Close

Arduino na Lipnici

Makeblock XY Plotter

Tento článek zpracoval pro Arduino.cz Martin Locker z VOŠ a SPŠ Rychnov nad Kněžnou. Kéž by takto smýšlejících pedagogů a učitelských skupin bylo více a více! Děkujeme za příspěvek.


V druhé polovině srpna 2017 se konal již 25. ročník letní Školy učitelů informatiky, kterou pořádá Matematicko-fyzikální fakulta UK Praha. Akce slouží k dalšímu vzdělávání učitelů středních a základních škol. Náplní je seznámení s aktuálním vývojem v  informačních technologiích, prohlubování dovedností při práci s aplikačním softwarem a rozšiřování znalostí v programování, tvorbě webu a dalších oblastech. Jedním z cílů školy je předávání zkušeností mezi učiteli, hlavně v oblasti motivace žáků. Proto je již několik let oblíbenou součástí „hraní“ s Lego roboty.

V loňském roce jsem formou přednášky účastníkům přestavil platformu Arduino, její možnosti použití a využití ve škole. Na základě kladného ohlasu bylo Arduino zařazeno do výuky formou dvou 90minutových cvičení pro skupiny zaměřené na programování.

Původním záměrem bylo navázat na cvičení s roboty mBot a jejich programování v grafickém vývojovém prostředí mBlock. Toto se však nakonec z důvodu nemoci nerealizovalo. Upravil jsem výuku tak, že v prvním cvičení, po úvodním seznámení s Arduinem, jsme programovali v mBlocku a teprve v druhém cvičení ve Wiringu s použitím Arduino IDE. Vzhledem k omezenému rozsahu jsme neřešili hardwarovou stránku, ale použili vlastní StartShield s osmi červenými LED, jednou RGB LED, čtyřmi tlačítky a fotorezistorem, s možností připojení dalších snímačů a akčních členů.

Arduino StartShield

Arduino StartShield

Cvičení byla zaměřena na samostatné řešení úloh po předchozím seznámení s daným tématem (digitální výstupy a vstupy, sériová komunikace, analogové vstupy, PWM výstupy aj.). Výuka vzbudila u některých účastníků takový zájem, že si Arduino půjčovali i mimo výuku, aby si vyzkoušeli řešení úloh, která na cvičeních nestihli. Součástí školy je i realizace vlastních projektů a jejich představení ostatním účastníkům na závěrečné přehlídce. Dva letošní projekty využily Arduino – generátor Morseovy abecedy a autíčko poháněné krokovými motorky.

V rámci ukázek byly představeny i možnosti využití Arduina pro řízení výukových úloh – automatická závora, robotická ruka nebo jednoduchý plotter.

Automatická závora řízená Arduinem

Automatická závora řízená Arduinem

Výzvou se stala realizace zařízení pro záznam telemetrie modelu rakety. Inspirací byl zážitek Hanky Šandové, která se v červnu účastnila Honeywell Educators at Space Academy v americkém Huntsville, kde podobnou úlohu řešili s použitím Raspberry Pi Zero.

Arduino raketa pro záznam telemetrie letu

Arduino raketa pro záznam telemetrie letu

Základem hardwaru je Arduino NANO s připojeným modulem akcelerometrů a gyroskopů a mikro SD karty pro ukládání naměřených dat. Po čtyřech večerech, kdy se připravoval hardware a psal software, došlo na louce za Lipnicí ke slavnostnímu startu rakety, tedy vlastně dvěma. Technika fungovala bezvadně a z obou startů byla získána data, která bude nutné teprve analyzovat. Předběžné zpracování krásně ukazuje počáteční průběh letu rakety se zrychlením více než 7 G, následný pokles tahu motoru a dosaženou výšku okolo 47 metrů.

Dalším lákadlem byly stavebnice od firmy MakeBlock zapůjčené e-shopem HW Kitchen (děkujeme). Účastníci si tak mohli osahat roboty mBot, mBot Ranger i programovatelný dron AirBlock. Během dvou večerů byl sestaven také XY plotter, bohužel očekávané spuštění překazilo zjištění, že americkou vidlici na zdroji do naší zásuvky nedostaneme.

Makeblock XY Plotter Robot Kit

Makeblock XY Plotter Robot Kit

Tak se čekání o dva dny prodloužilo, než dorazila objednaná redukce. Po drobných potížích s nastavením driverů motorů se podařilo plotr úspěšně přivést k životu a hned se vymýšlelo, jak jej vylepšit.

S využitím 3D tisku bylo možné vyrábět nové díly, a tak jako první přišly na řadu nožičky.

Nožička pro XY Plotter vyrobená 3D tiskem

Nožička pro XY Plotter vyrobená 3D tiskem

Větším oříškem byl systém pro přidržování papíru, aby se nemusel lepit ke stolu.

Držák papíru pro XY Plotter

Držák papíru pro XY Plotter

V plánu bylo ještě vylepšit upínání fixy, ale to se již nestihlo realizovat.

Letošní „Lipnice“ tak ukázala učitelům další možné cesty k praktičtěji zaměřené výuce – robotické stavebnice, Arduino, 3D tisk.


Děkujeme za inspirativní možnost nahlédnout „pod učitelské pokličky“ a přejeme hodně úspěchů v další práci!

Oldřich Horáček

Oldřich Horáček

"Žádný člověk se nestane profíkem jen tak přes noc..."
Jsem zapálený hardwerář a tvůrce. Snažím se lidem přibližovat technologie, usnadňovat začátky a podporovat zajímavé projekty. Web Arduino.cz vznikl právě s tímto cílem. Moc mě baví věci udávat do pohybu a rozvíjet :-).
Oldřich Horáček

Latest posts by Oldřich Horáček (see all)

Napsat komentář