Prvé kolo: Rozdiel medzi revíziami
Bez shrnutí editace |
|||
| (116 medziľahlých úprav od 2 ďalších používateľov nie je zobrazených) | |||
| Riadok 1: | Riadok 1: | ||
=== Vitajte v prvom kole 3D ligy! === | === Vitajte v prvom kole 3D ligy! === | ||
V tomto kole sa | 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 == | ||
[[Príprava elektroniky - hardware setup | Celkový setup elektorniky a HW súčiastok]] | |||
== Príprava arduino rozhrania== | |||
[[Príprava programovacieho prostredia - sofrware setup | Arduino IDE setup]] | |||
[[ | Pred začatím odporúčame prezrieť si [[Základy programovania | 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 ''' | |||
{| class="wikitable" | |||
|- | |||
! Farba !! Typ dielikov !! Popis | |||
|- | |||
| <span style="background:#e8e8e8; padding:2px 8px;">'''Biela'''</span> || Základné stavebné prvky || Nosné diely s dierami pre skrutky M3 (8mm od seba) vo veľkostiach 1×N dier, ohnuté spoje (90° vertikálne aj horizontálne) | |||
|- | |||
| <span style="background:#ffd401; padding:2px 8px;">'''Žltá'''</span> || Základné doskly || Ploché dosky s dierami pre skrutky M3 (8mm od seba) vo veľkostiach 3×N a 4×N dier. | |||
|- | |||
| <span style="background:#ffcccc; padding:2px 8px;">'''Červená'''</span> || Moduly pre senzory a joystick a držiaky na káble || Držiaky elektronických komponentov – napájajú sa priamo na biele časti | |||
|- | |||
| <span style="background:#cccccc; padding:2px 8px;">'''Čierna'''</span> || 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). | |||
|- | |||
| <span style="background:#cce0ff; padding:2px 8px;">'''Modrá'''</span> || 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: | |||
{| | |||
|- | |||
| [[Image:Model1.png|300px]] || [[Image:Model2.png|300px]] | |||
|} | |||
A tu je príklad toho, čo dokázali poskladať iní účastníci – srdce len zo základných dielikov: | |||
[[Image: | [[Image:srdce.jpg|300px]] | ||
[[Gallery | Galéria súčiastok a ich zapojenie]] | |||
''' Zadanie ''' | |||
= | <span style="background:#FFFFA0">'''VAŠA ÚLOHA:'''</span> 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 == | == 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: | |||
# Ide rovno – ak je pred ňou voľno (> 20 cm) | |||
# Narazila na prekážku – otočí senzor doprava a zmeria | |||
# Ak je doprava voľno – otočí sa doprava a pokračuje | |||
# Ak nie – otočí senzor doľava a zmeria | |||
# Ak je doľava voľno – otočí sa doľava a pokračuje | |||
# 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). | |||
<span style="background:#FFFFA0">'''VAŠA ÚLOHA:'''</span> Zostrojte Roombu a naprogramujte algoritmus podľa opisu vyššie. Dostávate štruktúru na doplnenie: | |||
[[Roomba structure | Štruktúra]] | |||
<span style="background:#FF9900">'''Bonus:'''</span> 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: | |||
[[Manual | Návod na skladanie ramena]] | |||
''' Vaša úloha ''' | |||
<span style="background:#FFFFA0">'''VAŠA ÚLOHA:'''</span> 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 | |||
[[Arm structure | Štruktúra]] | |||
<span style="background:#FF9900">'''Bonus:'''</span> 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. | |||
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
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:
- Ide rovno – ak je pred ňou voľno (> 20 cm)
- Narazila na prekážku – otočí senzor doprava a zmeria
- Ak je doprava voľno – otočí sa doprava a pokračuje
- Ak nie – otočí senzor doľava a zmeria
- Ak je doľava voľno – otočí sa doľava a pokračuje
- 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:
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:
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
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.