robotics mini activity book hun (STEM60)formatex.hu/wp-content/uploads/robotics-mini-activity... · 2018. 10. 26. · „A robotika lényegében rólunk szól, a saját életünk

© C

op

yri

gh

t E

ng

ino

.ne

t Ltd

. A

ll R

igh

ts R

ese

rve

d.

8-16+8 5 291664 001617

A ventilátor modell bevezet a főbb

programozási elképzelések és az innovatív ERP

MINI vezérlő világába, valamint segítséget nyújt

az ERP MINI szoftver segítségével létrehozott

különböző változók és programok teszteléséhez

is.

Építs ventilátortKísérletezz a kerekek helyett használt láb típusú

mozgással az izgalmas hatlábú modell

segítségével! Állíts infravörös érzékelőket mindkét

oldalára, hogy jelezzék, ha egy akadály túl közel

kerül és a robot kikerülhesse őket lábai

használatával.

Építs hatlábút

● Mit jelent a bemenet és a kimenet?

● Hogyan programozzunk be egy robotot

manuálisan?

● Hogyan működik a láb-típusú mozgás?

● Mit jelent az IF parancs?

Építsd meg a Robo modellt, és használd ki

kettős képességét! A programozható érzékelők

használatával a robot megkülönbözteti a fekete-

fehér színeket, ezáltal képes vonalak követésére

vagy az útjába kerülő tárgyak észlelésére.

Ez a lenyűgöző twister robot az életszerű

robotkarokat imitálja, amelyeket leggyakrabban

ipari környezetben használnak. Programozd be

a modellt precíziós munkára, és mozgasd a

tárgyakat az infravörös érzékelő technológia

használatával!

Építs twistert

● Hogyan működnek az infravörös érzékelők?

● Mit jelent a logikai kapumátrix és a

WHILE parancs?

● Hogyan használjuk a rögzített robotokat?

● Mit jelent a REPEAT UNTIL parancs?

8

7

4

20

Az Engino® Robotics Platform (ERP) kifejezetten általános- és a középiskolás gyermekek és hobbi robotikakedvelők

számára készült! Készítésénél figyelembe vettük a legújabb technológiai trendeket és a legmodernebb pedagógia

elveit. A készlet 8 robot megépítéséhez és beprogramozásához szükséges részeket tartalmaz. Ezek közé tartozik az

RJ kábelekkel ellátott ERP mini vezérlő, két infravörös érzékelő, két motor és egy mini USB kábel. A mellékelt

füzetben egyszerűen követhető utasításokat találsz számos robot megépítéséhez. A füzet részletes leírást ad a

különböző alkalmazott tudományos elvekről, és innovatív tevékenységeket biztosít a gyakorlati tanuláshoz. A füzet

programozási példákkal ellátott használati útmutatót is tartalmaz a kezdetek megkönnyítésére.

DEVELOPED FOR TEACHING ROBOTICS PROGRAMMING

ERP 1.3MINI

AT PRIMARY AND SECONDARY EDUCATION

HU

enginojatek.hu

KÖZPONTI IRODA ÉS GYÁRTÓ: ENGINO.NET LTDP.O.BOX 721004200, LIMASSOL, CYPRUS Tel: +357 25821960Fax: +357 25821961Email: [email protected]: www.engino.com

IMOPRTŐR ÉS FORGALMAZÓ: Formatex Kft.H-1112 Budapest, Rétkerülő út 41.Fax: 1-310-7188E-mail: [email protected] Web: www.formatex.huSzármazási ország: Ciprus

Cikkszám: ENGST60

4 4 nyomtatottútmutató

onlineútmutató

3D interaktív útmutatók

letölthetők az okoseszközökre

építhető

modell

DISCOVERING

Science Technology Engineering MathematicsTudomány Technológia Mérnöki tudomány Matematika

Építs Robo modellt

oldalnyi elmélet és érdekesség!

oldalnyi kísérleti feladat!

oldalnyi felmérő kvízkérdés!

oldalnyirészletes útmutató

Discovering STEM

B E S T P R A C T I C E S M E

MOST INNOVATIVE TOY 2010

Emelőkarok és kapcsolóelemek

Kerekek és tengelyek

Csiga meghajtások

Hajtókarok

Fogaskerekek és csigahajtások

Épületek és hidak

Newton törvényei

Napenergia

Egyszerű gépek

Fizikai erőforrás mesterkészlet

Építészeti készlet

Vidámpark készlet

Robotika pro erp

Robotika mini erp

03 Amiről tanulni fogunk03 A robotika történelme05 A robot meghatározása 07 Robotok mindennapi alkalmazásai09 Programozás

ERP kézikönyv

11 Az Engino Robotika filozófiája12 Az ERP MINI vezérlő13 A manuális ERP programozás13 Az ERP MINI szoftver installálása13 Az ERP MINI firmware frissítése14 Az ERP MINI szoftver15 A folyamatábra programozás16 Az infravörös érzékelők konfigurációja

17 Előre rögzített programok

Kísérletek

18 Építés és programozás19 Robotikus mozgás és az IF parancs20 A WHILE parancs és a logikai kapumátrix

21 Mindennapi példa: az ipari kar

A STEM oktatás - tudomány, technológia, mérnöki tudományok és matematika - célja, hogy a tanulóknak biztosítsa a

szükséges készségek, ismeretek és tapasztalatok megszerzését, hogy sikeresen meg tudjanak birkózni a jövő technológiai

kihívásaival. A modern pedagógiai elméletek szerint a mérnöki ismereteket az összes többi tantárgyba be kellene építeni,

már egészen az alapoktól kezdve. A DISCOVERING STEM sorozat gyakorlati megoldásokat biztosít mindezen oktatási

kérdésre, és segítségével a tanárok a diákokat szórakoztatva, izgalmasan és érdekesen vonhatják be a STEM alapelveinek

megismerésébe. Az oktatási csomagok otthoni tanulási eszköznek is kiválóak. A sorozat számos témával foglalkozik:

mechanika és egyszerű gépek, szerkezetek, Newton törvények, megújuló energia, és a programozható robotika.

Díjak:

Science Technology Engineering Mathematics

Tudomány Technológia Mérnöki tudomány Matematika

Tartalom

Elmélet

Látogass el weboldalunkra, ahol még több összeépítési útmutatót találsz: enginojatek.hu

03 04

Elmélet

„A robotika lényegében rólunk szól, a saját életünk elvén

alapul. Ki szeretnénk deríteni hogyan is működünk". Rod

Grupen, a Computer Science egyik professzorának

idézete tükrözi legjobban a tudósok robotikával

kapcsolatos felfogását: a mindennapi funkciók

szimulációja a mechanika és számítógépek segítségével.

De képes lesz-e az emberiség érzésekkel rendelkező

robotokat létrehozni, amelyek képesek olyan saját

döntések meghozatalára, amelyek nincsenek előre

beléjük programozva? Bármi is történjen a jövőben, a

mai fiataloknak tisztában kell lenniük mik is a robotok, a

robotika és a programozási tudomány alapjaitól kezdve,

a saját, teljesen működőképes eszközeik felépítéséig. A

következő oldalak ennek fényében lettek összeállítva.

Amiről tanulni fogunk

A robotika történelme

A robotika története az ősi világban kezdődött. Az ókortól

kezdve az emberek olyan mesterséges konstrukciókról

gondolkodtak, amelyek saját elmével rendelkeznek és

amelyek különböző feladatok elvégzésénél helyettesíthetik

az embereket. Egy görög mítoszban olvashatunk Talosz, egy

gigantikus bronz humano-id történetéről, amelyet

Héphaisztosz (az ókori görögöknél kovácsok istene) épített

Kréta szigetének védelmére. Robotszerű teremtményekről

különböző módon: szövegek, rajzok, festmények és ősi

egyiptomi hieroglifák formájában számoltak be Norvégiától

a Közel-Keletig, Indiában és Kínában.

Több ókori feltaláló és kézműves állt neki korai „robotokat”

építeni. Az egyszerű eszközöktől a komplexig sokféle eszköz

volt megtalálható, amelyek különféle feladatokat, látszólag

autonóm módon (önrendelkezően) oldottak meg. Ezért

automatáknak nevezték el őket, amely görögül "saját

akaratuk szerint tevékenykedőt" jelent. Jóllehet azonban ez

a valóságban nem így volt. Már Kr. 4. században Arkhütasz

állítólag létrehozott egy „galamb” nevű gőzzel működő

repülőgépet. A kor emberei szerint a gép 200 méteres

távolságra tudott elrepülni. Az alexandriai Héron (Kr. u. 10-

70) szintén olyan feltaláló volt, akinek számos kreatív

ötletet köszönhetünk. Többek között a templomi ajtók

automatikus nyitószerkezete, a boröntő szobrok és a gőz-

vagy szélenergiával működtetett gépek, mint például a

híres "eolipila".

Al-Jazari vízenergia által

működtetett láncszivattyú rajza

Az 1960-as években a mérnökök a természet által ihletett

robotkarok és lábak megalkotásával küzdötték le a robotok

mozgásának problémáját. Az 1970-es és 1980-as években a

fejlett technológia és a kis méretű számítógépes alkatrészek

lehetővé tették, hogy az összes komponenst a robotra helyezzük,

ahelyett, hogy egy külső számítógéphez kapcsolódnának kábelek

segítségével. Az 1990-es évektől kezdve a robotok egyre fejletteb-

bekké váltak és több összetett feladat ellátására lettek képesek.

Napjainkban az emberi élet minden aspektusában használato-

sak, az otthoni szórakoztatástól és házimunkától (például az

1999-es Aibo a robotkutya és a 2008-as Roomba robotporszívó),

ipari alkalmazáson (például autók építése) és felfedezésen (mint

például a 2004-es Epson a repülő robot) keresztül a világűrig

(mint például a 2004-es Mars feltáró robotok). Azonban ez még

csak a kezdet, a robotika jövője rendkívül ígéretesnek tűnik!

A középkorban számos példát találunk automatákra, amelyek

általában állat vagy emberformájúak voltak. Az emberek

szórakoztató, óramű technológiát használó gépeket építettek,

amelyeket olyan egyszerű feladatok elvégzésére terveztek, mint a

lábaik mozgatása vagy a fejük elfordítása. Al-Jazari (1136-1206)

muszlim mérnök 100 automatizált, mechanikus eszközt említett

könyvében, melynek címe "Szellemes mechanikus eszközök

tudásának könyve" volt. Később a francia feltaláló és művész, Jacques

Vaucanson (1709 - 1782), a dolgok természetben való működésének

reprezentálásával fontos szerepet játszott a robotika fejlődésében.

Egyes találmányai olyan figurák voltak, amelyek igazi hangszereket

(fuvola és tambura) szólaltattak meg. Az egyik leghíresebb találmánya

az "emésztő kacsa" volt, amely élelmiszer megemésztését imitálta.

1898-ban Nikola Tesla, szerb-amerikai feltaláló,

bemutatta az első rádió-vezérelt hajót. A valódi,

azaz a környezetüktől kapott visszajelzésre reagálni

képes robotok, csak a 20. században jelentek meg.

1948-ban Grey Walters kis robotteknősöket

készített fény- és érintésérzékelőkkel, amelyek

képesek voltak az "élelem" felkutatására. Néhány

évvel később George Devol szabadalmaztatta

Unimate robotját, amely már ipari munkára volt

képes. Ezt 1961-ben egy gyárban állították fel, hogy

egy fröccsöntő gépből kihúzza a forró

fémdarabokat, és összeszerelje azokat.

A Discovering STEM: Robotika MINI füzet egy átfogó elméleti szakaszt tartalmaz tele kihívásokkal és érdekes

tényekkel, hogy megtanulhass mindent a robotokról és a mindennapi életben történő alkalmazásukról. A füzet

tartalmaz egy Engino® Robotics Platform (ERP) MINI kézikönyvet is, amely részletesen bemutatja az Engino

innovatív robotrendszerének valamennyi aspektusát. Kísérletezések során fedezhetjük fel a tudományelveket

lépésenkénti útmutatók és elgondolkodtató feladatok segítségével. Az építési útmutatók használatával izgalmas

modelleket építhetünk, mint a robo, az amőba, az automatizált ház, a ventilátor, a hatlábú, a pointer robot, az ásó

és a twister. A további modelleket keresd online!A Unimate robotkar

A robotika nem működhet a

programozás tudománya nélkül

Isaac Asimov (1920-1992)

Automatikus eszközöket találtak a hieroglifákban

A Roomba robotporszívó két fajtájaHéron eolipilája szerkezetének modern replikája

Tudtad?

A sci-fi író, Isaac Asimov 1942-ben megjelent

"Körbe-körbe" című rövid történetében

megfogalmazta "A robotika három

törvényét". Ezek a következők: 1) A robotnak

nem szabad kárt okoznia emberi lényben,

vagy tétlenül tűrnie, hogy emberi lény

bármilyen kárt szenvedjen. 2) A robot

engedelmeskedni tartozik az emberi lények

utasításainak, kivéve, ha ezek az utasítások

az első törvény előírásaiba ütköznének; 3) A

robot tartozik saját védelméről gondoskodni,

amennyiben ez nem ütközik az első vagy

második törvény bármelyikének előírásaiba.

05 06

A robot meghatározása

Robottípusok

A "robot" kifejezést 1920-ban alkotta meg Karel Capek

cseh író, az R. U. R. című regényében, ami szláv nyelven

"munkát" jelent. Ez is mutatja, hogy az emberek miért

fogalmazták meg a robotok fogalmát a következőképpen:

"az ember számára túl veszélyes, bonyolult vagy

egyszerűen csak unalmas tevékenységeket elvégző

eszközök". Azonban egy tudományosabb definíció szerint

a robot egy mechanikus eszköz, amely visszajelzéseket kap

a környezetétől és képes is reagálni rájuk. Ezért a robotok

bizonyos fokig valódi autonóm magatartást tanúsítanak és

bizonyos értelemben maguktól gondolkodnak és

cselekednek. Ez azonban a programnyelvtől és előre

meghatározott parancsoktól függ.

Orvosi robotok: az egyészségügyi szektorban (kórházakban,

gyógyszertárakban, klinikákban és gyógyintézetekben) gyakorló doktorok

számára, vagy akár percíz beavatkozásokra is használatos robotok, mint

például a műtő robot.

Katonai robotok: a fejlettebb hadseregek és rendőri erők részei. Az emberek

helyett használják, általában életveszélyes helyzetekben, lőszerek szállítására,

bombák hatástalanítására, vagy akár harcászati célokra is, pl. kis tankrobotok.

Házi és szervizrobotok: mindennapos otthoni vagy munkahelyi használatra

tervezett robotok, amelyek könnyebbé teszik az életet, pl. porszívó robot.

Felfedező robotok: kedvezőtlen

környezetek, emberek számára elérhetetlen

helyek, mint például a Föld barlangjai,

óceánjai vagy akár más bolygók feltárására

szolgáló robotok (pl. vízi robotok).

Virtuális robotok: virtuális körülmények

között használatos robotok. Általában

valamilyen nagyméretű, szemet eltakaró,

képernyővel ellátott szemüvegből és

különleges kesztyűből állnak, amelyek által

láthatjuk és érezhetjük a kiterjesztett

valóság világát.

Hobbi robotok: általában nagyobb termelővállalatok helyett,

robot-rajongók által épített robotok. Készülhetnek kísérletezési

célokra, különböző alkatrészek és technológiák tesztelésére

vagy egyszerűen csak szabadidős célokra, mint például a repülő

drón.

Versenyrobotok: különböző kihívásokban, más robotokkal

erejüket összemérő robotok, amelyek különböző versenyeken

vesznek részt. Ez a kategória hasonlít az előzőhöz, mivel az

amatőr robot építők azok, akik általában versenyeket

szerveznek robotjaik készségeinek tesztelésére és az értékes

tapasztalatok megszerzése céljából. Versenyeket rendeznek a

világ minden tájáról érkező robotfejlesztő csapatok között is,

ezzel segítve őket modelljeik fejlesztésében.

Például egy automata tolóajtó (amit az üzletekben,

szállodákban stb. találhatunk) is robotikus.

Mozgásérzékelője folyamatos infravörös jelet küld és ha ez

a jel megszakad, mert valaki áthalad a láthatatlan fény előtt,

akkor a központi processzor kiadja az ajtó kinyitásához

szükséges parancsot. Néhány másodperc múlva bezáródik

az ajtó, és a művelet kezdődik elölről. A robotok további

példái közé tartoznak a háztartási fűtési rendszerek és a

mozgás-érzékelő lámpák. A távvezérelt autók vagy játékok

azonban nem robotok, mivel a mozgáshoz közvetlen

parancsokat kapnak egy vezérlőn keresztül. Mivel ez nem

minősül visszajelzésnek, a körülötte lévő tárgyakkal

kapcsolatban képtelenek a döntéshozásra, például, hogy az

ütközés elkerüléséhez álljanak meg a fal előtt.

A robotok különböző formákban és alakokban léteznek, és

különféle beállításokkal, eltérő körülmények között egy

vagy akár több feladat elvégzésére is képesek. Ezáltal egy

robot több kategóriába is tartozhat. Hogyan tudjuk tehát

megkülönböztetni őket egymástól? A praktikus

kategorizálás az egyes robotok funkcionalitásának

megfelelően történhet. Ezáltal tudhatunk meg információt

a robot hasznosságáról, kinézetéről vagy akár a megfelelő

működéséhez szükséges alkotóelemekről. A funkciók

szerint az alábbi főbb típusokat különböztetjük meg:

Ipari robotkar Játékrobot

Tudtad?

Speciális,"RoboCup"-nak (Robot Kupának)

nevezett labdarúgó kupát rendeznek

robotok számára. Az első robotokat, amik

robotok által játszott meccsen vettek részt,

Japánban építették 1997-ben. A játékosok

megtalálják a labdát, és a lábaikat használva

lövik azt tovább. A robotok gyártói célul

tűzték ki, hogy a robotokból álló labdarúgó

csapat a 2050-es férfi focivilágbajnokság

győztes csapatával megmérkőzzön, ráadásul

a meccset is ők nyerjék meg! Szerinted az

akkori robottechnika képes lesz ilyen szintű

labdarúgó tudást elérni?

Bomba hatástalanító robot

Vízi robot

Ipari robotok: nehéz tárgyak emelésére vagy

rutinfeladatok (pl. hegesztés, festés, anyagok

kezelése) elvégzésére, gyárakban használatos

automata robotok.

Szórakoztatásra szánt robotok: többnyire

szórakoztatásra készített, kevesebb gyakorlati

haszonnal rendelkező robotok, mint például a

játékrobotok.

Robot futballisták

Érintős érzékelővel ellátott robotikus metróajtók

Robotkarok egy autó gyártósoron

Medencetisztító robot

Repülő drón robot

Virtuális valóság felszerelés

07 08

Robotok mindennapi alkalmazásai

A 21. századot a robotika és a fejlett technológia korának tartják. A robotok az élet minden részén jelen vannak. Nem csak,

az emberek által leginkább ismert, humanoid szerű megjelenésűek, hanem gyakran nagyon egyszerű formát öltenek, mint

például a házak hőérzékelő rendszerei és az autók távolságérzékelői. A robotrendszerek alkalmazásai a mindennapi

életben rendkívül sokrétűek és az emberek egyre inkább függenek tőlük. Olvass a robotok használatának néhány

jellegzetes példájáról, és próbálkozz az Engino® Robotika javasolt modelleinek elkészítésével és programozásával.

Mindig is foglalkoztatták az emberiséget a világűr csodái

és az új világok feltárása, az idegen életformák

felfedezése. A Föld légkörén kívüli körülmények

azonban pusztítóak az ember számára: a napsugarak,

az oxigénhiány, a gravitációs mezők és az abszolút nulla

hőmérséklet (-273 Celsius fok) a legfőbb veszélyek. A

leküzdésük rendkívül költséges szkafandert és évekig

tartó képzést és tervezést igényel, pedig csak a Föld vagy

Hold körüli rövid kiruccanásról lenne szó. Ami a

távolságot illeti (pl. egy másik bolygóra utazás), a

felfedezőknek vállalni kell, hogy csak évtizedek után,

vagy esetenként egyáltalán nem térnek vissza a Földre.

Szerencsére azonban léteznek robotok, amelyek

ideálisak az űrkutatáshoz, mivel kiküszöbölik az összes

túlélési problémát, és nem igazán érdekli őket a

küldetésben töltött idő. Fejlett képességeik révén

felfedezik a bolygó felszínét, elemzik a talajt és a

légkört, vizet és egyéb vegyi anyagokat keresnek, és

értékes, nagy felbontású képeket küldenek vissza a

Földre. Jelenleg két aktív felfedező marsjáró van, az

Opportunity és a Curiosity. Rajtuk kívül számos más,

aszteroidák, üstökösök és bolygók körül keringő robot

létezik, amelyek méltóan reprezentálják az

emberiséget.Az Opportunity marsjáró

®Építsd meg az Engino

"Robo" modellt (2-6.

oldal), és állítsd az

infravörös érzékelőket

lefelé, hogy az adott

utat kövesse vagy

pedig előre, hogy

észlelje a "veszélyes"

tárgyakat és

figyelmeztessen a

mozgásával.

Építsd meg az ®Engino

"Twister"-t (16-

21. oldal), és

irányítsd

mozgását az

infravörös

érzékelő

technológiával.

®Engino

„automatizált ház"

modell

A Curiosity marsjáró

Tudtad?

2014. november 12-én, először a történelem

során egy Philae nevű robotmodul leszállt

egy üstökösre. Ezt a lenyűgöző mutatványt a

Rosetta robotikusan működő űrszonda

részeként hajtotta végre, amely 2014

januárjától keringett a 67P üstökös körül és

tanulmányozta azt. A misszió célja annak

kiderítése volt, hogy az üstökös hordoz-e

magában kulcsinformációt a naprendszer és

a földi élet létrejöttével kapcsolatban.

A Rosetta űrszonda

Az ütközések elkerülése: a modern járművek rengeteg féle érzékelővel vannak felszerelve, így a járművezetőknek kevesebb dologra kell odafigyelniük vezetés közben. Az esőérzékelő, eső esetén elindítja az ablaktörlőket, vagy egy

fényérzékelő meghatározza, hogy nappal vagy éjjel van-e

és ennek megfelelően kapcsolja fel vagy le a lámpákat. A

biztonságot illetően, számos autó rendelkezik elől és hátul

is távolságmérő szenzorral, hogy figyelmeztesse a vezetőt

az esetleges ütközés veszélyére, különösen parkolás vagy

szűk helyen történő manőverezés esetén. Ezek az

érzékelők bizonyíthatóan életet menthetnek, amikor

emberek vagy állatok kerülnek az autó elé és a vezető nem

veszi észre őket.

Építsd meg az Engino® „Pointer" modelljét, és kísérletezz,

hogyan lehet elkerülni az ütközéseket. Állítsd az infravörös

érzékelőket lefelé az út követéséhez vagy fordítsd oldalra, hogy a

robot elkerülje a jármű bal vagy jobb oldalán lévő akadályokat.

Robotizált házak: a modern házak egyre "okosabbakká" válnak, és számos, korábban manuális

tevékenység mára már automatizált. Például az automatikus

ajtók mozgásérzékelők segítségével nyílnak és záródnak, míg

a hőérzékelők érzékelik a hőmérséklet változásait, és

aktiválják a hűtési vagy fűtési rendszert. A mérnökök már

kísérleteznek az okos hűtőkészülékkel, amely képes lesz saját

készletének feltöltésére. Ha elfogy egy bizonyos termék (tej,

tojás, vaj) azt érzékelik, és megrendelik helyettünk online.

Kísérletezz a házautomatizálás jelenségével az Engino®

"automatizált ház" modell (utasítások online találhatók)

elkészítésével. Az infravörös érzékelők segítségével hozd

mozgásba az ajtót és a ventilátort.

Veszélyes küldetések: a veszélyes feladatok elvégzésében a robotok sikeresen helyettesíthetik az

embereket. Így, az emberi életet nem kockáztatják,

ráadásul a robotok fejlett képességei miatt gyorsabban

és jobban hajtják végre a küldetéseket. Például egy

robot képes észlelni a veszélyes anyagokat, amelyeket

távoli emberi irányítás segítségével el lehet távolítani. A

kezelő a robot érzékelőit használja a bomba vizsgálatára

és manipulálására.

Ipari felhasználás: a robotika alkalmazása az ipari szektorban is egyre gyakoribb, ahol robotok helyettesítik az

emberek munkáját. Ezek általában álló vagy vonal mentén

mozgó robotok, amelyek rugalmas karját nehéz tárgyak

emelésére vagy finom munkák elvégzésére használják (pl.

hegesztés). Használatuk ideális a gyári futószalagok

mellett. Az emberek aggódnak, hogy az automatizált

eljárások egyre kevesebb munkát biztosítanak számukra,

azonban ez nem igaz, hiszen új munkahelyek jönnek létre a

robotgépek kezelésére és javítására. Nem beszélve arról,

hogy a termékek is jobb minőségűek lesznek.

Építési feladat

Építési feladat Építési feladat

®Engino „pointer” modell

Építési feladat Az útmutatót keresd online!

Az útmutatót keresd online! Űrkutatás

®Engino „Robo” modell ®Engino „twister" modell

09 10

Programozás

Utasítások

Szövegsoronként írt utasítások

A mechanikus alkatrészek mellett, a programozás

elengedhetetlen a robot tényleges működéséhez. Mint

korábban említettük, az eszköz csak akkor tekinthető

robotnak, ha képes a környezetével való interakcióra.

A robot értelmezi az összes beérkező információt, és a

programjának megfelelő műveleteket a mikrovezérlőn

keresztül határozza meg. A robotgyártók általában

saját programozási nyelveket kínálnak, ezért sokféle

robotprogram létezik. Szerencsére létezik néhány

alapfogalom, amelyet követhetünk egy program

kidolgozásakor. Ezeket a következőkben ismertetjük.

A számítógépes programozásban az utasítás lényegében egy útmutatás (parancs),

amely megmondja a számítógépnek, mit kell tennie. Elképzelhetjük, mennyire

pontosnak kell lennie a parancsoknak, hogy a robot megfelelően működjön.

Ráadásul a parancsok sorrendje, vagyis a "feladatrend" is ugyanilyen fontos. Jó

példa erre a sütéshez szükséges utasítások követése. Ha a receptek lépései

helytelenek vagy hibás sorrendben vannak leírva, akkor valószínű, hogy csak

rendetlenséget csinálnánk a konyhában. A szövegalapú programozási nyelvekben

a parancsokat általában soronként írják, és a különböző feladatokhoz speciális

karaktereket alkalmaznak. Ezt az Engino® szoftver szimulálja, amely egy pszeudo-

nyelvet (nem tényleges programozási nyelvet) használó TextEditor ablakot

tartalmaz. Ez lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy a különböző

parancsokat sorrendjük szerint, szövegsorokként szerkesszék és lássák.

Aki számítógépes programot kíván létrehozni,

körültekintően kell kiválasztania a programozási nyelvet,

mivel különböző célokra tervezik és használják őket. A

legelterjedtebb magas szintű nyelvek a következők:

ź A C ++ nyelv valószínűleg a legelterjedtebb, mivel

számos alkalmazást fejlesztenek vele.

ź A Java a rendszertől függetlenül bármely eszközön

használható, amire a Java Virtual Machine (JVM)

telepítve van.

ź A Javascript egy webkliens alapú programnyelv, amely

a hálózati szerverek helyett a felhasználók PC-jén

végrehajtandó műveletekre használatos.

ź A Python az egyik legegyszerűbben elsajátítható nyelv.

Bármely számítógép vagy robotfejlesztés legfontosabb eleme a programozási nyelv. A programnyelv

általánosságban a robotot különböző feladatok elvégzésére utasító nyelvtani szabályok és szókincs egyvelege. A

nyelv két fő összetevőből áll: a szöveg formájából (szintaxis) és jelentéséből (szemantika). A programozási nyelvek

két általános típusa létezik: alacsony szintűek, amelyek a gép értelmezési módját alkalmazza (gépi kódot számokkal

és szimbólumokkal) és a magas szintűek, amelyek az emberi nyelvet (szöveges formában) és automatizálást

tartalmaznak, így egyszerűbbé téve a programozási folyamatot és érthetőbbé az emberek számára. Számítógépes

szoftverekben a program végrehajtható leírását (programozási nyelv által létrehozva) "forráskódnak" hívják. A

forráskódon belül vannak olyan algoritmusok, amelyek meghatározott sorrendű végrehajtandó műveleteket írnak

le. Ezek egyedülálló programozási részekből tevődnek össze, amelyeket utasításoknak nevezünk (lásd. lent).

Programnyelvek

A HTML nyelv kifejezetten a

weboldalak fejlesztésére szolgál

Egy programozó munka közben

Kézi programozás

Általában a gyári robotprogram létrehozásának folyamata a

parancsok programozási nyelvbe írásával kezdődik. Később

megbizonyosodnak róla, hogy működik-e bizonyos feltételek

mellett, majd oda-vissza állítgatják, amíg a kielégítő eredményt el

nem érik. Ez a folyamat bonyolult kódolási készségeket igényel, és

gyakran egy meghatározott mozgási tartományra korlátozódik, pl. a

robot mindössze tárgyakat mozgat egyik helyről a másikra. De mi

van, ha egy munkás finom mozdulatait szeretnénk leutánozni, és

arra programozni a robotot bonyolult instrukciók használata nélkül,

hogy valódi emberi munkát végezhessen? A modern robottechnika

lehetővé teszi számunkra, hogy ezt a kézi programozás segítségével

egyszerűen végrehajtsuk.

A hagyományos vezérlőhöz hasonló

vezérlőrendszer használatával a felhasználó

távolról irányítja a robotot, így végrehajtva a

meghatározott mozdulatokat, pl. egy autóalkatrész

felemelése, és egy szállítószalagra helyezése. Amíg

a kézi programozás zajlik, a parancsok sorrendje

automatikusan generálódik és kerül mentésre, így

a robot képes magától is végrehajtani korábbi

mozdulatokat. A programozók képesek tovább

szerkeszteni a kódot, változtatásokat eszközölve a

mozgás sebességében, pontosságában és

folyamatosságában. Ha minden beállításra kerül, a

kész program visszajut a robothoz.

A kézi programozás az Engino® Robotics Platform egyik fő

alkotóeleme. A programozásnak ez a fajtája rendkívül hasznos

módja annak, hogy egy programot valós körülmények között

hozzunk létre, anélkül, hogy magát a szoftvert ismernénk. A

felhasználó egyszerűen megnyomhatja az ERP vezérlő gombjait,

és rögzítheti azokat a parancsokat, amelyeket a robot valós

időben végrehajt. A program mentése után bármikor kézzel is

lefuttatható, akár sorozatban is. Továbbá, ha a felhasználó

finomítani kívánja a parancsok változóit és feltételes utasításokat

szeretne hozzáadni, akkor ezt nagyon egyszerűen elvégezheti az

eszköz PC-vel történő összekapcsolásával és a programnak az ERP

szoftverre történő küldésével. A beállítások befejezésekor a

programot vissza lehet küldeni a robotnak tesztelésre.

Vezérlőrendszert használó munkás

Kézi programozással működtetett gép

A MINI ERP programmal végzett kézi programozás

Tudtad?

Az első számítógépes programozó egy

angol matematikus nő, Augusta Ada King

(Lovelace grófnője) volt. 1837-ben Ada írta a

történelem első olyan algoritmusát,

amelyet egy gépnek kellett volna

végrehajtania. Pontosabban, az algoritmust

a Bernoulli számok analitikus gép

segítségével való kiszámítására tervezte,

egy Charles Babbage által javasolt

mechanikus általános célú számítógéphez.

Festmény Augusta Ada King-ről (1815-1852)

Az Engino Robotika filozófiája

A szellemi fejlődést spirális módon közelítjük meg, segítve a tanulókat abban, hogy meglévő ismereteik alapján

kialakított ötleteiket a megszerzett információkkal összefonva magasabb rendű koncepciókat sajátítsanak el, és

jussanak el a következő szintre. Az innovatív ERP-vezérlő a szabadalmaztatott ERP-szoftverrel együtt az IKT tanítás

ideális összetevői, lehetővé téve a robotikus programozás különböző szintjeit a diákok számára. Az ERP négy

egymással összekapcsolt programozási módot biztosít, így a felhasználók koruk és tapasztalataik szerint

választhatják ki a számukra legmegfelelőbb módszert.

11 12

ERP kézikönyv ®Az Engino Robotics Platform (ERP) egy olyan robotikus rendszer, amely egy különféle gombokkal és mutatókkal ellátott fő vezérlőből áll, amely különböző periférikus eszközökhöz csatlakoztatható, mint például motorok, fények és érzékelők. Az

ERP egy erőteljes és rugalmas eszköz, amely könnyen használható és összekapcsolható a többi Engino alkatrésszel! Ebben

a kézikönyvben megtalálod az összes szükséges információt, mint: a robotok beprogramozása illusztrációk segítségével, az

ERP vezérlő főbb jellemzői, az ERP szoftver telepítése, a firmware frissítése, biztonsági irányelvek, tippek és sok más

információ. Lássuk azonban először az ERP különböző gombjait, portjait és periférikus eszközeit!

Elemek: A vezérlő bekapcsolásához 3 új AAA elemet

kell a vezérlőbe tenni. Szükség lesz egy keresztfejű

csavarhúzóra is. Csavard le a vezérlő hátoldalán

található fedőt, majd óvatosan helyezd be az

elemeket, ügyelve arra, hogy a + és - jelek a megfelelő

helyre kerüljenek. Miután behelyezted az elemeket,

csavarozd vissza a fedőt.

Az ERP MINI vezérlő

MOTOR PORTOK

ON/OFF GOMB

Nyomd meg a gombot

a motor óramutató

járásával ellentétes

elforgatásához.

ÉRZÉKELŐI PORTOKMOTOR GOMBOK

Periférikus eszközök és portok: a különböző típusú

periférikus eszközök csak az ERP vezérlő egyes

portjaiban működnek, az alábbiak szerint. Az ebben a

készletben nem szereplő periférikus eszközök az ERP

PRO csomagban találhatók!

Periférikus eszközök Csatlakozási portok

Motorok A, B

Infravörös érzékelők 1, 2

LED fények (nincs a csomagban) A, B, 1, 2

Érintésérzékelők (nincs a csomagban) 1, 2

Az RJ kábelt ide csatlakoztasd

Biztonsági előírások: Ne keverj össze alkáli,

szabványos vagy újratölthető elemeket! A nem

újratölthető elemeket nem lehet feltölteni! Ne használj

egyszerre régi és új elemeket! Távolítsd el a lemerült

vagy régi elemeket az ERP-ből, ha hosszú ideig

nincsenek használatban! Soha ne dobd tűzbe az

elemeket! Az áramforrásokat nem szabad rövidre zárni!

Nyomd meg a gombot

a motor óramutató

járásával megegyező

elforgatásához.

MOTOR GOMBOK

PROGRAM GOMB

PLAY GOMB

Csak manuális

programozáshoz

használatos! Nyomd meg ezt

a gombot a rögzítés

elindításához! Ha a piros fény

villogni kezd, a vezérlő

felvételi üzemmódba kapcsol.

Ha befejezted a rögzítést,

nyomd meg újra ugyanezt a

gombot a memóriába történő

tároláshoz!

Nyomd meg a gombot

egyszer a program

elindításához! Nyomd meg

a gombot és tartsd

lenyomva 3 másodpercig a

program folyamatos

ismétléséhez!

A motor nem működik, ha a kapcsoló O állásban van. A

II pozícióban a motor az ERP vezérlő irányában

működik. Az I helyzetben az irány fordított. A motorok

nem igényelnek extra elemeket a működéshez.

Párhuzamos programozás

ERP-szimulátor: egy speciális ablak az ERP szoftverben, amely fizikai helyett, digitális

gombok segítségével szimulálja a valódi vezérlő funkcióit. Miután a PC-t az ERP-vel

(USB-n keresztül) csatlakoztatta, a felhasználó rögzíthet egy programot, és azonnal

látható visszajelzést kap a robottól. Ezzel párhuzamosan a program rögzítése közben

a parancsok átkerülnek két másik ablakba: a Flow Diagram-ba ahol vizuális

blokkokból, és a Text Editor-ba ahol szövegsorokból áll.

Text Editor: a Text Editor egy kifejezetten az ERP-re létrehozott "pszeudo-nyelv" (nem

tényleges programozási nyelv) használatát jelenti. Számos ismerős programozási

kifejezést tartalmaz, mint a START, END, IF stb. Ideális eszköz a fejlett programozás

bemutatására, mivel lehetővé teszi a program gyors áttekintését és a változók

egyszerű szerkesztését.

Flow diagram: ha egy programot kézzel hozunk létre a vezérlőn, manuálisan már nem

lehet szerkeszteni és nem adhatunk hozzá fejlettebb programozási lehetőségeket (pl.

feltételes utasítások). Ezt küszöbölhetjük ki a "Flow Diagram"-on keresztül, amely a

szoftver fő programozási funkciója. Itt a felhasználó komplex parancsokat alkalmazhat,

és teljes mértékben kihasználhatja a robot képességeit. A készüléket úgy tervezték,

hogy a használója fokozatosan áttérjen a tényleges kézi programozásról az absztrakt

szoftvervezérlésre, innovatív ellentétes irányú tervezés technikájának alkalmazásával,

amelyet a "receive" és a "send" gombok használatával érhetünk el.

Az Engino® Robotics Platform szoftver vizuális programozást alkalmaz

(szimbólumokkal ellátott blokkok használata szöveg helyett), amelyek közé az innovatív

After / With Previous változó is beletartozik. Ezáltal válik a párhuzamosság lehetővé. A

felhasználó választhatja az after previous funkciót, ha a parancsot az előző parancs

befejeztével szeretné végrehajtatni, vagy a With previous parancsot, amennyiben a

parancsot a másikkal egyidejűleg kívánja végrehajtatni. A párhuzamosan működő

blokkok színes vonallal vannak összekötve. Ez nagymértékben csökkenti a programozás

bonyolultságát, mivel a parancsok rendje világosabbá és egyszerűbbé válik.

Kézi programozás: a felhasználó minden parancssort rögzíthet a "Program" gomb

segítségével, rámentheti a készülékre, és ellenőrizheti a "Play" gomb megnyomásával. Ez

a programozás első szintje arról szól, hogy a diákok közvetlen kapcsolatba kerülhessenek

a tananyaggal, egy olyan módszer (gombok nyomogatása) segítségével, amelyet minden

gyermek ismer. A programozási eljárás azonnal látható visszajelzést nyújt, lehetővé téve a

felhasználó számára, hogy a korlátlan számú próbálkozási lehetőségének tudatában

szabályozza a parancsok időtartamát és sorrendjét.

PC csatlakozásra használatos mini USB port

13 14

Kézi ERP programozás

A parancssorozatot csupán végrehajtó gép nem egy igazi robot; a valódi robot arra programozható, hogy a saját

érzékelői által kapott visszajelzések alapján képes legyen saját döntések meghozatalára. A kézi programozás

azonban nem vonatkozik az érzékelőkre. Ahhoz, hogy egy összetett programot hozz létre, amely magában foglalja a ®változók szerkesztését és az érzékelési technológia hozzáadását, telepítened kell az Engino Robotics MINI 1.3

szoftvert. Ez letölthető a www.enginorobotics.com weboldalról.

1. Menj a www.enginorobotics.com weboldalra.

Kattints a "download software" fülre, és válaszd ki a "

for Windows" lehetőséget. Válaszd ki az ERP Mini 1.3

csomagot.

2. Kattints az "Install" gombra.

3. Az előugró ablakban kattints a "save" gombra.

4. Keresd meg a "setup.exe" fájlt, kattints rá duplán, és

nyomd meg a "RUN" gombot a felugró ablakban.

5. Miután a telepítés befejeződött, a szoftver elindul és

létrehoz egy parancsikont az asztalon.

setup

EnginoRobotics

Utasítások:

Csatlakoztass két motort az A és B csatlakozókba (a motorkapcsolót állítsd a II pozícióba).

1. Nyomd meg a "Program" gombot a felvétel megkezdéséhez (a piros fény villogni kezd).

2. Tartsd lenyomva az A motor óramutató járásával ellentétes gombját 2 másodpercig.

3. Tartsd lenyomva a B motor óramutató járásával megegyező gombját 2 másodpercig.

4. Tartsd lenyomva egyidejűleg az A motor óramutató járásával megegyező és a B motor

óramutató járásával ellentétes gombját 3 másodpercig.

5. Nyomd meg egyszer a "Program" gombot a program mentéséhez.

6. Nyomd meg egyszer a "Lejátszás" gombot a program futtatásához, vagy tartsd

lenyomva 3 másodpercig a program folyamatos lejátszásához (a zöld lámpa villogni

kezd).

Az ERP kézileg működtethető a különböző gombok valós idejű megnyomásával. A kézi rögzítés megkezdéséhez, nyomd meg egyszer

a "Program" gombot, majd nyomd meg a motorok gombjait tetszőleges sorrendben, külön-külön vagy akár egyszerre. Minden egyes

lépést a gomb lenyomásának időtartamában rögzít. Ha befejezted, nyomd meg újra a "Program" gombot, hogy a program a vezérlő

memóriájába kerüljön. Nyomd meg a "Play" gombot a program elindításához; ha 3 másodpercig lenyomva tartod a gombot a

program folyamatosan ismétlődni fog. Vedd figyelembe, hogy az eszköz egyszerre csak egy programot képes a memóriába

elmenteni.

Az ERP MINI szoftver

A "File" lehetővé teszi

új program létreho-

zását és mentését,

meglévő megnyitását

és az alkalmazás

elhagyását.

Update: A firmware

legújabb verziójának

frissítéséhez

csatlakoznod kell az

internethez.

A "Device" lehetővé

teszi, hogy programot

küldj a vezérlőnek,

vagy fogadj a vezérlő

memóriájából.

A "Settings" menü-

pontban megváltoz-

tathatod az alapértel-

mezett motorsebessé-

get és beállíthatod az

infravörös érzékelőket.

Fájlok

megnyitása a

mentett prog-

ram megkere-

séséhez

A jelenlegi

program

törlése új

kezdéséhez

GamePad

vezérlő

ERP Simulator

ablak megjele-

nítése/elrejtése

Az Text

Editor ablak

megjeleníté-

se / elrejtése

A jelenlegi

program

mentése

Számítógép-

hez

csatlakoz-

tatás az USB

kábellel

Program küldése és fogadása

a PC és az ERP között. Ez a

két gomb az USB

aktiválásakor jelenik meg.

Súgó: Látogass el az

enginorobotics weboldalára

a füzet vagy egyéb

tananyag letöltéséhez, és

hogy segítséget kapj a

csomagot érintő bármilyen

kérdésben.

A szabadalmaztatott ERP szoftver 3 ablakból áll: a FLOW DIAGRAM, ahol a blokkok fogd és vidd módszerével

hozhatsz létre parancssorozatot; az ERP SIMULATOR, ahol ugyanúgy programozhatsz, mint kézi programozás

esetén; és a TEXT EDITOR, ahol könnyedén olvasható formátumban láthatod és szerkesztheted a programot.

Az ERP vezérlő számítógéphez történő csatlakoztatásához helyezd a mellékelt USB kábelt a vezérlő portjába (alul), a másik

végét pedig a számítógép USB portjába. Kapcsold be a vezérlőt az ON / OFF gombbal, és várd meg néhány másodpercig, amíg

a számítógép telepíti a készüléket. Ezután kattints az USB gombra az ERP szoftveren belül a csatlakoztatáshoz. Vedd

figyelembe, hogy mert az ERP-t a számítógép nem tudja tölteni az USB-kábelen keresztül, csak elemekkel tudod működtetni.

1

4

2

3

4

5 6

Az ERP MINI szoftver telepítése

Az ERP MINI firmware-frissítés

Az ERP szoftver tájékoztatni fog, ha új firmware-frissítésre van szükség a

lehetséges hibák kijavítására és új funkciók hozzáadására. Az ERP frissítéséhez

a vezérlőt a DFU (Device Firmware Update) módba kell állítani:

1. Kapcsold ki a vezérlőt, és csatlakoztasd a számítógéphez az USB-n keresztül.

2. Tartsd nyomva a "Program" gombot. Ezután nyomd meg egyszer az "ON-

OFF" gombot, miközben továbbra is nyomva tartod a "Program" gombot

(minden fény kikapcsol).

3. Várj néhány másodpercig, amíg a PC csatlakozik az ERP-hez.

4. A szoftveren belül válaszd ki az "Update" és "Update Firmware" fület.

5. Kattints az "update" gombra. A szoftver ezáltal a legújabb verziót kezdi el

keresni az interneten. Az új ablakban válaszd a "Yes" lehetőséget a

folytatáshoz.

6. Ha a frissítés sikeres, egy üzenet jelenik meg a képernyőn.

Flow diagram

Főmenü (részletesebben lásd lent)

ERP Szimulátor

TextEditor

15 16

A Flow diagram (folyamatábra) programozás

Az egér használatával információt szerezhetsz, és változtatásokat eszközölhetsz az alábbi módokon:

- Helyezd az egeret bármelyik ikonra vagy blokkra a leírások és tippek megtekintéséhez!

- Jobb egérgombbal kattints a folyamatábra blokkjaira a tulajdonságok megtekintéséhez és

módosításához!

- Adj hozzá blokkot vagy módosítsd a sorrendjüket a fogd és vidd funkció segítségével.

- Dupla kattintással is hozzáadhatsz blokkokat a folyamatábrához a bal oldalon.

- A felesleges blokkok törléséhez egyszerűen húzd át őket a "lomtár" ikonra.

Program létrehozásához húzd át a blokkokat a

képernyő bal oldaláról, és helyezd őket a főablak

"START" ikonja alá, vagy kattints duplán a blokkokra.

Automatikusan egy új hely (nyíl) jön létre minden

beillesztett blokk alatt, így adható hozzá a következő

lépés. Az ikonok sorrendje határozza meg a parancsok

sorrendjét. Ha a jobb egérgombbal kattintasz az

ikonokra, megváltoztathatod az aktuális parancs

változóit, például a port kimenetét, időtartamot és

sorrendet (az előzővel vagy az előző után). A program

befejezése után nyomd meg a "Send program"

gombot a felső kezelőpanelen, és a program az USB

csatlakozás által átkerül az ERP vezérlőre.

Kattints jobb egér-

gombbal bármelyik

blokkra, hogy megte-

kinthesd és változtat-

hass a változókon, mint

pl. port állapota, irány,

késleltetés, időtartam,

sebesség, előző

után/előzővel. Kattints

az X-re (a jobb felső

sarokban) a változók

ablak eltüntetéséhez.

A feltételes utasítá-

sokhoz adj hozzá

blokkokat egy

parancssor

létrehozására,

amelyek aktiválódnak

az érzékelő TRUE vagy

FALSE feltételének

megfelelően.

Az alábbiakban egy példát láthatunk a folyamatábrára az

összes változó és blokk leírásával. Ezután megmagyarázzuk

az infravörös érzékelők konfigurációját, valamint az előre

rögzített programokat konkrét robotmodelleken.

További információkért nézd meg az ERP PRO verzió

füzetét, amely ingyen letölthető az Engino robotics

weboldaláról. Ismerd meg, hogyan kell használni az action

műveletet és a conditional statement (feltételes utasítás)

blokkokat, a delay (késleltetés) változó és az idle (készenléti)

blokk közötti különbséget, a Gamepad használatát, az After

/ With Previous funkciók használatát és a functions

(funkciók) használatát alprogramok készítéséhez.

Actions: LED fény,

motor, várakozási

idő és berregő hang

hozzáadására

használatos blokkok

Controls: ezeket a

blokkokat akkor add

hozzá, ha repeat (újra)

utasítást és if (ha), while

(miközben), if/else

(ha/más), repeat (újra),

until (amíg) feltételes

utasítást akarsz

létrehozni. Hozzáadha-

tod a function blokkot is,

amennyiben egy

bizonyos folyamat

elmentésére

alprogramot szeretnél

létrehozni.

Movement: adj hozzá

lépéseket kb. 5-7 cm-re

négy irányba: előre,

hátra, balra és jobbra.

Válaszd ki, hogy

hányszor ismétlődjenek

az egyes blokkok.

Dobd a blokkokat a

lomtárba a törléshez.

Teljes képernyő Nagyítás Kicsinyítés Használaton kívüli blokkok törlése Kattints jobb

egérgombbal a

"Start" ikonra, hogy

módosítsd, hányszor

ismételje meg a

programot, és adjon

róla leírást. Csak a

"Start" ikon alatt

elhelyezett blokkok

szerepelnek a

programban.

Az infravörös érzékelők konfigurációja

Amikor infravörös érzékelőt tartalmazó programot hozol

létre, konfigurálnod kell az állapotát, hogy a robot "tudja",

hogyan kell TRUE vagy FALSE helyzetben eljárnia. Ez csak az

ERP szoftveren belül lehetséges. Helyezz el egy feltételes

kijelentést (if, while stb.) a folyamatábrán belül, és kattints

jobb gombbal a tulajdonságok megtekintéséhez. Kattints a

"Type" változó legördülő menüjére, és válassz a kétféle

infravörös konfiguráció közül: Linefollow (vonalkövetés) és

Object Detection (objektumérzékelés), attól függően, hogy

mit szeretnél, mit tegyen a robot.

Bizonyosodj meg róla, hogy a megfelelő érzékelő ikont

helyezed az ERP szimulátor portjába a robot beállításának

megfelelően (az infravörös érzékelők számára kialakított

1-es vagy 2-es port), és válaszd ki a megfelelő portot az

utasítás menüjében.

A konfiguráció egy speciális ablakból történik. Ennek

megtekintéséhez menj a főmenübe, és a "Settings" fülön

válaszd a "Sensor configuration" menüpontot. A felugró

ablakban válaszd ki azt a tetszőleges beállítást, hogy

megegyezzen a feltételes utasítás blokkjának típusával.

Az object detection configuration ablakban válaszd ki a

megfelelő portot, és kövesd az utasításokat. „Helyezd

az infravörös érzékelőt a kalibrálandó tárgy elé a kívánt

küszöb-távolságig. Tartsd egyhelyben a modellt, és

kattints az alábbi kalibrálási gombra. A konfiguráció

akkor fejeződött be, amikor az ERP vezérlő berregő

hangot ad ki és a narancssárga fény villog. Ha a

konfiguráció sikertelen, az objektum túl messze van.”

Fontos: Egyszerre csak egy konfigurációs mód áll rendelkezésre, a line follow (vonalkövető) vagy az object detection

(tárgyérzékelő). Továbbá a nagyobb pontosság érdekében vedd figyelembe a következő tényezőket: 1) fény; konfiguráld a

szenzorokat abban a környezeten, ahol a robotot használni fogod vagy egy ugyanolyan fényviszonyú helyiségben. 2) visszaverődés

és átláthatóság; a fényt tükröző tárgy (például a tükör) úgy működik, mintha fehér színű lenne, míg az átlátszó tárgyak estében olyan,

mintha nem is lenne ott tárgy.

Válaszd ki a megfelelő portot a line follow configuration

ablakban, és kövesd az utasításokat. Ne feledd, hogy ez az

eljárás csak világos színekkel működik, ezért ne használd a

fekete színt a konfigurációhoz. „Helyezd az infravörös

érzékelőt egy világos színű (például fehér) felület fölé,

ugyanarra az üzemi magasságra, amelyen az érzékelő

működni fog. Tartsd a modellt egyhelyben, és kattints az

alábbi kalibrálási gombra. A konfiguráció akkor fejeződött be,

amikor az ERP vezérlő berregő hangot ad ki és a

narancssárga fény villog.”

A TRUE utasítás esetén az infravörös érzékelő a fehér színre aktiválódik.

A FALSE utasítás esetén az infravörös érzékelő a fekete színre aktiválódik.

A TRUE utasítás esetén az infravörös érzékelő küszöb-

távolságnál közelebbi vagy egyenlő távolságoknál aktiválódik.

A FALSE utasítás esetén az infravörös érzékelő küszöb-

távolságnál távolabbi távolságoknál aktiválódik.

17

Mit jelent a bemenet és a kimenet?

Hogyan fejleszthető a robot konstruktív módon?

Hogyan programozzuk be kézileg a robotot?

Mi a flow diagram (folyamatábra)?

A robotika két fő részből áll: az építési és a programozási részből.

Mindkettővel megismerkedhetsz a ventilátor modellen keresztül!

Ismerd meg, hogyan módosíthatod a szerkezetet, hogy az még

hatékonyabbá váljon. Ezután programozd be a modellt kézileg a

vezérlőn, az ERP szoftverben található vizuális blokkok segítségével.

Építés és programozás

ROBOTIKAMiről tanulunk:

18

Előre rögzített programok

Az ERP vezérlő előre rögzített programokat tárol a memóriájában, amelyek speciális robotmodellek vezérlésére

szolgálnak. A vezérlő előre rögzített módban történő beállításához kapcsold ki az ERP-t, tartsd lenyomva a kívánt

motorkulcsot (lásd alul, a piros nyíllal jelölve) és nyomd meg az On-Off gombot. Ha ezt megfelelően végzed el, a Play

gomb közelében található zöld LED fény villogni kezd. Próbáld ki ezt a funkciót a kívánt robotmodell felépítésével, és

mozgásba hozásához nyomd meg a megfelelő gombot.

You can find examples, printable templates and the

Példákat, nyomtatható sablonokat és a kísérleti feladatok

megoldásait keresd a weboldalon:

www.enginorobotics.com/teaching_resources/examples

A hozzáféréshez egy egyszerű űrlapot kell kitöltened. Az

egyik példaprogram megtekintéséhez egyszerűen menj a

bal felső sarokban található menübe, kattints a "File", majd

az "Examples ..." gombra. Válaszd ki az általad megépített

Engino robotmodellhez tartozó példát. A program flow

diagram-on (folyamatábrán) belül fog megjelenni.

További példák, sablonok és megoldások

Csúsztasd el a kezed az infravörös

érzékelők felett balról jobbra, hogy

elindítsd a ventilátort, amely ezután

egyre gyorsabban forog. Csúsztasd

jobbról balra, hogy egyre lassabb

forogjon, majd végül megálljon.

Az építési útmutatót 7-9. oldalon

találod!

A hatlábú mindkét oldalán elkerüli az

akadályokat. Amikor az egyik érzékelő

beindul, az ellenkező lába hátrafelé

fordul, ami által a modell elfordul, amíg

el nem távolodik az akadálytól. Amikor

mindkét érzékelő aktiválódik, a modell

leáll. Az építési útmutatót 10-15. oldalon

találod!

Az ERP előre rögzített módban

történő beállításához tartsd

lenyomva a kívánt motorkulcsot

(a nyilak jelölik), és nyomd meg

az On-Off gombot.

Hatlábú Ventilátor

®Engino ventilátor modell

Input

A motor

kapcsoló a

II állásban

2. feladat: Építs egy

második ventilátort a

modellhez az első

ventilátor ellenkező

oldalán, és csatlakoz-

tasd a második

motort a B porthoz. A

szerkezetet a jobb

oldali képen láthatod!

7. Végezz változtatásokat

az folyamatábrán a 4.

feladat alapján!

Küldd el a progra-

mot az ERP-nek a "Send

program" gombra kattint-

va, és ellenőrizd.

Mentsd a progra-

mot "ventilátor" néven.

1. feladat: Nyomd meg az ERP-eszköz gombjait (bemenet), és írd

le röviden milyen következménnyel jár ez a modellen (kimenet)!

3. feladat: Nyomd meg először a "Program" gombot (piros

villogó fény jelzi a program rögzítését), majd a szükséges

gombokat a következő parancssor létrehozásához:

ź az A ventilátor az óramutató járásával megegyező irányban forog;

ź a B ventilátor az óramutató járásával megegyező irányban forog;

ź mindkét ventilátor egyszerre, egymással ellentétes irányban

forgat;

Nyomd meg újra a "Program" gombot a program

mentéséhez, majd nyomd meg a "Play" gombot annak

ellenőrzéséhez, hogy a parancssor helyesen működik-e. Ha

hosszabb ideig tartod lenyomva a lejátszás gombot, akkor a

program újra és újra megismétlődik.

Output

Szükséges anyagok:

- Engino® Robotics MINI (ENGST60)

- A www.enginorobotics.com –ról letöltött és

telepített ERP szoftverrel ellátott számítógép

Eljárás:

1. Keresd a leírást az 7-9. oldalon és építsd

meg a ventilátor modellt! Győződj meg róla,

hogy minden kábel a megfelelő porthoz van

csatlakoztatva! Csavard a kábeleket az

alkatrészek köré, hogy ne legyenek útban!

Helyezz be 3 darab AAA elemet az ERP

hátoldalába, és kapcsold be a készüléket az

On-Off gombbal!

2. A motoron található kapcsolót állítsd a II

Pozícióba, és nézd meg mi történik, ha az ERP

modell mindkét gombját kipróbálod. Ne

feledd, hogy az O helyzetben a motor nem

működik, és az I helyzetben az irány fordított.

Nyomd meg az ERP gombjait (bemenet) az 1.

feladatnak megfelelően, és írd le a megfigyelt

eredményeket (kimenet).

3. Fejleszd a robotot konstruktív módon a 2.

feladat utasításait követve!

4. Kövesd a 3. feladat leírását és hozz létre egy

manuális programot a vezérlőre. Számos

kísérletet tehetsz, amíg a kívánt eredményt el

nem éred!

5. Csatlakoztasd az ERP-t a számítógéphez az

USB kábel segítségével! Nyisd meg (Open) az

ERP szoftvert, és kattints a Connect USB

gombra!

6. Kattints a "Receive Program" gombra, hogy

a rögzített sorozatot feltöltsd a PC-re, ezáltal

létrehozva a "flow diagram-ot (folyamatábrát)". 4. feladat: A flow diagram-on (folyamatábrán) kattints jobb gombbal az egyes blokkokra az alábbiakban leírt megfelelő változtatások elvégzése

érdekében. A bal oldali menüből további műveleteket (motorok, idle time -

várakozási idő) adhatsz meg:

ź Az A ventilátor 100-as sebességgel 2 másodpercig forog;

ź A B ventilátor 100-as sebességgel 2 másodpercig forog;

ź a robot nem csinál semmit 1 másodpercig (használd az idle time

blokkot);

ź mindkét ventilátor ugyanabba az irányba forog 3 másodpercig, az A 100-as

sebességgel, a B 40-es sebességgel.

ź a program csak 1 alkalommal aktiválódjon. Kattints a jobb

egérgombbal a start blokkra és változtasd meg az ismétlődések

(repeat) számát!

Készíts egy 1,5 cm vastag,

fekete utat fehér

papíralapon, és helyezd

Robo érzékelőit a vonal két

oldalára. Az infravörös

érzékelők az azonos oldalú

kereket a fehér felé hajtják,

és megállítják, ha a

feketéhez ér, így rögzíti a

robot menetét, és a vonalon

tartja. Az építési útmutatót 2-

6. oldalon találod!

Helyezd a kezed az ajtó

infravörös érzékelője elé,

hogy az kinyíljon. Ezután

nyúlj a házba, és hozd

működésbe a másik

infravörös érzékelőt az

ajtó bezárásához és a

mennyezeti ventilátor

beindításához. Az építési

útmutatót online találod!

Robo Automatizált ház

Fedezd fel:

Nehézségi szint

19 20

Szükséges anyagok:

- Engino® Robotics MINI (ENGST60)

- ERP szoftverrel ellátott számítógép

- 4 db A3-as fehér kartonpapír

- fekete ragasztószalag vagy fekete filctoll

- 4 fehér tárgy az érzékeléshez

Eljárás:

1. Keresd a leírást az 2-6. oldalon és építsd

meg Robo modelljét! Győződj meg róla, hogy

az egyes kereket a megfelelő portokhoz

csatlakoztasd!

2. Ragaszd össze az A3-as papírokat, hogy

nagy fehér téglalapot alkossanak. Rajzolj egy

1,5 cm vastagságú fekete ellipszist filctoll

vagy ragasztószalag segítségével (jobb oldali

kép)! További elérési útpályákat tölthetsz le a

www.enginorobotics.com weboldalról

(teaching resources - tanítási erőforrások)!

3. Nyisd meg az ERP MINI szoftvert, és

kövesd az 1. feladatban leírt utasításokat,

hogy egy fehér követő programot hozz létre!

Ehhez a két infravörös

érzékelőnek a talaj felé kell

néznie, ezért fordítsd őket lefelé.

A robot ezáltal a fehéren mozog,

és amikor a feketéhez érne,

megáll, ezáltal követi a vonalat.

4. Olvasd el a 2. feladatot, hogy átalakíthasd

a Robo modellt tárgyérzékelővé. Ehhez

fordítsd a két infravörös érzékelőt előre.

Miután létrehoztad a programot, teszteld azt

úgy, hogy négy fehér objektumot helyezel el

(az érzékelők magasságában), hogy azok egy

képzeletbeli négyzetet alkossanak, és a robot

a szélei mentén mozogjon (lásd a jobb oldali

képen).

1. feladat: Számítógép használatával helyezd a megfelelő ikonokat

az ERP szimulátorra a Robo modellnek megfelelően! Húzd és ejtsd

a szükséges blokkokat a folyamatábrán belül, hogy létrehozd a

következő fehéren mozgó és feketét elkerülő programot:

• amíg (while) az 1. port infravörös érzékelője fehér színt

érzékel, az A portban lévő motor előre forog;

• amíg (while) a 2. port infravörös érzékelője fehér színt

érzékel, a B portban lévő motor előre forog;

Miután elhelyezted a megfelelő blokkokat, be kell állítanod az

infravörös érzékelőket, hogy fehér színt érzékeljenek. Ehhez olvasd

el az „Infravörös érzékelők konfigurációja” című használati utasítást

a 16. oldalon.

Ezzel a programmal Robo a fekete vonalat fogja követni. A program

teszteléséhez,

helyezd a

robotodat a

megrajzolt fekete

ellipszisre, és nézd

meg, hogy körbe

megy-e rajta

felkapcsolt

lámpákkal.

2. feladat: Húzd és ejtsd a szükséges blokkokat a folyamatábrán belül a következő program létrehozásához: • Robo előre mozog; • ha (if) egy fehér objektumot észlel az egyik vagy mindkét érzékelővel, a robot álljon le; • 5 másodperc elteltével a robot forduljon jobbra 90 fokot, hogy a következő tárgyat érzékelhesse.

Tippek: a szög mindig ugyanakkora, ezért csak egy programra van szükség a forgatáshoz. Ha az egyik vagy mindkét érzékelőt tárgyérzékelésre állítod be, akkor meg kell adnod a megfelelő logikai kapumátrixot (AND – és, vagy OR - vagy). Az érzékelőket is állítsd át, hogy ezúttal a tárgyak érzékelésénél aktiválódjanak!

Hogyan használjuk az infravörös érzékelőket

a WHILE és IF feltételes utasításokkal?

Mit jelentenek a logikai mátrixok?Az infravörös érzékelőket rendkívül gyakran alkalmazzák a

robotikában két nagyon fontos alkalmazás esetében: a fekete-fehér

színek megkülönböztetésére és tárgyak érzékelésére. Próbáld ki az

összes programozási kihívást, az infravörös érzékelők konfigurálását,

a WHILE feltételes utasítást és a logikai kapumátrixok használatát!

A WHILE utasítás és a logikai kapumátrix

Miről tanulunk: ROBOTIKA Fedezd fel:

Eljárás:

1. Keresd a leírást az 10-15. oldalon és

építsd meg a hatlábú modellt!

2. Csatlakoztasd a modellt a számítógéphez

USB-n keresztül, és kattintsd a szoftverben

található USB gombra! Csináld meg az 1. és

2. feladatot, hogy megtanuld az ERP MINI

Simulator használatát!

3. Hozd elő a Gamepad ablakot a

megfelelő gombra kattintva és

irányítsd vele a robotot!

4. Ahhoz, hogy egyenesen előre vagy

hátra tudjon mozogni, a robot lábainak

ugyanabból a helyzetből kell indulniuk. A

kerekek használata esetén nincs ilyen

probléma, az egyenes mozgás csak a

motorok fordulatszámától függ. Milyen más

probléma fordulhat elő a lábak

(kapcsolódások) használata során? Írd le a 3.

feladatban!

5. Kövesd a 4. feladat leírását a hatlábú

programozásához, hogy az elkerülje az

akadályokat mindkét oldalon! Ehhez az IF

feltételes utasítás blokkját használd! Kattints

jobb egérgombbal a tulajdonságok

megváltoztatására, és rakd be a

szükséges motorblokkot!

Szükséges anyagok:

- Engino® Robotics MINI (ENGST60)

- ERP szoftverrel ellátott számítógép

A robotikus mozgás rendkívül fontos és időnként nehezen

hozható létre. Számos módja van, hogy a robotok céljuk

elérése érdekében tudjanak mozogni: egyesek kerekek vagy

nyomtáv segítségével, mások lábak használatával, míg megint

mások a propellereket használva mozognak. Kísérletezz a láb

típusú mozgással a hatlábú modell használata által!

Robotikus mozgás és az IF utasítás

ROBOTIKAMiről tanulunk: Hogyan működik a láb típusú mozgás?

Hogyan használjuk a szimulátort és a gamepad-et?

Hogyan használjuk az infravörös érzékelőket

feltételes utasítások esetén?

Fedezd fel:

Az Engino hatlábú modell

1. feladat: Fogd és vidd be a

periférikus eszközöket

(motorok és érzékelők) az

ERP szimulátor portjaira a

hatlábú modellnek

megfelelően. Válaszd az IR

OBJECT elemet a két érzékelő

esetén, mivel később

szükséged lesz rá! Tervezd

meg a képen látható

blokkokat is!

2. feladat: Irányítsd a hatlábút az ERP MINI Simulator

használatával a következő sorrend alapján:

• a hatlábú egy lábbal jobbra fordul;

• a hatlábú egy lábbal balra fordul;

• a hatlábú két lábával előre mozog;

• a hatlábú két lábával hátra mozog.

Tipp: az előre- és hátrafelé történő elmozduláshoz egyszerre

két motorgombra kell kattintanod. Ehhez kattints a "multiple

select" gombra, majd válaszd ki a megfelelő motor gombokat,

majd kattints a "multiple record" gombra.

3. feladat: Milyen problémák merülhetnek fel, ha a kerekek

helyett lábakat használunk a robot mozgatására?

4. feladat: Hozd létre a következő programot, hogy a hatlábú

elkerülje az akadályokat mindkét oldalon:

• a hatlábú folyamatosan előre mozog;

• ha (if) a bal infravörös érzékelő akadályt észlel, akkor a jobb

lábnak hátra kell mozdulnia, és a bal lábnak előre kell haladnia;

• ha (if) a jobb infravörös érzékelő akadályt észlel, a bal

lábnak hátra kell mozdulnia, és a jobb lábnak előre kell haladnia.

Helyezd a megfelelő blokkokat az IF blokkba! Az infravörös

érzékelők tárgyfelismerő konfigurálásához lapozz a 16. oldalra!

..........................................................................................................

..........................................................................................................

..........................................................................................................

..........................................................................................................

Az Engino

Robo modell

Nehézségi szint Nehézségi szint

Hogyan használjuk a rögzített robotokat?

Mit jelent a REPEAT utasítás?

Mit jelent a REPEAT UNTIL feltételes

utasítás?

1. feladat: Hozz létre egy egyszerű programot manuálisan a kar

elforgatásához. Helyezd a robotot a padlóra, és nézd meg, mi

történik a program lejátszásakor. Megfigyelhetjük, hogy a robottal

együtt az alap is elforog. A probléma megoldásához csatlakoztass

egy sárga csigát az alap négy sarkához. A nagyobb stabilitás

érdekében a csigákat ragasztószalagra helyezd! Indítsd el újra a

programot!

A robotokat gyakran használják ipari környezetben, és kulcsszerepet

játszanak a gyárak gyártósorainál. Leggyakrabban rögzített karok

formájában használják, amelyek képesek az alkatrészeket egyik

pontról a másikra mozgatni érzékelő technológia használata által. A

twister modell segítségével kipróbálhatjuk az érzékelő technológia

szimulált változatát.

Példa a mindennapi életből: ipari kar

ROBOTIKA

21

Fedezd fel:

22

Miről tanulunk:

Az Engino

Twister modell

Szükséges anyagok:

- Engino® Robotics MINI (ENGST60)

- ERP szoftverrel ellátott számítógép

- Ragasztószalag és egy üres, könnyű italosdoboz

Eljárás:

1. Keresd a leírást az 16-21. oldalon és építsd

meg a Twister modellt!

2. A rögzített robotok fix alapra erősített

robotokat jelentenek. Kövesd az 1. feladat

leírását, hogy a modell még stabilabb legyen a

forgatás közben!

3. Az ismétlődő feladatok pontos végrehajtása

nagyon fontos a programozásban. Kövesd a 2.

feladat leírását egy ismétlődő program

létrehozására a "repeat" blokk használatával.

4. Előfordulhat, hogy az ismétlődést

folyamatosan kell végrehajtani, amíg az

érzékelőn beállított állapot be nem teljesül.

Kövesd a 3. feladat leírását, és tanuld meg

végrehajtani a műveletet a "repeat until"

blokk használatával!

5. Az rögzített robotok gyakran egy konkrét

utat tesznek meg a rutinszerű munkák

végrehajtásánál. Ehhez infravörös érzékelős

technológiát alkalmaznak, így a robot saját

maga képes meghatározni, hogy meddig és

merre mozdulhat. Ha az időzítéses módszert

használjuk, bármennyire pontos is legyen, egy

idő után a robot mozgása biztosan

meghibásodik. Kövesd a 4. feladat leírását a

rutin robotmunkák szimulálására.

2. feladat: Számítógép használatával helyezd a megfelelő

ikonokat az ERP szimulátorra a Twister modellnek megfelelően!

Húzd és ejtsd a szükséges blokkokat a folyamatábrán belül,

hogy létrehozd a következő programot:

• A twister forogjon 1 másodpercig, majd zárja be és nyissa

ki a karjait;

• ezt ismételje meg 5-ször

Tipp: változtasd meg a „start” blokk változóját „forever”-ről 1-re

és használd a „repeat” blokkot a program létrehozására. Ne

felejtsd el eltávolítani az USB kábelt a modellből mielőtt

elindítanád a programot!

3. feladat: Hozd létre a következő programot (a kar keze nyitott

állásban legyen az elején):

• a twister folyamatosan forogjon, amíg az oldalsó

infravörös érzékelő egy tárgyat vagy egy kezet nem észlel.

• amikor a modell leáll, és egy doboz helyezkedik el a kar

infravörös érzékelője előtt, a fogantyú záródjon össze, hogy

megfogja

Tipp: használd a "repeat to" blokkot a program első részéhez,

és módosítsd a kart a jobb fogás érdekében, ha szükséges!

4. feladat: Helyezz egy dobozt a modell kezébe és hozd létre a

következő programot:

• a twister forduljon el 180 fokkal balra, miközben tartja a dobozt.

• amikor a modell befejezte a mozgást, a kéz nyíljon ki és engedje

el a dobozt.

• ezután a twister forduljon el 180 fokkal jobbra (azaz térjen

vissza a kiindulási helyzetéhez).

• Ha egy doboz a kar érzékelője előtt helyezkedik el, a karok

záruljanak össze a doboz körül, majd ismételje meg az eljárást

(tegyen 180 fokos fordulatot, engedje el a dobozt és forogjon

vissza).

Tipp: helyezz két tárgyat (vagy használd a kezed) a középső

érzékelő mindkét oldalára az érzékeléshez.

Minden jog fenntartva. Az oldalaknak egyetlen része sem használható személyes használaton kívül más

célra. Ezért a ENGINO.NET LTD előzetes írásbeli engedélye nélkül szigorúan tilos, bármely formában vagy

módon (elektronikus, mechanikus, vagy más módon) a másolás, a módosítás, az adattároló és visszanyerő

rendszerben való tárolás vagy tovább közvetítés, személyes használattól eltérő okokból.

A szoftverfrissítések miatt a kézikönyv egyes részei eltérőek lehetnek. A kézikönyv legfrissebb

verzióját letöltheti a www.enginorobotics.com weboldalról. További, információk az ERP PRO verzió

kézikönyvében találhatók!

A szerzői jog az ENGINO.NET LTD-t illeti

©123RF.com / baloncici, ella, James Steidl, Ales Zvolanek, Olga Serdyuk, spaxia, abidal, dipressionist, Inna

Jacquemin, Miroslaw Dobrzanski, scyther5, hxdbzxy, gemenacom, pixinoo, Frederick, Joerg Hackemann,

fastfun23, Ronalds Stikans.

Nehézségi szint

DISCOVERING

Science Technology Engineering MathematicsTudomány Technológia Mérnöki tudomány Matematika

A képek szerzői jogai: