: Presné otáčanie na 90° vyžaduje aby ste sledovali '''zmenu uhla''' od momentu keď ste začali otáčanie – nie absolútnu hodnotu. Uložte si počiatočný uhol do premennej a sledujte rozdiel.}}
<span style="background:#FF9900">'''Bonus:'''</span> Použite VL53L0X senzor pripevnený na 180° servo a preskúmajte terén ako [https://cs.wikipedia.org/wiki/Lidar lidar] – servo sa otočí z jednej strany na druhú a senzor zaznamená vzdialenosť v každom uhle. Po preskúmaní sa autíčko otočí smerom k '''najbližšiemu objektu''' a príde za ním (upgrade poslušného psíčka).
[[Lidar structure| Štruktúra]]
Hotový program '''nahrajte do mikrokontroléra''', natočte krátke demonštračňé video a odošlite.
Čo sme sa naučili?
* Gyroskop BNO055 meria rotáciu v troch osiach – os Z sleduje otáčanie doprava/doľava.
* Eulerove uhly vyjadrujú orientáciu objektu v priestore pomocou troch čísel.
* Kombináciou gyroskopu a serv vieme autíčku dopomôcť k presnému pohybu a otáčaniu.
----
=== Line senzor + multiplexer ===
Dostali ste modul zložený z '''QTR-8A''' line senzora a '''74HC4051''' multiplexera.
QTR-8A obsahuje 8 infračervených snímačov odrazivosti – každý meria koľko infračerveného svetla sa odrazí od povrchu. Tmavá čiara odráža menej ako svetlý podklad.
Senzor nemá indikačnú LED, takže navonok nevidno či dostáva napájanie. Pre najlepší účinok IR senzorov ich treba zapojiť do 5V (IR pin).
''' Prečo potrebujeme multiplexer? '''
RP2350-Zero má iba '''4 analógové vstupy''' (GP26–GP29), ale senzor má '''8 analógových výstupov'''. Na to nám pomôže multiplexer 74HC4051 – prepína 8 analógových kanálov na jeden výstup. Každý kanál má svoju adresu od <code>000</code> po <code>111</code> (binárne), ktorú nastavujeme cez 3 select piny (S0, S1, S2).
Postup čítania všetkých 8 kanálov:
# Nastavíme adresu kanála cez S0, S1, S2
# Počkáme kým sa multiplexer prepne (~10 µs)
# Prečítame hodnotu z výstupu Z
# Opakujeme pre všetky kanály 0–7
''' Zapojenie '''
{| class="wikitable"
|-
! Pin modulu !! Pin na RP2350-Zero
|-
| '''VCC''' || 3.3V
|-
| '''GND''' || GND
|-
| '''IR (QTR-8A)''' || 5V
|-
| '''Z''' (analógový výstup) || GP26 (ADC)
|-
| '''S0''' || GP6
|-
| '''S1''' || GP7
|-
| '''S2''' || GP8
|}
[[Image:QTR-8A-pinout.png|400px]]
''' Kód '''
<span style="background:#CCFFCC">'''Vyskúšaj toto:'''</span> Skopíruj a spusti nasledujúci program. Otvor sériový monitor (115200 baud) a pomaly pohybuj senzorom nad čiernou čiarou na bielom podklade.
<syntaxhighlight lang="C">
/*
  RP2040                74HC4051            QTR-8A
┌──────────┐ ┌──────────────────────────┐  ┌────────┐
|      5V  ├─┘        ┌──────────┐      └──┤ IR    |
|      3.3V├──────────┤VCC    VCC├─────────┤ VCC    |
│      GP26├──────────┤Z      GND├─────────┤ GND    |
│      GP13├──────────┤S2      Y0├─────────┤ D1    |
│      GP14├──────────┤S1      Y1├─────────┤ D2    |
│      GP15├──────────┤S0      Y2├─────────┤ D3    |
│      GND├──────────┤GND    Y3├─────────┤ D4    |
└──────────┘          |        Y4├─────────┤ D5    |
                      |        Y5├─────────┤ D6    |
                      |        Y6├─────────┤ D7    |
                      |        Y7├─────────┤ D8    |
                      └──────────┘        └────────┘
*/
const int MUX_Z  = 26;  // analógový výstup multiplexera
const int MUX_S0 = 6;  // select bit 0
const int MUX_S1 = 7;  // select bit 1
const int MUX_S2 = 8;  // select bit 2
const uint8_t SENSOR_COUNT = 8;
const int THRESHOLD = 400;  // prah medzi bielou (~40) a čiernou (~800)
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  analogReadResolution(12);  // 12-bitové ADC (0–4095)
  pinMode(MUX_S0, OUTPUT);
  pinMode(MUX_S1, OUTPUT);
  pinMode(MUX_S2, OUTPUT);
  Serial.println("QTR-8A + 74HC4051 OK");
}
// Prepne multiplexer na daný kanál (0–7)
void selectChannel(uint8_t channel) {
  digitalWrite(MUX_S0, (channel >> 0) & 1);
  digitalWrite(MUX_S1, (channel >> 1) & 1);
  digitalWrite(MUX_S2, (channel >> 2) & 1);
}
void loop() {
  for (uint8_t i = 0; i < SENSOR_COUNT; i++) {
    selectChannel(i);
    delayMicroseconds(10);  // počkáme kým sa multiplexer prepne
    int val = analogRead(MUX_Z);
    Serial.print(val > THRESHOLD ? "1" : "0");
    Serial.print("\t");
  }
  Serial.println();
  delay(100);
}
</syntaxhighlight>
{| class="wikitable"
|-
! Novinka !! Vysvetlenie
|-
| <code>analogReadResolution(12)</code> || Nastaví ADC na 12-bitové čítanie (0–4095) – bez toho by Arduino používalo 10-bitové (0–1023)
|-
| <code>selectChannel(i)</code> || Nastaví adresu kanála cez select piny S0, S1, S2
|-
| <code>(channel >> n) & 1</code> || Bitový posun – vyextrahuje n-tý bit adresy kanála. Napr. kanál 5 = <code>101</code> → S0=1, S1=0, S2=1
|-
| <code>delayMicroseconds(10)</code> || Krátke čakanie kým sa multiplexer fyzicky prepne na nový kanál
|}
{{Note|Typické hodnoty: biely povrch ~40, čierna čiara ~800. Ak sa tvoje hodnoty líšia, uprav konštantu <code>THRESHOLD</code> na hodnotu v strede medzi tvojimi nameranými hodnotami.}}
<span style="background:#FFFFA0">'''VAŠA ÚLOHA:'''</span> Naprogramujte autíčko ktoré sleduje čiaru. Čiara môže odbáčať, robiť cik-cak, rozvetvovať sa alebo tvoriť slučku. Pripojte aj VL53L0X senzor na detekciu náhodnej prekážky v ceste:
* Ak senzor detekuje prekážku bližšie ako 100 mm – autíčko zastaví a počká kým prekážka nezmizne
* Ak je cesta voľná – autíčko sleduje čiaru ďalej
[[Line sensor structure | Štruktúra]]
<span style="background:#FF9900">'''Bonus:'''</span> Pripevnite aj gyroskop BNO055. Počas jazdy zaznamenávajte čas a uhol otočenia do súboru pomocou '''LittleFS''' – po skončení jazdy pripojíte mikrokontrolér k počítaču a súbor si stiahnete a vizualizujete.
[[Line sensor bonus structure | Štruktúra]]
[[LittleFS into| Úvod do LittleFS (jednoduchý file system)]]
Hotový program '''nahrajte do mikrokontroléra''', natočte krátke demonštračňé video a odošlite.
Čo sme sa naučili?
* QTR-8A meria odrazivosť povrchu pomocou IR svetla – tmavá čiara odráža menej ako svetlý podklad.
* Multiplexer 74HC4051 nám umožnil čítať 8 analógových kanálov cez jeden ADC pin.
* Adresu kanála nastavujeme cez 3 select piny pomocou binárneho kódovania.
* <code>analogReadResolution(12)</code> nastaví 12-bitové čítanie pre väčšiu presnosť merania.


== Tretia stavebnica ==
== Tretia stavebnica ==
Riadok 617: Riadok 144:


Ak nájdete chyby v návode, prosíme napíšte nám ich pri odovzdávaní výsledkov.
Ak nájdete chyby v návode, prosíme napíšte nám ich pri odovzdávaní výsledkov.
=== Joystick ===
Joystick ktorý ste dostali má '''2 osi''' (X a Y) a '''1 tlačidlo''' (SW – stlačenie joysticku). Funguje ako dva potenciometre – otočením v smere X alebo Y sa mení odpor a tým aj analógová hodnota na výstupe.
''' Zapojenie '''
{| class="wikitable"
|-
! Pin joysticku !! Pin na RP2350-Zero
|-
| '''VCC''' || 3.3V
|-
| '''GND''' || GND
|-
| '''VRX''' (os X) || GP26 (ADC)
|-
| '''VRY''' (os Y) || GP27 (ADC)
|-
| '''SW''' (tlačidlo) || GP6
|}
''' Kód '''
<span style="background:#CCFFCC">'''Vyskúšaj toto:'''</span> Skopíruj a spusti nasledujúci program. Otvor sériový monitor (115200 baud) a pohybuj joystickom. Sleduj ako sa menia hodnoty.
<syntaxhighlight lang="C">
const int JOY_X  = 26;
const int JOY_Y  = 27;
const int JOY_SW = 6;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  analogReadResolution(12);  // 12-bitové ADC (0–4095)
  pinMode(JOY_SW, INPUT_PULLUP);  // tlačidlo – aktívne LOW
}
void loop() {
  int x  = analogRead(JOY_X);
  int y  = analogRead(JOY_Y);
  int sw = digitalRead(JOY_SW);  // 0 = stlačené, 1 = nestlačené
  Serial.print("X: "); Serial.print(x);
  Serial.print("  Y: "); Serial.print(y);
  Serial.print("  SW: "); Serial.println(sw == LOW ? "stlacene" : "volne");
  delay(100);
}
</syntaxhighlight>
{| class="wikitable"
|-
! Novinka !! Vysvetlenie
|-
| <code>INPUT_PULLUP</code> || Aktivuje vnútorný pull-up rezistor – tlačidlo číta <code>LOW</code> keď je stlačené a <code>HIGH</code> keď nie
|-
| <code>sw == LOW</code> || Tlačidlo je aktívne LOW – stlačenie stiahne pin na GND
|}
{{Note|Stred joysticku by mal ukazovať hodnotu okolo 2048 (polovica rozsahu 0–4095). Ak je hodnota iná, joystick je mierne mimo stredu – to je normálne.}}
----
=== Touch senzor ===
Touch senzor detekuje dotyk prsta pomocou zmeny kapacitancie. Keď sa dotknete senzora, váš prst zmení elektrické pole okolo elektródy – senzor to zaznamená a vyšle digitálny signál.
''' Zapojenie '''
{| class="wikitable"
|-
! Pin senzora !! Pin na RP2350-Zero
|-
| '''VCC''' || 3.3V
|-
| '''GND''' || GND
|-
| '''SIG''' || GP7
|}
''' Kód '''
<span style="background:#CCFFCC">'''Vyskúšaj toto:'''</span> Skopíruj a spusti nasledujúci program. Dotknite sa senzora prstom a sleduj zmenu v sériovom monitore.
<syntaxhighlight lang="C">
const int TOUCH_PIN = 7;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(TOUCH_PIN, INPUT);
}
void loop() {
  int val = digitalRead(TOUCH_PIN);
  if (val == HIGH) {
    Serial.println("Dotyk detekovaný!");
  } else {
    Serial.println("Žiadny dotyk");
  }
  delay(100);
}
</syntaxhighlight>
----


=== Robotické rameno ===
=== Robotické rameno ===

Aktuálna revízia z 11:21, 2. august 2026

Vitajte v prvom kole 3D ligy!

V tomto kole sa zoznámite so súčiastkami, programovacím prostredím a samotnou konštrukciou stavebnice. Zvládnutie základov je kľúčové – bez nich by sme nedokázali stavať zložitejšie a zaujímavejšie roboty. Komplexnejším projektom sa budeme venovať v 2. kole.

Pravidlá prípravy

Pre začiatok na setupnutie si vlastnej stavebnice budeme musiet si pripravit:

- Hadrver - Softver

Príprava hardvéru

Celkový setup elektorniky a HW súčiastok


Príprava arduino rozhrania

Arduino IDE setup

Pred začatím odporúčame prezrieť si prehľad premenných a operátorov.

Vytlačená stavebnica

Súčasťou vašej sady je aj 3D tlačená stavebnica – podobne ako Merkur, skladá sa z rôznych dielikov, ktoré sa dajú spájať skrutkami M3 do ľubovoľných tvarov a konštrukcií.

Prehľad dielikov

Farba Typ dielikov Popis
Biela Základné stavebné prvky Nosné diely s dierami pre skrutky M3 (8mm od seba) vo veľkostiach 1×N dier, ohnuté spoje (90° vertikálne aj horizontálne)
Žltá Základné doskly Ploché dosky s dierami pre skrutky M3 (8mm od seba) vo veľkostiach 3×N a 4×N dier.
Červená Moduly pre senzory a joystick a držiaky na káble Držiaky elektronických komponentov – napájajú sa priamo na biele časti
Čierna Elektronické krabičky a ohnuté dosky Krabička pre napájanie (batérie), modul pre mikrokontrolér RP2350-Zero a ohnuté dosky M×N dier v tvare U s odierkovanými bočnými hranami na skrutky M3 (8mm od seba).
Modrá Moduly a ramienka pre servo motorčeky Niektoré majú diery pre M3 matice, ktoré spolu so skrutkou spájajú modul s bielimi/žltími/čiernymi súčiastkami.

Inšpirácia

Pozri si tieto dva modely a nechaj sa inšpirovať – čo všetko sa dá z dielikov poskladať:

A tu je príklad toho, čo dokázali poskladať iní účastníci – srdce len zo základných dielikov:

Galéria súčiastok a ich zapojenie

Zadanie

VAŠA ÚLOHA: Poskladajte si z dielikov čokoľvek, čo vás napadne. Nemusí to byť funkčný robot – pokojne to môže byť zviera, písmeno, stavba alebo čokoľvek iné. Použite svoju fantáziu!

Hotovú konštrukciu odfotografujte a foto odošlite.

Čo sme sa naučili?

  • Spoznali sme jednotlivé typy dielikov stavebnice a ich farebné označenie.
  • Vyskúšali sme si, ako sa dieliky spájajú pomocou skrutiek M3.
  • Zistili sme, že zo stavebnice sa dá poskladať prakticky čokoľvek – od robotov až po dekorácie.

Prva stavebnica

V prvej stavebnici sa zoznámite so základnými elektronickými modulmi. Niektoré z nich sa vám budú hodiť pri ladení zložitejších robotov – napríklad LED vám vie ukázať v akom stave sa robot nachádza, bzučiak vás upozorní keď sa niečo stane. Iné moduly sú dôležité pre pochopenie základov, na ktorých budeme neskôr stavať.

Budeme sa zaoberať:

  • RGB LED – farebná dióda na vizuálnu signalizáciu
  • Bzučiak – jednoduchý reproduktor na zvukovú signalizáciu
  • Mikrofón – zachytávanie zvuku z okolia
  • Ultrazvukový senzor – meranie vzdialenosti
  • Servo motorček – presné ovládanie pohybu

Na konci prvej stavebnice poskladáte autíčko ktoré sa samo vyhýba prekážkam – prvého autonómneho robota!

Roomba

Naučili ste sa ako narábať s hlavnými komponentmi stavebnice. Teraz využijete všetky znalosti dokopy a postavíte si robotického vysavača – Roombu.

Autíčko bude skúmať terén pred sebou. Keď narazí na prekážku, pozrie sa doprava a doľava, nájde voľný smer a pokračuje ďalej. Konštrukciu auta môžete nechať z predchádzajúcej úlohy – stačí pridať 180° servo s ultrazvukovým senzorom na otáčanie hlavy.

Použijete:

  • 2× 360° servo (kolesá)
  • 1× 180° servo (otáčanie senzora)
  • 1× HC-SR04
  • 1× RGB LED modul (voliteľné)
  • 1× bzučiak (voliteľné)

Algoritmus

Roomba má v každom momente nejaký stav – a podľa neho sa rozhoduje čo urobiť:

  1. Ide rovno – ak je pred ňou voľno (> 20 cm)
  2. Narazila na prekážku – otočí senzor doprava a zmeria
  3. Ak je doprava voľno – otočí sa doprava a pokračuje
  4. Ak nie – otočí senzor doľava a zmeria
  5. Ak je doľava voľno – otočí sa doľava a pokračuje
  6. Ak je všade prekážka – cúvne a zopakuje skenovanie

LED a bzučiak sú voliteľné – ale môžu pekne znázorniť jednotlivé stavy (napr. zelená = ide, červená = prekážka, pípnutie pri otočení).

VAŠA ÚLOHA: Zostrojte Roombu a naprogramujte algoritmus podľa opisu vyššie. Dostávate štruktúru na doplnenie:

Štruktúra

Bonus: Roomba si môže pamätať históriu otočení – ak sa viackrát za sebou otočila doprava, skúsi to doľava a naopak. Tak sa vyhne zaseknutiu v rohu.

Hotový program nahrajte do mikrokontroléra, natočte krátke demonštračňé video a odošlite.

Čo sme sa naučili?

  • Komplexnejšie správanie robota sa dá rozložiť na jednoduché stavy a prechody medzi nimi.
  • 180° servo vie presne namieriť senzor na konkrétny uhol – využili sme ho ako "hlavu" robota.
  • Kombináciou všetkých komponentov vieme postaviť autonómneho robota schopného orientovať sa v priestore.

Druhá stavebnica

V druhej stavebnici prídete do kontaktu s presnejšími a výkonnejšími senzormi. Oproti prvej stavebnici tu pracujeme s modernými komunikačnými protokolmi – I2C zbernicou a 12-bitovými analógovými prevodníkmi, ktoré nám dávajú oveľa presnejšie merania.

Budeme sa zaoberať:

  • VL53L0X – laserový senzor vzdialenosti (Time of Flight), presnejší ako ultrazvuk
  • BNO055 – gyroskop ktorý meria orientáciu a rotáciu robota v priestore
  • QTR-8A + 74HC4051 – line senzor s multiplexerom na sledovanie čiary

Ku každému komponentu si postavíme jednoduché autíčko ktoré využíva jeho schopnosti – až kým na konci nebudete mať robota ktorý sleduje čiaru, vyhýba sa prekážkam a vie kde sa nachádza.

Tretia stavebnica

Najľahšie nakoniec! Túto stavebnicu sme navrhli ako oddych od programovania – aby ste si užili skladanie podľa návodu. Najprv sa zoznámime s dvoma novými ale jednoduchými elektronickými komponentmi: joystickom a touch senzorom. Po zoznámení sa s nimi sa vrhneme do stavby jednoduchého robotického ramena.

Ak nájdete chyby v návode, prosíme napíšte nám ich pri odovzdávaní výsledkov.

Robotické rameno

Teraz keď poznáte joystick a touch senzor, postavíte si robotické rameno ovládané joystickom. Touch senzor bude slúžiť ako tlačidlo pre uchopenie objektu (napr. otvoriť/zatvoriť kliešte).

Rameno pozostáva z niekoľkých servo motorčekov ktoré ovládajú jednotlivé kĺby – podobne ako ľudská ruka.

Postavte rameno podľa návodu:

Návod na skladanie ramena

Vaša úloha

VAŠA ÚLOHA: Naprogramujte ovládanie ramena joystickom:

  • Os X joysticku otáča rameno doľava/doprava
  • Os Y joysticku pohybuje ramenom nahor/nadol
  • Stlačenie joysticku (SW) otvára/zatvára kliešte
  • Dotyk touch senzory pohybujú ramenom dopredu/dozadu

Štruktúra

Bonus: Pridajte pamäť pohybov – rameno si zapamätá sekvenciu pohybov a bude ju opakovať. Každé stlačenie joysticku uloží aktuálnu pozíciu všetkých serv do poľa. Po stlačení touch senzora rameno sekvencию prehrá.

Hotové rameno natočte pri práci a video odošlite.

Čo sme sa naučili?

  • Joystick kombinuje dva potenciometre a tlačidlo – os X a Y dávajú analógovú hodnotu 0–4095.
  • Touch senzor detekuje dotyk bez mechanického tlačidla – využíva zmenu kapacitancie.
  • Robotické rameno kombinuje všetky doterajšie znalosti – servo motorčeky, joystick aj touch senzor.
Zdroj: „https://3dliga.robotika.sk/wiki/index.php?title=Prvé_kolo&oldid=268“