Ημέρα 1 - Ενότητα 1 - Γνωριμία με το Edison

Ιστότοπος: ΕΛ/ΛΑΚ Moodle
Μάθημα: Εκπαιδευτική Ρομποτική - 3D Εκτυπώσεις - Διαδίκτυο των Πραγμάτων
Βιβλίο: Ημέρα 1 - Ενότητα 1 - Γνωριμία με το Edison
Εκτυπώθηκε από: Guest user
Ημερομηνία: Πέμπτη, 22 Φεβρουαρίου 2024, 5:08 AM

Περιγραφή

Μετά την ολοκλήρωση αυτής της ενότητας ως εκπαιδευόμενοι θα μπορείτε να:

  • χρησιμοποιείτε τα στοιχεία ελέγχου του ρομπότ Edison
  • επικοινωνείτε με το ρομπότ
  • δημιουργείτε τα δικά σας προγράμματα
  • κάνετε το ρομπότ να αναβοσβήνει τα LED του
  • χρησιμοποιείτε το καλώδιο Edison για να κάνουν αποστολή των προγραμμάτων
  • προγραμματίζετε το ρομπότ τους, χρησιμοποιώντας γραμμικούς κώδικες

Κεφάλαιο 1.1 - Το υλικό

Το Edison είναι το νέο σας ρομποτάκι που θα σας διδάξει θέματα σχετικά με τα ηλεκτρονικά, τον προγραμματισμό και τη ρομποτική χρησιμοποιώντας διασκεδαστικές μεθόδους.

Είναι εξοπλισμένο με μια πληθώρα αισθητήρων, διατάξεων εξόδου και κινητήρων, όσα χρειάζονται δηλαδή για μία εισαγωγή στον θαυμαστό κόσμο της ρομποτικής. Ωραία όλα αυτά, αλλά τι είναι Ρομποτική; Ε λοιπόν, η απάντηση σ' αυτό δεν είναι απλή. Ο δημιουργός του Edison robot Brenton O’Brien “ρομπότ είναι μία μηχανή που συμπεριφέρεται αυτόνομα”. 

Αυτό σημαίνει ότι ένα ρομπότ μπορεί να σκέφτεται ή να παίρνει αποφάσεις και να δρα σύμφωνα με αυτές τις αποφάσεις. Κάποιοι άλλοι άνθρωποι δίνουν άλλους ορισμούς, αλλά κρατάμε αυτόν καθώς είναι εύστοχος, απλός και εφαρμόζεται σε όσα θα μάθουμε παρακάτω.

Η Ρομποτική δεν θα μπορούσε να υπάρξει χωρίς την Ηλεκτρονική, έτσι τα Edison έχουν τα δικά τους ηλεκτρονικά μέρη τα οποία φαίνονται κοιτώντας το από πάνω, μέσα από τη διάφανη θήκηEdison MCU. Υπάρχουν αντιστάτες, πυκνωτές, τρανζίστορ, κινητήρες και άλλα πολλά, όμως το πιο σημαντικό ηλεκτρονικό στοιχείο είναι ο μικρο-ελεγκτής. Είναι θα λέγαμε το μυαλό του Edison. Εκεί γίνονται όλες οι σκέψεις. Μοιάζει με τον επεξεργαστή που βρίσκεται μέσα σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, μόνο που είναι μικρότερος. Και όπως ένας επεξεργαστής, έτσι και ο μικρο-ελεγκτής χειρίζεται προγράμματα. Τα προγράμματα επιτρέπουν στον Edison να παίρνει αποφάσεις και να "σκέφτεται". Το πιο εντυπωσιακό με το Edison και αυτό που πρόκειται να μάθετε εδώ, είναι τα προγράμματά του! Μπορείτε να πείτε στο Edison πώς να σκέφτεται, πώς να συμπεριφέρεται και πώς να αντιδρά στο περιβάλλον του. Ο προγραμματισμός του είναι εκπληκτικά απλός.

Το Edison χρησιμοποιεί αισθητήρες και κινητήρες για να αλληλεπιδρά με το περιβάλλον. Στις παρακάτω εικόνες μπορείτε να δείτε τους αισθητήρες, τα κουμπιά και τους διακόπτες του Edison. 

Κουμπί Play – Έναρξη προγράμματος
Κουμπί Stop – Διακοπή προγράμματος
Κουμπί Record – 1 πάτημα = κατέβασμα προγράμματος, 3 πατήματα = ανάγνωση γραμμωτού κώδικα.

edison sensors

Ο αισθητήρας ανίχνευσης γραμμής του Edison αποτελείται από δύο μέρη, ένα κόκκινο LED και έναν αισθητήρα φωτός.
Ο αισθητήρας ανίχνευσης γραμμής επίσης διαβάζει ειδικά barcodes που ενεργοποιούν προεγκατεστημένα προγράμματα.

edison bottom sensors

edison on off

Μετά από 5 λεπτά αδράνειας το Edison απενεργοποιείται. Για να το ενεργοποιήσετε ξανά, κλείστε το και ανοίξτε το πάλι από τον διακόπτη.

Κεφάλαιο 1.2 - Επικοινωνία με το Edison

Το καλώδιο EdComm χρησιμοποιείται για το κατέβασμα των προγραμμάτων στο Edison. Συνδέεται στη θύρα ακουστικών του υπολογιστή ή του tablet.

edison cable

lenovo audio socket

Για να κατεβάσετε ένα πρόγραμμα πρέπει να συνδέσετε το καλώδιο EdComm στη θύρα ακουστικών του υπολογιστή ή του tablet και να ανεβάσετε την ένταση του ήχου στο μέγιστο επίπεδο. Την άλλη άκρη του καλωδίου τη συνδέετε στο Edison όπως φαίνεται παρακάτω.

edison connection

Κεφάλαιο 1.3 - Το λογισμικό - EdWare

Αυτό είναι το EdWare και πρόκειται για το λογισμικό που χρησιμοποιείται για τον προγραμματισμό του ρομπότ Edison.

Για να εξοικειωθείτε με το EdWare και τον προγραμματισμό, μπορείτε να σύρετε εικονίδια από την παλέτα στα αριστερά προς την περιοχή προγραμματισμού. Τοποθετήστε τα εικονίδια μεταξύ των εικονιδίων "Start" και "End". 

Στη συνέχεια επιλέξτε και ρυθμίστε τις ιδιότητες του εικονιδίου στο κουτί ιδιοτήτων, για να ορίσετε πώς θα αποκρίνεται το Edison ως προς το εικονίδιο. Χρησιμοποιήστε το κείμενο βοήθειας ως οδηγό στον προγραμματισμό. Όλα όσα χρειάζεται να γνωρίζετε για ένα εικονίδιο μπορεί να βρεθεί εδώ. Η ενότητα μεταβλητών είναι η περιοχή που μπορείτε να δημιουργήσετε και να δείτε μικρά τμήματα της μνήμης του Edison.


EdWare

Υπάρχουν τέσσερις τύποι εικονιδίων στο Edware. Αυτά είναι τα εικονίδια ελέγχου (κόκκινα), τα εικονίδια ανάγνωσης (μπλε), τα εικονίδια δεδομένων (πράσινα) και τα  εικονίδια ροής (κίτρινα).

 EdWare bricks

Κεφάλαιο 1.4 - Αναβοσβήστε ένα λαμπάκι LED

Πρόκειται για ένα απλό επαναληπτικό πρόγραμμα το οποίο κάνει το αριστερό λαμπάκι LED του Edison να αναβοσβήνει.

Παραδοσιακά το πρώτο πρόγραμμα που γράφει κάποιος είναι εκείνο που κάνει ένα λαμπάκι LED να αναβοσβήνει. Είναι ένα πολύ απλό πρόγραμμα και όπως δηλώνει και το όνομά του ανάβει και σβήνει το αριστερό λαμπάκι LED. Εντοπίστε τα παρακάτω εικονίδια και δημιουργήστε το ακόλουθο πρόγραμμα ορίζοντας τις ιδιότητες όπως φαίνονται.
 

EdWare LED blink

Πως λειτουργεί το πρόγραμμα

Ο μικροελεγκτής του Edison (εγκέφαλος) ακολουθεί κάθε εικονίδιο σαν βήμα και τα βελάκια δείχνουν την κατεύθυνση των βημάτων. Ας ακολουθήσουμε τα βήματα στο παραπάνω πρόγραμμα.

Βήμα 1: το πρόγραμμα ξεκινά με την εντολή start

Βήμα 2: ακολουθεί τη ροή που δείχνει το βέλος

Βήμα 3:
θέτει την κατάσταση του LED στο on

Βήμα 4:
δημιουργεί χρονική καθυστέρηση μισού δευτερολέπτου μέσω της εντολής αναμονής (κρατά το LED αναμμένο)

Βήμα 5: αλλάζει την κατάσταση του LED στο off

Βήμα 6: χρονική καθυστέρηση μισού δευτερολέπτου

Βήμα 7: αυτό που συμβαίνει στο βήμα αυτό είναι πολύ σημαντικό! Αντί να ακολουθήσει το βέλος και να τερματίσει, το πρόγραμμα επιστρέφει τον έλεγχο στο σημείο που υπάρχει η εντολή επανάληψης (loop). Αυτό συμβαίνει επειδή η εντολή επανάληψης ρυθμίστηκε να εκτελείται συνεχώς. Το πρόγραμμα θα επανεκτελεστεί, το LED θα αναβοσβήνει και θα συνεχίσει επ' άπειρο ή τουλάχιστον.....μέχρι να τελειώσουν οι μπαταρίες.

Κεφάλαιο 1.5 - Μεταφόρτωση του προγράμματος

Το επόμενο βήμα μετά τη δημιουργία του προγράμματος είναι η μεεταφόρτωσή του στο Edison.

Για να μεταφορτώσετε το πρόγραμμα, συνδέστε το καλώδιο Edcomm στη θύρα ακουστικών του υπολογιστή ή το tablet και ανεβάστε την ένταση του ήχου στο μέγιστο. Την άλλη άκρη του καλωδίου συνδέστε τη στο Edison όπως φαίνεται παρακάτω.


Στη συνέχεια συνδέουμε με καλώδιο το tablet ή τον υπολογιστή με το Edison. Κάνουμε κλικ στο κουμπί Program Edison και μετά επιλέγουμε το κουμπί εγγραφής (στρογγυλό που υπάρχει πάνω στο Edison) μία φορά. Έπειτα κάνουμε κλικ στο Start Download.
Πατάμε το play (τρίγωνο) και το αριστερό LED θα αρχίσει να αναβοσβήνει.
Συγχαρητήρια! Έχουμε γράψει και μεταφορτώσει το πρώτο πρόγραμμά μας στο ρομπότ.



Κεφάλαιο 1.6 - Προγραμματισμός με γραμμωτό κώδικα

Ένας άλλος τρόπος προγραμματισμού του Edison είναι μέσω γραμμωτού κώδικα barcode. Με αυτόν τον τρόπο το Edison μπορεί να ακολουθεί μία μαύρη γραμμή, να ακολουθεί το φως, να αντιδρά στα παλαμάκια και να κάνει άλλες ενέργειες που είναι προ-προγραμματισμένες στη μνήμη του.

 

Ανάγνωση του γραμμωτού κώδικα

  1. Τοποθετήστε το Edison με το μέτωπο προς τον γραμμωτό κώδικα στα δεξιά
  2. Πιέστε το κουμπί record (στρογγυλό) 3 φορές
  3. Το Edison θα προχωρήσει μπροστά και θα σαρώσει τον γραμμωτό κώδικα