Technikum Klasa I 45 minut PP: II.2 | s. 343

Lekcja 52: Elementy robotyki - sterowanie urzadzeniami

Podstawy robotyki, micro:bit, Arduino, programowanie urzadzen

📋 Podstawa programowa: II.2
Arduinoczujnikimicro:bitprogramowanierobotyka
00:00
Wprowadzenie
5 min
00:05
Teoria
15 min
00:20
Cwiczenia
15 min
00:35
Podsumowanie
10 min
📚

Teoria

Czym jest robotyka?

Robotyka to interdyscyplinarna dziedzina laczaca informatyke, elektronike i mechanike. Zajmuje sie projektowaniem, budowa i programowaniem robotow - urzadzen zdolnych do wykonywania zadan automatycznie lub polautomatycznie.

Robot to urzadzenie, ktore potrafi: odbierac informacje z otoczenia (czujniki/sensory), przetwarzac je (mikrokontroler/procesor) i reagowac na nie (aktuatory/silniki/diody). Te trzy elementy twoza petle sterowania.

Mikrokontrolery edukacyjne

BBC micro:bit

  • Maly komputer z wyswietlaczem LED 5x5, przyciskami, czujnikami
  • Wbudowane: akcelerometr, kompas, czujnik temperatury, Bluetooth
  • Programowanie: MakeCode (blokowe), Python, JavaScript
  • Idealny do nauki podstaw - mozna programowac w przegladarce

Arduino

  • Platforma open-source do prototypowania elektroniki
  • Modele: Arduino Uno, Nano, Mega
  • Piny cyfrowe i analogowe do podlaczania czujnikow i aktuatorow
  • Programowanie: Arduino IDE (jezyk oparty na C/C++)
  • Ogromna spolecznosc i biblioteki - tysiace projektow

Czujniki (sensory) - wejscie

  • Czujnik odleglosci (ultrasonic) - mierzy odleglosc do przeszkody
  • Czujnik temperatury - mierzy temperature otoczenia
  • Czujnik swiatla (fotorezystor) - reaguje na natezenie swiatla
  • Czujnik ruchu (PIR) - wykrywa ruch obiektow
  • Czujnik wilgotnosci - mierzy wilgotnosc gleby lub powietrza
  • Akcelerometr / zyroskop - mierzy przyspieszenie i obrot

Aktuatory - wyjscie

  • Diody LED - sygnalizacja swietlna
  • Buzzer - generowanie dzwiekow
  • Serwomechanizm - precyzyjne obracanie (np. ramie robota)
  • Silnik DC - napedzanie kol robota
  • Wyswietlacz LCD/OLED - pokazywanie informacji

Przykladowy program micro:bit (MakeCode/Python)

# Termometr na micro:bit (MicroPython)
from microbit import *

while True:
    temp = temperature()
    display.scroll(str(temp) + "C")
    if temp > 25:
        display.show(Image.HAPPY)
    else:
        display.show(Image.SAD)
    sleep(2000)

Zastosowania robotyki

  • Przemysl: roboty spawalnicze, montazowe, magazynowe
  • Medycyna: roboty chirurgiczne (da Vinci), protezy
  • Eksploracja: drony, roboty marsjanski, podwodne
  • Dom: odkurzacze robotyczne, systemy smart home
  • Edukacja: LEGO Mindstorms, mBot, Ozobot
✏️

Zadania

Latwe

Zadanie 1: Symulator micro:bit

Wejdz na strone makecode.microbit.org i stworz program, ktory: a) po nacisnieciu przycisku A wyswietla Twoje imie (scroll), b) po nacisnieciu przycisku B pokazuje usmiechnieta buzke, c) po potrzasnieciu wyswietla losowa liczbe 1-6 (kostka do gry). Przetestuj w symulatorze.

Srednie

Zadanie 2: Termometr z alarmem

W symulatorze micro:bit (MakeCode) zaprogramuj termometr: a) wyswietla aktualna temperature, b) jesli temperatura > 28 stopni - diody LED migaja na czerwono i gra alarm (buzzer), c) jesli temperatura < 18 - wyswietla ikone sniegu. Uzyj petli i warunkow.

Srednie

Zadanie 3: Projekt robota - opis

Zaprojektuj na papierze prostego robota do wybranego zadania (np. robot podlewajacy kwiaty, robot pilnujacy pokoju). Opisz: a) jakie czujniki potrzebuje, b) jakie aktuatory, c) jaki algorytm sterowania (schemat blokowy), d) jaki mikrokontroler wybierasz i dlaczego.

Trudne

Zadanie 4: Gra na micro:bit

Zaprogramuj w MakeCode prosta gre na micro:bit: przechylajac urzadzenie (akcelerometr), steruj "graczem" (swiecaca dioda LED) po wyswietlaczu 5x5. Gracz musi unikac przeszkod spadajacych z gory. Licz punkty i wyswietl wynik koncowy. Przetestuj w symulatorze.

🎥

Materialy wideo

ZDALNE STEROWANIE URZĄDZENIAMI w domu, garażu, warsztacie jak zrobić ?
Robson Tech
HARDCAR V1 - robot edukacyjny do nauki programowania - DIY [ JLCPCB.COM $2 for 5 PCBs ]
ROBOMANIAK - Elektronika i Robotyka
🎧

Podcasty

✔️

Quiz - sprawdz sie!

📜

Podstawa programowa

← Lekcja 51: Wyszukiwanie informacji Siatka godzinowa Lekcja 53: Urzadzenia cyfrowe →