programování, robotika a měřicí systémy trochu jinak Workshop: Arduino programování, robotika a měřicí systémy trochu jinak, Počítač ve škole

2. 4. 2015

ARDUINO programování, robotika a měřicí systémy trochu jinak

Počítač ve škole 2015 Nové Město na Moravě Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)

Workshop: Arduino – programování, robotika a měřicí systémy trochu jinak, Počítač ve škole 2015

2

Co jsem zač? Tomáš Feltl • Pedagogická praxe na ZŠ a SŠ (15 let) • Od roku 2003 se intenzivně věnuji

• • • •

využívání moderních digitálních technologií ve výuce Pracuji s dětmi v rámci zájmových vzdělávacích aktivit Vydávám elektronický časopis e‐Mole Organizuji a lektoruji semináře/kurzy pro učitele S manželkou provozujeme rodinné programátorské a grafické studio

e-Mole.cz • Časopis zaměřený na digitální

technologie ve výuce s důrazem na přírodovědné a technické obory

Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


1

2. 4. 2015


3

PROČ ARDUINO? … co když LEGO Mindstorms přestává stačit?



4

Jak jsem se dostal k Arduinu… • Více jak dva roky intenzivní práce s LEGO Mindstorms • Řada vzniklých materiálů dostupná na www.tfsoft.cz/lego_mindstorms

• V roce 2014 vzdělávací kroužek programování a robotiky pro

děti od 8 do 13 let • Některé mé zkušenosti z kroužku: • Každý žák by měl mít svoji sadu, se kterou může pracovat i doma • Problémem je vysoká cena LEGO stavebnice

• Stabilní pracovní skupiny max. dvoučlenné, pro různé úkoly různé

„spojování/dělení“ skupin, výhodou je více stavebnic v takových skupinách • Problémem je vysoká cena LEGO stavebnice

• Aktivní jedinci začnou vymýšlet své vlastní zajímavé projekty • … často na ně ale LEGO nestačí, nebo by jejich realizace byla finančně náročná Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


2

2. 4. 2015


5

CO JE TO ARDUINO? … to už víte z předchozí přednášky



6

Arduino … • Open-source HW platforma založená na

mikrokontrolerech ATMega (Atmel) • Řada různých variant a typů • My se zaměříme na Arduino UNO R3

• Vývojové prostředí (IDE) • Řada klonů

http://arduino.cc/en/Main/Products Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


3

2. 4. 2015


7

Arduino UNO R3 • Dobrá volba pro začátečníky (i naše žáky) • Příznivá cena (klon se dá pořídit již kolem 100 Kč) • Dostatečný výkon a „konektivita“ • Poměrně odolné (zničit se ale dá lehce!) • Parametry • Microcontroller  ATmega328 • Operating Voltage  5V • Input Voltage (recommended)  7-12V • Input Voltage (limits)  6-20V • Digital I/O Pins  14 (of which 6 provide

PWM output)

• Analog Input Pins  6 • DC Current per I/O Pin  40 mA • DC Current for 3.3V Pin  50 mA • Flash Memory  32 KB (ATmega328)

of which 0.5 KB used by bootloader

• SRAM  2 KB (ATmega328) • EEPROM  1 KB (ATmega328) • Clock Speed  16 MHz

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


8

Arduino UNO R3

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


4

2. 4. 2015


9

https://github.com/Bouni/Arduino-Pinout Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


10

Čidla, motory, „shieldy“, displeje … • Nepřeberné množství cenově dostupných „součástek“

a modulů (přehled např.: http://shieldlist.org)



5

2. 4. 2015


11

V ČEM PROGRAMOVAT? … mnoho možností – co vybrat?



12

Řada možností… • S4A (http://s4a.cat), vizuální • Známý Scratch upravený pro Arduino • Omezený počet podporovaných typů Arduina • Nutno nahrát specifický firmware do Arduina • Arduino IDE (http://arduino.cc/en/Main/Software), textový • Open-source • Java + Processing • Multiplatformní (Windows, Linux, Mac OS) • Podpora všech typů Arduina • Některé další… • Modkit (http://www.modkit.com), vizuální • Minibloq (http://blog.minibloq.org), vizuální • Blockyduino (https://github.com/gasolin/BlocklyDuino), vizuální • Atmel Studio (http://www.atmel.com/tools/atmelstudio.aspx), textový • Eclipse + Arduino plugin (http://marketplace.eclipse.org/content/arduino-eclipse-ide), textový



6

2. 4. 2015


13

Arduino IDE + ArduBlock • Textové programátorské IDE s vizuálním rozšířením • Vizuální rozšíření generuje přímo textový kód, který se dá dále upravovat



14

Fritzing.org • „Návrhář“ zapojení, kreslení schémat, příprava PCB, …



7

2. 4. 2015


15

PROJEKT 1A: LED … svítíme a blikáme



16



8

2. 4. 2015


17

PROJEKT 1B: 2 x LED … svítíme a blikáme



18



9

2. 4. 2015


19

PROJEKT 1C: LED + TLAČÍTKO … rozsvítit a zhasnout



20



10

2. 4. 2015


21

PROJEKT 2: RGB LED … jak změnit barvu



22



11

2. 4. 2015


23

PROJEKT 3: TEPLOTA … teplota v místnosti



24



12

2. 4. 2015


25

PROJEKT 4: VZDÁLENOST … jak daleko to je



26



13

2. 4. 2015


27

PÁR UKÁZEK ZÁVĚREM … Měřicí systém? A co stavba robotů?



28

Měřicí systém • Díky sériové komunikaci možno

měřené hodnoty zobrazovat přímo na PC (tabletu…) • Pro pokročilejší zobrazování dat je

nutná odpovídající aplikace • Ve Windows je možné díky free

aplikaci přímé logování dat do MS Excelu (2003) • Při ladění se dá využít např.

grafický výstup aplikace GUINO (ukázka) • Data se dají ukládat třeba i na SD kartu připojenou k Arduinu (SD slot je na řadě LCD „shieldů“, nebo samostatně) • Arduino open-source měřicí systém najdete třeba zde: https://opensourcephysicslab.wordpres s.com/about Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


14

2. 4. 2015


29

Stavba robotů • Ke stavbě robotů doporučuji

univerzální konstrukční sadu Bitbeam (http://bitbeam.org) • Krabička, se kterou pracujete, je s tímto systémem kompatibilní • Pro stránky www.e-mole.cz připravujeme řadu rozšiřujících dílků • Co budete potřebovat? • 3D tiskárnu • Železářství (M4 šroubky a matičky,

M3 šroubky a matičky, 5 mm hlazenku, gumové o-kroužky, pilku na železo) • Arduino UNO R3 • Nějaká ta čidla, motorky, …



30

Závěr • Zdá se, že Arduino je ve spojení s prvky stavebnice

Bitbeam ideální volbou pro každého, kdo: • chce pracovat s univerzální robotickou stavebnicí, jako je např.

LEGO Mindstoms, a nemá na to finance, • chce levně rozšířit své LEGO Mindstorms o nové možnosti S Arduinem se dají používat LEGO Mindstorms motory a čidla (testováno pouze s NXT),

• chce navrhovat vlastní stavebnicové dílky kompatibilní s LEGO

Mindstorms, • se nechce nechat omezovat možnostmi školních robotických stavebnic, • plánuje projekt, který posune lidstvo zase o kousek kupředu…



15

2. 4. 2015


31

Nabídka kurzů a seminářů • Pokud máte zájem, nabízíme seminář (10 h), na kterém

se s Arduinem seznámíte mnohem podrobněji

Arduino – programování, robotika a měřicí systémy trochu jinak


DĚKUJI VÁM ZA POZORNOST V případě zájmu mne můžete kontaktovat: [email protected]

www.e-mole.cz Tomáš Feltl (www.e-mole.cz)


16

2. 4. 2015

3. 4. 2015

33

Radostné bádání!


Bádám, bádáš, bádáme… …již od základní školy!

Tomáš Feltl – TFSoft Malé rodinné grafické/programátorské studio

Velkoformátový tisk

 Internetové/intranetové systémy a prezentace  od jednoduchých několikastránkových prezentací až po komplexní internetové nebo intranetové informační systémy

 Grafické návrhy  návrhy a realizace log, vizitek, letáků, plakátů, brožur, inzerátů, reklam, časopisů, knih, obálek CD/DVD, internetových stránek, komplexních vizuálních identit, ...

 Virtuální procházky, produktová a reklamní fotografie  interaktivní panoramatické virtuální procházky pro internetové stránky nebo propagační CD. Ideální pro ubytovací zařízení, památky, galerie a muzea, propagaci města, firem, ...

 Sazba a zlom  typografické zpracování dokumentů, klasický počítačový zlom stránek, skenování dodaných předloh včetně úpravy a retuše, grafické úpravy všech typů tiskovin, …

 Vývoj aplikací  návrh a vývoj aplikačních řešení přesně dle vašich požadavků, včetně návrhu a zpracování databázového řešení, …

 Výukové akce a konzultace (akreditováno v rámci DVPP!)  semináře a kurzy v oblasti ICT (interaktivní výukové prostředky; lab. systémy – PASCO, Vernier; robotika – LEGO Mindstorms; Arduino, programování; ...), …

► Vyžadujete barevnou věrnost? ► Potřebujete simulovat určitý barvový prostor? ► Je pro vás důležitý perfektní fotografický výstup? ► Máte zájem o tisk na různé druhy médií? ► Chcete, aby vaše tisky vydržely barevně stálé až 200 let? ► A nemělo by to být drahé?

3D tisk ► Rychlý a kvalitní 3D tisk za výhodné ceny! ► Slevy pro školy na individuální tisk výukových pomůcek.

Tomáš Feltl – www.tfsoft.cz


17

2. 4. 2015

Bádám, bádáš, bádáme… …již od základní školy!

Tomáš Feltl – TFSoft

V případě zájmu o naše služby se na mne můžete obrátit na adrese: [email protected] mobil: +420 774 403 995

www.tfsoft.cz Tomáš Feltl – www.tfsoft.cz


18

programování, robotika a měřicí systémy trochu jinak Workshop: Arduino programování, robotika a měřicí systémy trochu jinak, Počítač ve škole

Recommend Documents