www.stavebnice.com
Obsah K emu potebujeme roboty? 3 Roboti od firmy Fischertechnik 4 Akní leny 4 Senzory 5 Rozhraní ROBO 5 Software ROBO Pro 6 Napájecí zdroj 6 Experimentování 6 První kroky 6 První jednoduchý robot 7 Inteligentní robot s koly 9 Základní model 9 Sledova svtla 11 Stopa 13 Robot detekující pekážky 14 Sledova svtla s detekcí pekážek 16 Robot s detekcí hran 18 Kráející robot 20 Možná rozšíení 22 Infraervené dálkové ovládání 22 Datové spojení ROBO RF 22 Rozšíení ROBO I/O 23 Odstraování problém 24 www.stavebnice.com 2 / 25
K emu potebujeme roboty? Karel apek poprvé použil slovo robot v románu Golem z roku 1923. Tato umle vytvoená postava mla pevzít tžkou práci lovka, ale zárove i s jeho schopnostmi. Ve 30. a 40. letech minulého stolení se z robota stal spíše automat. Dnes se mžeme ohlédnout a usmát se rzným pokusm znázornit jej s nkterými lidskými rysy, jako nap. hlavou s blikajícími svtly místo oí apod. Tyto stroje projevovaly jen málo inteligence i pohyblivosti. Jelikož má princip ízení velký vliv na robotiku, stal se návrh robot s nástupem integrovaných obvod realistitjším. Dnes je inteligence robota spíše otázkou výzkumu a hledání informací. První slibný pístup k ešení problému nabídla tzv. kybernetika. Pojem kybernetika je odvozen od eckého slova kybernetes. Kybernetes byl navigátorem eckých lodí a ml za úkol stanovení polohy lodi a navigaci k cíli. Samozejm se poítalo se s tím, že kybernetika uiní roboty inteligentními. Ale jak vypadá takové inteligentní chování? Mli bychom se to pokusit vysvtlit na malém píkladu. Každý asi vidl chování mry ve svtle lampy. Mra detekuje zdroj svtla, letí k nmu, a na poslední okamžik se pokouší vyhnout nárazu do lampy. Je jasné, že v pípad simulace tohoto chování musí mra detekovat zdroh svtla, stanovit smr a pak k nmu lett. Tato schopnost je založena na instinktivním inteligentním chování hmyzu. Nyní se pokusíme aplikovat tyto schopnoti na technický systém. Musíme detekovat zdroj svtla (optickými senzory), provést pohyb (pomocí motor) a musíme smyslupln propojit detekci a pohyb (programem). Tento experiment provedl v 50. letech minulého století anglian Walter Grey. S pomocí jednoduchých senzor, motor a elektronických obvod vytvoil adu kybernetických zvíat, která simulovala velmi specifické chování, nap. práv mry. Fotografie ukazuje repliku kybernetické želvy, která je vystavena v Smithsonian Museum v USA ve mst Washington. Na základ tchto myšlenek vytvoíme podobné vzorky chování našich robot ve form program. Ale k emu potebujeme mobilní roboty? Pokusme se aplikovat chování naší imaginární mry na technické zaízní. Jednoduchým píkladem je hledání svtla. Zdroj svtla zmníme na svtlou pásku, která bude nalepena na podlahu sloužit jako cestika, a senzory vpedu otoíme ne dopedu, ale dol. Pomocí takových cestiek umí mobilní robot najít svou cestu napíklad ve skladu. Další informace v konkrétních místech podél áry, nap. ve form árového kódu, íkají robotu, aby v daných místech provedl další akce, nap. zvednutí nebo položení palety. Takový robotický systém už existuje. Ve velkých nemocnicích je asto poteba pokrýt znané vzálenosti pro transport spotebního materiálu, jako jsou teba prostradla. Pesouvání takového materiálu je asov i finann nároné a asto pedstavuje tžkou fyzickou práci. Provádní takových úkol navíc omezuje as potebný pro péi o pacienty. www.stavebnice.com 3 / 25
V posledních letech se vdci zaali zabývat jinou formou pohybu, která je zcela bžná v pírod chzí nebo bhem. Byli vyvinuti roboti, kteí se umí pohybovat pomocí nohou. Píkladem šestinohého kráejícího robotu je elektropneumatický robot Achille, vyvinutý Královskou válenou akademií v Bruselu. Má jednu kameru nahoe a jednu na každé ze šesti nohou a je navržen tak, aby byl schopen reagovat mechanicky na vyvýšené nebo snížené pekážky (objekty nebo díry). Takové kráející stroje mohou být nasazeny tam, kde kolové nebo pásové podvozky nemají šanci, nap. v tžkém a lehkém terénu, šplhání pes pekážky, stoupání po schodech, pekonávání píkop nebo pi práci v nepístupných nebo nebezpených oblastech v jaderných elektrárnách, dlních štolách nebo pi záchranných operacích. Snadno zjistíte, že mobilní roboty hrají v moderní spolenosti dležitou roli. Roboti firmy fischertechnik Akní leny Jak je možno vyrobit robot ze stavebnice Fischertechnik? K vytvoení robotu potebujeme senzory (napklad tlaítka) a pohony (napíklad motory), ale také mnoho mechanických souástek pro vytvoení modelu. Fischertechnik ROBO Mobile Set je ideálním základem. V této stavebnici jsou obsaženy následující senzory a pohony: Výkonný motor: Mobilní roboty pohání dva výkonné stejnosmrné motory (9V/2,4W) s pevodovkou s pevodovým pomrem 50:1 (což znamená, že na každých 50 otáek motoru pipadá jedna otáka výstupní hídele). Žárovka s okou: Tato jasn svítící žárovka (9VDC/150mA) umožuje výstup jednoduchých svtelných signál. Obsahuje integrovanou oku usmrující emitované svtlo. Pi nasmrování svtla dopedu mžete pomocí svtelného senzoru (fototranzistoru) vytvoit svtelnou závoru a mit odražené svtlo. Lampu mžete použít také k zobrazení uritých stav nebo ke generování varovných zpráv ve form rzného blikání. V této stavebnici je žárovka používána spolen se dvma www.stavebnice.com 4 / 25
Senzory (snímae) fototranzistory jako speciální senzor k rozpoznávání áry. Píkladem digitálního senzoru je tlaítko. Digitální hodnoty mají pouze 2 rzné stavy. Tyto stavy jsou oznaovány jako logická 0 nebo 1. Logická 0 tlaítka oznauje, že kontakty jsou rozpojené, a logická 1, že jsou spojené. Tlaítko ze stavebnice Fischertechnik je navrženo jako pepína. Proto má ti vývody. Když je ervené tlaítko stisknuto, je mechanicky aktivován pepína spojující vývody 1 a 3. Ve stejném okamžiku je perušeno spojení mezi vývody 1 a 2, které byly v klidovém stavu spojeny. Takto je možné vybrat jednu z poáteních pozic: Spojeno v klidovém stavu (vývody 1 a 2 jsou spojené) Rozpojeno v klidovém stavu (jsou spojené vývody 1 a 3). Fototranzistor mže být použit jako digitální i analogový senzor. V prvním pípad pro rozpoznávání ostrých pechod mezi svtlem a tmou, napíklad na vyznaené áe. Ale je možné zjišovat také množství svtla. V takovém pípad fototranzistor funguje jako analogový senzor. Analogové hodnoty se mohou pohybovat mezi jejich hraniními hodnotami. Tyto hodnoty musí být pevedeny na odpovídající numerické hodnoty, aby mohly být zpracovány poítaem. Fototranzistory patí mezi takzvané polovodiové souástky a jejich elektrické charakteristiky jsou závislé na intenzit svtla. Všichni ví, že solární lánky používají slunení svtlo ke generování elektrické energie. Fototranzistor je možno chápat jako kombinaci miniaturního solárního lánku a tranzistoru. Svtelné impulzy (fotony) pijaté fototranzistorem generují velmi malý proud, který je dále zesílen tranzistorem. Poznámka: ROBO Interface Ped pipojením fototranzistoru se ujistte, že má správnou polaritu: ervená oznauje kladnou elektrodu a jeho maximální naptí je 30V. Pomocí rozhraní ROBO mžeme pipojit rzné senzory a akní prvky a interpretovat je. Rozhraní ROBO krom 8 digitálních vstup nabízí také nkolik analogových vstup. Napíklad hodnota elektrického odporu v rozmezí 0 až 5,5 k pipojená na vstupy AX a AY je pevedena na íselnou hodnotu mezi 0 a 1023. Také mohou být zmeny a dále zpracovány hodnoty svtelného senzoru, jako nap. fototranzistoru. Na analogových vstupech A1 a A2 je možno mit naptí mezi 0 a 10V stejnosmrného naptí. Nejdležitjším úkolem rozhraní je logické spojení vstupních hodnot. Rozhraní k tomu potebuje program. Tento program bude na základ vstupních dat a signál sensor generovat píslušná výstupní data, ídící signály motor atd. Díky rozhraní ROBO máme dostatenou výpoetní sílu pro návrh i tch nejsofistikovanjších program. www.stavebnice.com 5 / 25
Software ROBO Pro Grafické programovací rozhraní poskytuje nejefektivnjší zpsob vytváení potebných program pro rozhraní ROBO. Termín programovací rozhraní oznauje software umožující vytváet programy velmi pohodlným zpsobem, pomocí grafických symbol. Poíta rozhraní ROBO umí ve skutenosti provádt pouze píkazy v tzv. strojovém kódu. Jsou to velmi jednoduché ídící struktury, které jsou velmi obtížné pro zaáteníky. Proto software ROBO Pro používá grafické prvky, které jsou pozdji peloženy do jazyka, který mže být rozhraním proveden. Napájecí zdroj Jedinou vcí, jíž krom ROBO Mobile Set potebujete, je Accu Set. Obsahuje baterie sloužící jako mobilní zdroj elektrické energie pro robotické modely a speciální nabíjeku baterií. Nejlepší bude baterie hned nabít, aby byly pln nabité, než zanete experimentovat. První kroky Experimentování Provedeme vás krok za krokem fascinujícím svtem mobilní robotiky. Zaneme jednoduchou kontrolou základních funkcí rozhraní a senzor. Pak budeme stavt jednoduché modely s konkrétní funkcí a pozdji se pokusíme o ím dál složitjší systémy. V uritý moment si možná budete íkat, že vytváení vašich vlastních program je píliš komplikované nebo trvá velmi dlouho. Do rozhraní mžete naíst také hotové vzorové programy a používat je k ízení robotu. Na konci této píruky je kapitola o odstraování problém, takže nezoufejte, když se objeví njaké chyby. Je velmi dležité, abyste byli obzláš pozorní pi konstruování a poátení práci robot. Pi zapojování elektrických komponent se držte specifikací a dvakrát i tikrát zkontrolujte správnost zapojení. Co se týká mechanické konstrukce, dávejte pozor na hladký chod a malé vle v pevodech a spojích. Vytváení vlastních program definujících nové chování je jen na vás a vaší kreativit. Jste omezeni pouze množstvím pamti a výpoetní silou vašeho hardware. Následující píklady vás mohou inspirovat. Nyní jsme si prošli teorii a zaneme experimentovat. Nkteí z vás už možná chtjí zaít, a nkteí dokonce chtjí zaít velkým kráejícím robotem. To je samozejm možné a když se budete peliv držet návodu, podaí se vám to na první pokus. Ale co když to nebude fungovat? V takovém pípad musít pi hledání chyby postupovat systematicky. Ale nejdíve zkontrolujte spojení mezi poítaem a rozhraním. Kapitoly 1 a 2 manuálu k softwaru ROBO Pro popisují, jak nainstalovat ídící software do PC a jak pipojit rozhraní. Pomocí test rozhraní budeme testovat rzné senzory a akní prvky. Senzor s tlaítkem Mžeme napíklad pipojit senzor s tlaítkem na digitální vstup I1 a zjišovat, jak se mní stav www.stavebnice.com 6 / 25
vstupu, když je stisknuto tlaítko. Silný motor Výstupy budeme testovat pipojením motoru k výstupm pro ízení motor, nap. M1. Pomocí levého tlaítka mžeme nyní zaít toit motorem a posuvníkem mnit jeho otáky. Fototranzistor K otestování analogových vstup AX mžete použít fototranzistor. Pi pipojování motoru nebo tlaítka polarita nehraje žádnou roli (motor se bude v nejhorším pípad otáet nesprávným smrem), ale fototranzistor je pro jeho správnou funkci dležité zapojit správn. Kontakt tranzistoru s erveným oznaením by ml být pipojen k ervenému konektoru a druhý kontakt k zelenému konektoru. Zelený konektor patí do zdíky vstupu AX, který se nachází na kraji rozhraní. ervený konektor patí do zdíky AX umístné dál od kraje (pozor pi pipojování fototranzistoru k digitálnímu vstupu I1-I8 musí být ervený konektor zapojen do zásuvky umístné blíže ke kraji. Nyní mžeme mnit intenzitu svtla dopadajícího na fototranzistor. Bude se pi tom mnit hodnota modrého pruhu AX. Jestliže se indikátor nehýbe ze své maximální pozice, mli byste zkontrolovat pipojení fototranzistoru. Pokud naopak indikátor zstává na nule, i když na fototranzistor posvítíte, je asi osvtlení v místnosti píliš jasné. Pozice pruhu se bude pi zakrytí fototranzistoru mnit. Ješt jednou k barvám na fototranzistoru: pi sestavování budeme ervený konektor pipojovat vždy k ervenému konektoru a zelený k zelenému. Jelikož je správná polarita dležitá, budeme vždy používat ervený drát pro kladné pole a zelený pro záporné pole. I když se to mže zdát píliš pedantské, správné použití barev usnaduje hledání chyb. Do oblasti robotiky se dostaneme prostednictvím jednoduchého programu. Program ídící systém garážových vrat, vysvtlený v kapitole 3 manuálu ROBO Pro, možná nemá nic spoleného s mobilní robotikou, ale je skvlý pro seznámení se se softwarem ROBO Pro. K vytvoení tohoto programu je poteba k rozhraní pipojit pouze motor a ti tlaítkové senzory. Vše ostatní je popsáno podrobn v manuálu k software. První jednoduchý robot Po otestování rozhraní a ídícího systému garážových vrat se konen pustíme do práce na prvním robotu. Podle manuálu postavíme model Simple Robot se dvma motory. To pjde celkem rychle a snadno, jelikož tento model obsahuje pouze nkolik vcí. Motory pipojíme k výstupm M1 a M2. Spustíme software ROBO Pro a vytvoíme nový program (FILE NEW). ROBO Pro nabízí rzné úrovn obtížnosti práce s ním. Mžete je nastavit v nabídce ROBO Pro LEVEL. V tuto chvíli nám bude stait Level 1. Objeví se prázdná pracovní plocha a na levé stran okno s prvky. Zde si mžete vybrat rzné prvky programu a umístit je do pracovní oblasti www.stavebnice.com 7 / 25
pomocí levého tlaítka myši. Pomocí pravého tlaítka myši mžete mnit jejich vlastnosti. Úkol 1 (úrove 1) Náš jednoduchý robot by ml jet 5 sekund rovn, pak se 2 sekundy toit na míst a poté se zastavit. Tipy: Budeme spolen krok za krokem programovat první robot: Zaneme malým zeleným panákem GO, jenž pedstavuje zaátek programu. Pak vezmeme symbol motoru z okna s prvky a vložíme jej pod prvek start, což zpsobí automatické nakreslení propojovací áry. V okn s vlastnostmi nastavíme výstup motoru na M1 a smr rotace na ccw a pak potvrdíme tlaítkem OK. Stejným zpsobem umístíme další symbol motoru pod ten první a nastavíme motor 2. Pro ekání po uritou dobu se používá prvek Time Delay, který umístíte pod symbol motoru a nastavíte as na 5 sekund. Poté nastavíme M2, aby se otáel v opaném smru (cw), pak pokáte 2 sekundy a nakonec oba motory vypnete. Program se ukonuje symbolem End s malým erveným panákem STOP. Obrázek ukazuje dokonený vývojový diagram programu. Pokud si nejste jisti, zda jste vše provedli správn, mžete porovnat svj program s již hotovým vzorovým programem. V tom pípad nejprve uložte svj program a pak otevete soubor Simple Robot 1.rpp uložený v adresái se vzorovými programy ROBO Pro (implicitn v adresái C:\Program Files\ROBO Pro\Sample Programs\ROBO Mobile Set). Pokud je vše v poádku, mžete program uložit do rozhraní. Po klepnutí na tlaítko Download se objeví nové okno. V nm zvolíte, že program má být uložen do pamti FLASH 1 a že by ml být po uložení do pamti spuštn. Hned po uložení do pamti se model rozjede rovn, pak se bude chvíli otáet na míst a nakonec se zastaví. Chcete-li program spustit znovu, stisknte krátce tlaítko Prog na rozhraní. Dioda LED Prog1 bude blikat po celou dobu provádní programu. Po jeho ukonení zstane rozsvícená. Program zstane v pamti FLASH v rozhraní i po perušení napájení. Mžete si to vyzkoušet odpojením baterií. Po optovném pipojení baterií zvolte uložený program - makejte tlaítko Prog dokud se nerozsvítí LED Prog1. Program spustíte jednoduše optovným stiskem tlaítka. Náš robot toho ale pece mže dlat více, ne? Co si úkol trochu rozšíit? Úkol 2 (úrove 1) Aby se robot nezastavil hned po 7 sekundách, nauíme jej tancovat. Necháme jej jet rovn, zatoit doprava, zatoit doleva a couvat po rznou dobu a rznou rychlostí speeds. To by mlo pokraovat dokud program nebude zastaven tlaítkem Prog na rozhraní. www.stavebnice.com 8 / 25
Tipy: Jednoduše ponechte opanou polaritu motor, aby robot jel požadovanými smry. Rychlost motor je možno nastavit mezi 1 a 8 v okn vlastností pro každý motor. Jestliže se budou M1 a M2 otáet stejným smrem, ale rznými rychlostmi, robot bude zatáet. Nakreslete propojující áru z konce posledního prvku programu k áe vedoucí k prvnímu prvku, aby se program provádl opakovan. Hotový píklad najdete v souboru Simple Robot 2.rpp. Gratulujeme, nyní jste postavili svj první robot a sami jste jej naprogramovali. Není nijak zvláš inteligentní, protože neumí rozpoznávat pekážky a když jej nebudete hlídat, spadne ze stolu. Ale to se asem zmní. Inteligentní robot s koly Základní model Roboti potebují k poznávání svého okolí senzory. Následující modely ukazují nkolik rzných mobilních robot, na nichž si mžete vyzkoušet rzné senzory. Je nezbytné, aby byly propojené interní stavy robotu, nap. mení ujeté vzdálenosti poítáním puls z enkodér, a externí signály, nap. sledování svtla nebo áry. Pro každý model byly vytvoeny rzné úkoly. Jsou navrženy tak, aby vás inspirovaly a seznámily s podstatou úkolu. Programy pro každý úkol najdete v adresái ROBO Pro, v podadresái \Sample Programs\ROBO Mobile Set\. Ale klidn mžete pro dané modely vytváet vlastní úkoly. Po skonení následujících píklad vás urit ješt nco napadne. Ve srovnání s naším prvním jednoduchým modelem je základní model stabilnjší a robustnjší. krom toho obsahuje 2 senzory pro mení ujeté vzdálenosti, skládající se z tlaítkového senzoru a enkodérového koleka. Enkodérové koleko je pipevnno ke hídeli motoru a aktivuje tlaítko tyikrát za každou otáku motoru. Tento model slouží jako základ pro jiné modely mobilních robot. Sestavte základní model podle stavebního návodu. Pi stavb bute velmi peliví. Až bude mechanická ást konstrukce hotová, zkontrolujte hladký chod obou motor jejich pímým pipojením k bateriím bez použití rozhraní. www.stavebnice.com 9 / 25
Úkol 1 (úrove 1) Naprogramujte rozhraní tak, aby robot jel 40 puls rovn. Pulzy poítejte pomocí ítae na vstupu I1. Zmte ujetou vzdálenost a vypoítejte vzdálenost ujetou na jeden impuls. Tento test opakujte 3 krát a zaznamenejte si rozdíly v hodnotách do tabulky. Tipy: Nejprve zapnte oba motory (s otáením motoru doleva). Pomocí prvku ítae Pulse Counter spoítejte impulsy na vstupu I1. Poítejte ob hrany impuls (0-1 pi stisku, 1-0 pi uvolnní). To se nastavuje v okn vlastností jako druh impuls. Tím bude mení ujeté vzdálenosti pesnjší. Pak vypnte motory a ukonete program. Hotový program najdete v souboru Basic Model1.rpp. Výsledek : Poet impuls Ujetá vzdálenost Vzdálenost/impuls Test 1 40 Test 2 40 Test 3 40 Dá se íci, že tento model ujede na jeden impuls zhruba jeden centimetr (0,394 palce). Nyní už také budete vdt, jaký smr rotace musíte nastavit pro každý motor, aby model jel uritým smrem. Poznamenejte si, co jste se nauili, do níže uvedené tabulky, abyste nad tím nemuseli pokaždé znovu pemýšlet, když budete chtít zmnit smr otáení. Jestliže zapojíte kabely pesn tak, jak je uvedeno v manuálu, budou se pi nastavení otáení doleva toit oba motory dopedu. Takto jsou naprogramovány motory ve všech vzorových programech. Doplte tabulku: Smr pohybu Smr otáení M1 Smr otáení M2 Dopedu ccw ccw Dozadu Doleva Doprava Stop cw = ve smru hodinových ruiek, ccw = proti smru hodinových ruiek Normáln byste museli umístit pi každé zmn smru pohybu uvést symboly obou motor. www.stavebnice.com 10 / 25
Tomu se mžete vyhnout vytvoením podprogramu pro každý pohyb. To enormn zjednoduší programování. V kapitole 4 manuálu k software ROBO Pro je podrobn popsáno vytváení podprogram. Po petení této kapitoly budete pipraveni provést další úkol. Nyní mžete pejít k úkolu úrovn 2 v ROBO Pro. Úkol 2 (úrove 2) Vytvote podprogram pro každý smr pohybu. Naprogramujte model tak, aby jel do tverce s hranou délky jednoho metru (3.28 ft.). Jak vysoká je pesnost opakování? Tipy: Sledova svtla Nejprve vytvote podprogram pro jízdu rovn. Ostatní programy mžete vytvoit zkopírováním toho prvního. Budete muset zmnit pouze název a smr rotace motor. Snížení rychlosti pi zatáení doleva a doprava zvýší pesnost. Znovu zapojte íta impuls a senzor tlaítka na vstup I1. Nejprve natte program do RAM a zjistte, kolik impuls je poteba k otoení o 90. Naítání do pamti RAM je jednak mnohem rychlejší než naítání do pamti FLASH memory a navíc má pam Flash omezenou životnost pibližn 100.000 zápis. Hotový program se jmenuje Basic Model 2.rpp. Dosud jste pracovali se základním modelem a nyní nastal as nauit robot reagovat na signály z jeho okolí. Podobn jako mra, která zjišuje zdroj svtla a letí k nmu. Stavebnice obsahuje 2 fototranzistory, které budeme používat jako detektor svtla. Každý senzor bude ovlivovat jeden motor, ímž umožní robotu jít za zdrojem svtla. Tento program se skládá ze dvou ástí. Jedna ást se stará o hledání zdroje svtla, zatímco druhá ást provádí ízení smrem ke zdroji svtla. Budeme k tomu opt používat podprogramy. Po zapnutí bude aktivován podprogram pro vyhledávání svtla. Tento podprogram bude pokraovat dokud nebude detekován zdroj svtla. Hlavní program se pokouší vést robot smrem ke zdroji svtla. Kdykoliv se smr pohybu robotu více odchýlí z ideálního smru, jeden ze senzor nebude osvtlen zdrojem svtla a robot zmní smr tak, aby byly osvtlené oba senzory. Nejprve podle manuálu sestavte model sledovae svtla. Úkol 1 (úrove 2) Nejprve naprogramujeme funkci vyhledávání svtla. Robot by se ml pomalu otáet alespo o 360 dokud nenajde zdroj svtla a poté se zastaví. Jinak se bude otáet opt 360, ale opaným smrem. Pokud stále nedokáže detekovat zdroj svtla, poká 5 sekund a pak zase zane hledat. Až úspšn nadetekuje zdroj svtla, ml by se model k nmu vydat. Pokud se zdroj svtla pesune doleva nebo doprava, robot by jej ml následovat. Když robot ztratí kontakt, ml by se vrátit k hledání zdroje svtla. Zkuste robot pitáhnout pomocí baterky. www.stavebnice.com 11 / 25
Tipy: Použijte podprogramy pro pohyb rzným smrem, jež jste vytvoili pro základní model. Až natete program Basic model 2.rpp, najdete program Basic model 2 a jeho podprogramy v okn s prvky ROBO Pro pod natenými programy. Tyto podprogramy mžete jednoduše vložit do svého nového programu. Pro podprogram vyhledávání svtla použijte prvek Count Loop (popis tohoto prvku najdete v manuálu ROBO Pro). Ve smyce mezi N a +1 zjišujete stav fototranzistor a natete jeden impuls ze senzoru na vstupu I1. Smyka se opakuje dokud robot neobjeví zdroj svtla nebo se neotoí o 360. Jednoduše musíte zkusit, kolik prbh cyklem zabere, než se robot zcela otoí. Pak zadejte tuto hodnotu Z do cyklu ítání. Pak musíte stejným zpsobem naprogramovat druhou smyku pro hledání druhým smrem. Pokud robot detekuje zdroj svtla, zastaví se a opustí podprogram. Zde je kompletní podprogram pro vyhledávání svtla: V hlavním programu znovu zjistíte stav fototranzistor a budete ídit motory podle toho, které fototranzistory detekovaly svtlo: Svtlo na I3 a I4 Svtlo pouze na I3 Svtlo pouze na I4 Nebylo detekováno svtlo Rovn Zatoit doprava Zatoit doleva Zastavit a vrátit se do podprogramu pro hledání svtla Zatoení doleva nebo doprava mžete dosáhnout nastavením rzných rychlostí M1 a M2 se stejným smrem rotace. Jízda robotu pak bude mnohem hladší. Hlavní program nakonec vypadá takto: Hotový program najdete v souboru Lightseeker.rpp. Jako zdroj svtla použijte baterku. Pozor aby kužel svtla nebyl moc široký a neosvtloval oba fotosenzory. Pamatujte si, že ve velmi osvtleném prostedí mže jiný zdroj svtla, napíklad slunce, svítit více než baterka a robot mže následovat silnjší zdroj svtla. www.stavebnice.com 12 / 25
Stopa Najdi a nco dlej je základní charakteristika inteligentního života. V pedchozí ásti jste vytvoili a naprogramovali sledova svtla, neboli robot, který je schopen reagovat na pímé signály svého cíle. U stopae použijeme jiný zpsob vyhledávání. Místo cíleného postupu ke zdroji svtla vyznaíme ernou árou cestu, po které by ml robot jet. Toho lze dosáhnout relativn snadno pomocí fototranzistor. Ty budou mit odražené svtlo a podle nj budou ízeny motory. Aby to fungovalo, bude ára osvtlena žárovkou. Pozor, aby svtlo z žárovky nesvítilo pímo na fotosenzory. Nyní podle návodu sestavte model Stopa. Úkol 1 Nejprve napište podprogram pro nalezení cesty. Za tímto úelem by se ml robot jednou otoit. Pokud není schopen nalézt cestu, mel by jet chvíli rovn a zaít znovu hledat. K detekování cesty se používají fototranzistory. Pokud robot našel cestu, ml by se jí držet. Jestliže cesta skonila nebo ji robot ztratil, teba z dvodu prudké zmny smru, ml by ji zaít znovu hledat. Tipy: Po zapnutí lampy musíte chvíli (asi jednu sekundu) pokat, než budete moci snímat fototranzistory. Jinak budou fototranzistory detekovat tmu, což znamená cestu, tam, kde není, protože tení je provedeno díve než je žárovka pln rozsvícena. Jako cestu mžete použít ernou pásku na vodovodní potrubí, který je asi 20mm široká nebo prost nakreslete ernou cestiku o této šíce na bílý papír. Zatáky by nemly být moc ostré, aby robot neztrácel asto stopu. Nejprve se pomocí rozhraní ujistte, že fototranzistory detekují vaši cestu. Nezapomete pi tom rozsvítit lampu. Pipevnte lampu tak, aby oba fototranzistory mly na výstupu hodnotu 1 na svtlém podkladu i když jsou oba motory M1 a M2 zapnuté. Pokud je baterie už dost vybitá, žárovka bude svítit o nco mén pi spuštných motorech. Kdyby žárovka nebyla správn pipevnna, mohl by fototranzistor íst tmu i kdyby nenašel cestu. Sledování áry funguje podobn jako hledání svtla. Musíte jen upravit hledání tak, aby model ped dalším hledáním popojel kousek rovn. Pamatujte si, že tento model pojede rovn když bude na výstupu obou fototranzistor 0 (= tma). Hotový program najdete v souboru Tracker.rpp. www.stavebnice.com 13 / 25
Úkol 2 Vytvote trasu s rznými stupni zakivení. S jakým nejmenším polomrem bude model ješt pracovat? Pi zmnách trasy experimentujte s rznými rychlostmi motor M1 a M2. Jaká kombinace poskytuje nejlepší výsledky? Vytvote kruhovou cestu. Pokuste se optimalizovat rychlosti tak, aby robot dosáhl co nejlepšího asu na kolo. Zkušenosti z tohoto úkolu se vám budou hodit pi soutžích robot. Robot detekující pekážky Všechny roboty, které jsme dosud stavli umly ujet njakou vzdálenost nebo sledovat svtelný zdroj i cestu. Ale co se stane, když bude na cest njaká pekážka? Dobe, pekážka bude odtlaena stranou nebo se o to robot bude nesmysln pokoušet dokud nebude baterie prázdná. Samozejm by bylo mnohem inteligentnjší, kdyby robot uml rozpoznat pekážku a vyhnout se jí. Z tohoto dvodu je robot vybaven flexibilním kruhovým nárazníkem se temi senzorovými tlaítky. Pomocí tohoto nárazníku je robot schopen urit, za je pekážka nalevo, napravo nebo ped ním. To, jak zareaguje na takovou pekážku, je pouze otázkou programu. Nejprve sestavte model???robot with Obstacle Detection. K mení ujeté vzdálenosti je poteba pouze jedno senzorové tlaítko (I1). Z toho dvodu mžeme ze základního modelu odstranit senzorové tlaítko I2 a použít je pro detekci pekážek. Úkol 1 (úrove 2) Robot by ml jet nejprve rovn. Pokud narazí na pekážku nalevo (I4), ml by se vrátit kousek zpátky a pak zahnout doprava. Pokud narazí na pekážku vpravo (I3), ml by se kousek vrátit a pak zahnout doleva. Tipy: Detekování pekážek pi couvání necháme až na pozdji. Hlavní program bude íst senzorová tlaítka. V závislosti na to, které senzorové tlaítko je aktivováno, bude model objíždt pekážku zleva nebo zprava. V obou pípadech to bude provádno v podprogramu. Poet impuls pi zatáení doprava by ml být jiný než poet impuls pi zatáení doleva (nap. 3 impulsy doprava, 5 impuls doleva). Jinak se mže stát, že model zajede do rohu a tam se zarazí, protože se bude otáet o stejné množství impuls doleva i doprava. Hotový program se jmenuje Obstacle 1.rpp. Robot ješt neumí dv vci: neumí rozpoznávat pekážky pi couvání a rovnž zatím neumí rozeznat, zda je pekážka pímo ped ním. Ale mohl by. Pokud bude stisknuto I5 pi couvání, pekážka je za modelem. Pokud jsou vstupy I3 a I4 pi pohybu vped aktivovány souasn, pekážka je pímo ped robotem. V takovém pípad by se ml robot hned otoit o 90. Dohromady nyní máme následující možnosti, na nž by ml robot reagovat: www.stavebnice.com 14 / 25
Pekážka Senzor (tlaítko) Reakce vpravo pouze I3 zatoit doleva (otoení o pibl. 30 ) vlevo pouze I4 zatoit doprava ( otoení o pibl. 45 ) vpedu I3 a I4 zatoit doleva (otoení o pibl. 90 ) vzadu I5 kontrolováno pouze pi couvání. Zastavit a pokraovat v pvodním plánu. Tento problém vám mohou pomoci vyešit nkteré nové prvky programu jako Operators (nap. AND, OR) z ROBO Pro Level 3. Level 3 umožuje výmnu dat mezi odlišnými prvky pomocí oranžových šipek. Abyste mohli využít výhod tchto možností, pepnte software na úrove Level 3. Nyní by bylo dobré si vzít píruku ROBO Pro a peliv si peíst kapitolu 5. Poté budete pipraveni na další úkol. Úkol 2 (úrove 3) Upravte program pro rozpoznávání pekážek tak, aby model reagoval podle popisu ve výše uvedené tabulce. Využijte možností ROBO Pro Level 3. Tipy: V podprogramu pro zjišování pekážek jsou zjišovány rzné kombinace senzor pomocí operátor. Podprogram má pro každou z možností oddlený výstup. Datový vstup SR = senzor vpravo Datový vstup SL= senzor vlevo Výstup NO = žádná pekážka Výstup OF = pekážka vpedu Výstup OL = pekážka vlevo Výstup OR = Pekážka vpravo Vložte do hlavního programu oranžové prvky Sensor a pipojte je k podprogramu pomocí datových vstup, abyste hned vidli, který senzor je ten. Vstup I5 je zjišován pi couvání ve všech podprogramech pro vyhýbání se pekážkám. Robot bude couvat dokud nebude dosaženo stanoveného potu impuls nebo dokud nebude zapnut vstup I5. Vstup I5 je znovu umístn do hlavního programu, abyste hned vidli, ve kterém podprogramu je senzor ten. Kompletní program najdete v souboru Obstacle 2.rpp. Výhodou techniky programování použité v tomto úkolu je to, že mžete sledovat pímo v hlavním programu, který senzor je ten v podprogramu. Pokud byste chtli zmnit vstup, mžete to provést v jediném bod bez poteby prohledávání všech podprogram. Použití operátor krom toho umožuje vytváení velmi pehledných logických operací. Principiáln je to možné provést také pomocí prvk vtvení. Ale to www.stavebnice.com 15 / 25
mže pi více podmínkách vést velmi rychle ke zmatku. Sledova svtla s detekcí pekážek Ješt zdaleka nejsme u konce možností stavebnice ROBO Mobile Set. Proto nyní zkombinujeme funkci vyhledávání svtla s vyhýbáním se pekážkám. Z ist vdeckého pohledu bude robot vybaven dvojím druhem chování. Jelikož oba vzorky chování nemohou být aktivní souasn, dostanou rzné priority. Robot by ml vyhledávat svtlo a když narazí na pekážku, ml by se jí vyhnout. Až se jí vyhne, bude moci pokraovat ve vyhledávání svtla. Profesionální vývojái software, když eší takovou úlohu, se nebudou zabývat jen programováním. Použijí speciální strategii pro vývoj programu. Jednou z tchto metod je tzv. návrh shora dol. Pi tomto pístupu je systém definován jako celek shora dol bez zabývání se detaily na zaátku. Tuto metodu použijeme i my. Úkol 1 (úrove 3) Naute robot následující vzorky chování: Najdi zdroj svtla. Až jej najdeš, je k nmu. Pokud narazíš na pekážku, vyhni se jí. Pak znovu zani hledat zdroj svtla. Pi hledání ešení použijte prvky programu ROBO Pro level 3. Pi úkolu používejte postup shora dol. Tipy: Nejprve si úkol rozdlíme na ti ásti: Zjištní, zda robot vidí zdroj svtla (podprogram Light ) Zjištní pekážky (podprogram Obstacle ) Sdlení robotu, co v tchto pípadech dlat (poprogram Driving ) Nyní zvažte rzné situace, kdy je robot schopen využít podprogramy Light a Obstacle. Každé ze situací piate numerickou hodnotu. Tato hodnota je uložena v promnné pomocí prvku Command. Každé situaci bude odpovídat njaká reakce, která je provedena v ídícím podprogramu. Podprogram Light (svtlo) íslo Situace Stav senzor Reakce 0 Není pítomen žádný zdroj svtla I6=0; I7=0 hledání svtla 1 Zdroj svtla pímo ped robotem I6=1; I7=1 jízda rovn 2 Zdroj svtla nalevo od robotu I7=1 otoení doleva 3 Zdroj svtla napravo od robot I6=1 otoení doprava www.stavebnice.com 16 / 25
Podprogram Obstacle (pekážka) íslo Situace Stav senzor Reakce 4 Pekážka pímo ped robotem I3=1; I4=1 otoení se o 90 5 Pekážka napravo od robotu I3=1 otoení doleva 6 Pekážka nalevo od robotu I4=1 otoení doprava Nyní musíte jednoduše zadat tyto výsledky do programu ROBO Pro pomocí prvk programu. Podprogram Light (svtlo): PR=fototranzistor vpravo PL=fototranzistor vlevo Stejn jako díve zadejte do hlavního programu prvky pro tení fototranzistor, abyste mohli hned sledovat, co se dje v podprogramu. Do hlavního programu musíte vložit také promnnou pro uložení hodnoty z píkazových prvk. Ta bude používána v nkolika podprogramech. S podprogramem ji spojíte pomocí datového výstupu. Vytvote podprogram Obstacle (pekážka) stejn jako podprogram Light (svtlo). V podprogramu Driving (ízení) budete používat aktuální hodnotu promnné v prvcích pro vtvení program a provedení odpovídající reakce: SB=senzor vzadu Te už zbývá jen malikost vytvoit podprogramy. Ale moment! Vtšina z nich už existuje. Podprogram pro hledání svtla mže být napíklad zkopírován z programu pro model Sledova svtla. Pokud si nevzpomínáte, jak se to dlá, pette si kapitolu 4 manuálu ROBO Pro. Ale pozor: U modelu Sledovae svtla byly fototranzistory pipojeny na vstupy I3 a I4. nyní jsou na vstupech I6 a I7. Krom toho jsme mli tlaítkové senzory pipojené na I1 pro zatáení vlevo a I2 pro zatáení vpravo. Nyní impulsy poítáme pouze na vstupu I1, což funguje také celkem dobe. To znamená, že budete muset podprogram pro hledání svtla po zkopírování upravit. Jelikož je tení senzoru skryto v podprogramu, je snadné se splést. K tomu nedojde, když umístíte vstupy do hlavního programu a pipojíte je do podprogramu pomocí datových vstup. www.stavebnice.com 17 / 25
Ale to jste ješt nevdli, když jste pracovali na Sledovai svtla. Podprogramy pro vyhýbání se úekážkám také existují, psali jsme je pro model Robot detekující pekážky. Tady byl senzor na I5, tený dodaten pi couvání, již umístn do hlavního programu. Mžete se podívat na hotový program v souboru Obstacle-Light.rpp. Hlavní program vypadá na první pohled velmi pehledn a jednoduše. Ale v podprogramech je skryto mnoho tžké práce. Ale i složitý program mžete projít postupn krok za krokem shora dol a pochopit jej. Mimochodem, pokud byste mli kamaráda, který má také stavebnici ROBO Mobile Set, mohli byste experimentovat ješt více. Mžete napíklad pipevnit zdroj svtla na každý z robot a roboti se mohou navzájem hledat. Robot s detekcí hran V pedchozím píkladu jsme vidli, jak postupovat pi vytváení složitjšího programu. Nyní mžete robot nauit další velmi dležité chování. Je poteba jej nauit, aby nespadl ze stolu. Náraz do pekážky robotu ve vtšin pípad neublíží. Ale pád ze stolu z výšky jednoho metru by jej mohl zniit, i když jsou stavební prvky Fischertechnik velmi robustní. Z toho dvodu vybavíce robot senzory umožujícími rozpoznávání hran. Detektory hran se skládají z tlaítkového senzoru, který je aktivován otáejícím se kolekem. Toto koleko se mže pohybovat také nahoru a dol. Když se koleko dostane za hranu stolu, klesne a tlaítkový senzor již není aktivován, a program tak zjistí, že model dojel k hran a zareaguje. Robot má celkem 4 detektory hran, které mu umožují zjišovat možnost pádu na každé stran pi pohybu dopedu i dozadu. Model díky tomu nebude mít senzor pro mení ujeté vzdálenosti. Ujetá vzdálenost bude zjišována z asu zapnutí motor. Nejprve sestavte model podle návodu. Peliv zkontrolujte, zda detektory hran správn fungují:??? když se model piblíží k hran edge stolu a tlaítko je znovu stisknuto když je kolo zpátky na stole. Pokud to bude nutné, jedno z tlaítek mže být posunuto o kousek nahoru nebo dol. Úkol 1 (úrove 3) Nejprve se zamyslete, jak by ml robot reagovat pi dojetí k hran. Pi bližším prozkoumání zjistíte, že existuje mnoho kombinací senzor. Aktivován by mohl být jen jeden ze 4 senzor, 2 i 3 rzné senzory najednou, nebo dokonce všechny tyi senzory. Jak by ml robot reagovat na každou z tchto možností? Tipy: ešení najdete v následující tabulce. Senzory, které jsou za hranou (tlaítkový senzor=0), jsou vyznaeny. Každá kombinace má své íslo. V programu, který budeme vytváet pozdji, bude robot reagovat na každou ze situací na základ tohoto ísla. Ale o tom si povíme pozdji. Nejprve se zamyslíme nad tím, jak robot musí stát, aby konkrétní kombinace nastala. www.stavebnice.com 18 / 25
. Pravý pední (I3) Levý pední (I4) Pravý zadní (I5) Levý zadní (I6) Reakce 0 Rovn (žádný senzor není za hranou) 1 Zastavit (všechny 4 senzory jsou za hranou) 2 Zatoit doprava 3 Zatoit doleva 4 Zatoit doleva 5 Zatoit doprava 6 Nejprve dozadu, pak zatoit doprava 7 Zatoit doleva 8 Zatoit doleva 9 Zatoit doprava 10 Zatoit doprava 11 Dopedu 12 Nejprve dozadu, pak doleva 13 Nejprve dozadu, pak doprava 14 Dopedu 15 Dopedu Docela nároné, že? Ale nebojte se, pro tento model existuje hotový program využívající všech výhod ROBO Pro. Jmenuje se Edges.rpp. Nejdležitjší prvky jsou umístny v hlavním programu, což usnaduje pochopení sekvence jako celku. Složité tení senzor a ízení motor jsou skryté v podprogramech. Nejprve hlavní program: Sekvence zaíná tením 4 senzor. Po celou dobu mžete sledovat, který ze senzor je ten. Jsou pipojeny k podprogramm pomocí datových vstup. Podprogram pro tení Query uruje, které tlaítko je stisknuté a piazuje hodnotu podle výše uvedené tabulky. Tato hodnota je piazena do stejnojmenné promnné, kterou najdete v hlavním programu. Hodnota promnné je pak odeslána do podprogramu Reaction, který na základ této hodnoty ídí oba motory. Senzory jsou poté znovu teny v podprogramu Reaction, aby se mohl robot vyhnout pekážce. V pípad poteby nyní mžete na rozhraní mnit piazení senzor i výstup motor, aniž byste se museli dívat do podprogram a hledat, kde by se mohl skrývat vstupní prvek nebo symbol motoru. Každý vstup a každý výstup je uveden pouze jednou. www.stavebnice.com 19 / 25
Tato technika programování je užitená zejména když byste chtli používat podprogram pro mnoho rzných model a zatím nevíte, které vstupy a výstupy rozhraní v konkrétním pípad použijete. Pokud jste zvdaví, jednoduše se podívejte do podprogram a snažte se je pochopit. Zpsob programování je podobný jako u modelu Sledova svtla s detekcí pekážek. Úkol 2 (úrove 3) Kráející robot Natete program do rozhraní a nechte model jezdit po stole. Reaguje model vždy správn? Ml by se v pípad njaké kombinace chovat jinak? Podle poteby upravte program. Nyní se místo robotu s koly zamíme na jiný druh pohybu na chzi. Chze hmyzu je perfektním modelem pro pohyb mechanických šestinohých robot. V prbhu tzv. tíbodové chze jsou vždy ti ze šesti nohou souasn na zemi. Pední a zadní noha na jedné stran se pohybuje zárove s prostední nohou na stran druhé. Tíbodová chze Nohy stojící na zemi (znázornné ern) tvoí stabilní trojnožku, takže je model vždy stabilní a pi chzi nepepadne. Nohy kráejícího robotu od firmy Fischertechnik jsou vyrobeny se tymi klouby. Tento návrh se nazývá mechanismus klikové hídele. Pohyblivé ásti pevod pohánné klikovou hídelí vytváí kmitavé pohyby. Vzdálenost mezi jednotlivými klouby a pozice spodní ásti nohy jsou vytvoeny tak, aby noha provádla eliptický pohyb, když se hídel otáí. Výsledkem je pohyb podobný chzi. 6 ojnic pohánejících nohy musí být pipevnno pesn tak, jak je uvedeno v manuálu. Ti nohy dotýkající se ve stejný moment podlahy odpovídají stejné pozici klikové hídele. Ojnice tí nohou, jež jsou v daný moment ve vzduchu, jsou otoeny o 180 proti zbývajícím tem. Správnou pozici ojnic vi ostatním zajišuje možnost chze modelu se správným poadím krok. Šrouby použité k zabezpeení pevod na hídele musí být pevn dotažené, aby se ojnice pi chzi neposunuly. každou stranu modelu pohání jeden motor (to je nezbytné pro chzi). Z toho dvodu musíte zajistit, aby prostední noha na jedné stran byla vždy ve stejné pozici jako dv vnjší nohy na stran druhé. Software ídí synchronizaci pomocí senzor I1 a I2. Nejprve sestavte model podle manuálu. Dkladn zkontrolujte všechny senzory a motory pomocí testu rozhraní, abyste se ujistili, že jsou zapojené správn. Smr otáení motor: otáení doleva = pohyb rovn. www.stavebnice.com 20 / 25
Úkol 1 (úrove 1) Naute robot chodit. Naprogramujte model tak, aby chodil rovn pomocí tíbodové chze. Pomocí senzor I1 a I2 sesynchronizujte levé a pravé nohy. Pi tom se ujistte, že jsou dv vnjší nohy na jedné stran a prostední noha na druhé stran ve stejné pozici. Tipy Nejprve pesute nohy na levé i pravé stran do výchozí pozice. To provedete zapnutím motor (pi otáení doleva). Sekvence by mla pokraovat pouze když tlaítka I1 a I2 nejsou uvolnna???depressed (toto tení je nutné, protože model by ml provést druhý krok). Nechte bžet motory dokud nebudou znovu uvolnna píslušná tlaítka (I1 pro M1, I2 pro M2). Je velmi dležité, aby model nezaal další krok dokud nebudou oba senzory uvolnny. Protože pouze pak budou nohy ve správné pozici. Samozejm za pedpokladu, že klikové hídele pohánjící nohy jsou pidlány podle manuálu. Nyní mže sekvence zaít a robot mže provést svj další krok. Model bude nyní do ukonení programu chodit rovn. Hotový program najdete v souboru Walking Robot 1.rpp. Podobn jako u základního modelu i zde mžete nechat model chodit doleva nebo doprava zmnou smru otáení motor. K poítání krok mžete používat I1 nebo I2. Úkol 2 (úrove 2) Naprogramujte svj model tak, aby šel 10 krok rovn, 3 kroky doleva, 3 kroky doprava a 10 krok dozadu. Pro každý smr vytvote samostatný podprogram. K poítání krok použijte prvek ítae Count Loop. Tipy Jednoduše zkopírujte program Walking Robot 1.rpp do podprogramu. Pro každý smr pohybu vytvote samostatnou kopii tohoto podprogramu. V každém podprogramu zmte smr rotace motor, aby se model pohyboval požadovaným smrem. Pomocí prvku ítae Count Loop spoítejte kroky potebné pro otoení. V každém cyklu podprogramu model udlá jeden krok. Když program projde cyklem 10krát, model udlá 10 krok. www.stavebnice.com 21 / 25
Možná rozšíení Takto mžete váš robot nauit jakoukoliv sekvenci krok (). Rozpoznáváním pekážek jsme se podrobn zabývali již u robotu s koly. Takže to nemusíme znovu opakovat. Ale pro to neaplikovat na kráející robot? Potebné senzory ve stavebnici jsou. Pi programování mžete jako píklad používat robot s koly. Držíme vám palce! Rozhraní ROBO Interface nabízí mnohem více funkcí, než zde bylo uvedeno. Ale abyste je mohli využít, budete potebovat další komponenty, které nejsou obsažené ve stavebnici. A protože jsou velmi zajímavé, o nkolika z nich si alespo ekneme. Infraervené dálkové ovládání Rozhraní ROBO Interface má infraervený pijíma s diodou pro ovlada obsažený ve stavebnici IR Control Set Art No. 30344. To vám umožní íst tlaítka vysílae v software ROBO Pro jako digitální vstupy a napíklad pro zapínání a vypínání motor. Napíklad jsme ve vzorovém programu naprogramovali dálkové ovládání pro kráející robot. Pomocí 4 oválných tlaítek na dálkovém ovladai mžete ídit model tak aby šel dopedu, dozadu, doleva a doprava. Než ho zanete používat, musíte pouze naíst program Walking Robot IR.rpp do rozhraní. Jiným geniálním programem spolupracujícím s dálkovým ovladaem je program Mobile-Teach- IR.rpp. Pomocí tohoto programu mžete ídit robot s koly, nap. Jednoduchý robot nebo Základní model. Tento model si bude pamatovat cestu, kterou ujel a bude ji podle poteby moci zopakovat. Ale po zastavení programu je uložená cesta vymazána. Toto umožuje prvek programu List ROBO Pro. Do tohoto prvku je možno uložit mnoho hodnot a pak je znovu vyvolat (podívejte se také do manuálu k ROBO Pro). Program sám o sob mže být celkem složitý, ale použití tohoto prvku je velmi jednoduché: 1. Natte program Mobile-Teach-IR.rpp do pamti Flash rozhraní ROBO a spuste jej. 2. Stisknte tlaítko M1/ na dálkovém ovládání. Tím se spustí proces uení. 3. Pomocí oválných tlaítek se šipkami pesute model do požadovaného smru. 4. Stisknte tlaítko M2 /. Tím se uloží cesta, kterou robot urazil. 5. Stisknte tlaítko M3 /. Robot pak projde uloženou cestu. Pomocí aplikace jako je tato je programování robot rychlé. Pamatujte si, že uložená cesta bude odstranna po ukonení programu pomocí tlaítka Prog na rozhraní. Datové spojení ROBO RF Rádiové rozhraní ROBO RF Data Link Art No. 93295 nahrazuje kabel mezi rozhraním a PC. To je samozejm dobrá vc. Zaprvé nebudete muset pi každém naítání dat do rozhraní poád pipojovat a odpojovat kabel. Zadruhé budete moci programy spouštt v online režimu bezdrátov. Tak bude mnohem snazší najít chyby než pomocí opakovaného natení software do rozhraní. A krom toho budete moci ídit mobilní roboty v online režimu na vaší obrazovce pomocí panelu v software ROBO Pro, podobn jako když používáte infraervený dálkový ovlada. Ale na rozdíl od dálkového ovladae obrazovka také ukazuje data pedaná rozhraním, www.stavebnice.com 22 / 25
jako nap. hodnoty promnných nebo analogových vstup, napájecí naptí baterií a rychlost motor. Napíklad jsme pipravili demonstraní program a nyní je možno ídit robot s koly pomocí panelu v software. Tento program je uložen v souboru Mobile-Teach-RF.rpp. Samozejm to mžete zkusit i pomocí kabelu k rozhraní. Ale to mže být pomrn nepohodlné. Akní rádius modelu je omezený, kabel se zamotává a robot nezatáí tak, jak má. Po prvním takovém pokusu si pravdpodobn rychle objednáte RF Data Link. Natte program Mobile-Teach-RF.rpp. Pepnte se na panel v pruhu funkcí hlavního programu. Pak program spuste v online režimu. Nyní budete moci ídit a programovat model pomocí tlaítek na panelu. 1. Stisknte tlaítko Learn. Tím se spustí proces uení. 2. Pomocí šipek navete model do požadovaného smru. 3. Stisknte tlaítko Save. Tím se uloží cesta, kterou robot urazil. 4. Stisknte tlaítko Run a robot projde uloženou cestu. Cesta bude ovšem po ukonení program ztracena. Více informací o vytváení panel najdete v manuálu k ROBO Pro. Rozšíení ROBO I/O Pokud chcete vytvoit model s tolika senzory a modely, že nestaí vstupy a výstupy na rozhraní ROBO Interface, mžete použít rozšiující modul ROBO I/O-Extension Art No. 93294. Tím získáte dalších 8 digitálních vstup, 4 výstupy pro motory a jeden analogový odporový vstup. K tomuto rozšíení mžete pipojit druhý a tetí modul, které budou tak ízeny rozhraním ROBO Interface. Díky tomu mžete získat celkem až 16 výstup pro motory, 32 digitálních vstup, 5 analogových odporových vstup, 2 analogové napové vstupy a 2 vstupy pro senzory vzdálenosti. Pokud to stále ješt nestaí, mžete z poítae ídit v online režimu nkolik rozhraní. Jedno napíklad pipojené pes sériový port COM, jedno pes port USB nebo dv rozhraní pipojená pes USB a všechny mohou mít až 3 rozšíení ROBO I/O! To už by mohlo stait, že? Informace o tom, jak to celé funguje, najdete v kapitole 6 manuálu k ROBO Pro. www.stavebnice.com 23 / 25
Odstraování problém Experimentování je zábava. Tedy, dokud vše funguje. Problémy vtšinou nebudete muset odstraovat, ale bohužel ne vždy. Když model nebude fungovat správn, musíte zjistit, zda jste správn pochopili mechaniku a zda jste schopni najít chybu. U mechanických chyb mžete alespo nco vidt (nesprávné sestavení) nebo cítit (když se to nebude hýbat). Ale u problém s elektrickým zapojením je to složitjší. Profesionálové používají pi odstraování problém adu rzných mících pístroj, napíklad voltmetr nebo osciloskop. Ale ne každý má takový pístroj. Z toho dvodu se chceme zkusit zamit na jednoduché chyby a jejich ešení. Sestavování kabel Než zanete experimentovat, pipravte si komponenty ze stavebnice. Konektory jsou napíklad pidlány na jednotlivé kabelové segmenty. Nejprve zkrátíme kabely. Odmíme si požadovanou vzdálenost a odpovídající segmenty odstraníme. Každý kabel by ml být po sestavení otestován pomocí baterie a lampy. Pokud žárovka po pipojení k baterii svítí, kabel je v poadku. Také byste mli zkontrolovat, zda jsou správn barvy kabel, ervený konektor na erveném kabelu a zelený konektor na zeleném kabelu. Test rozhraní Jestliže program (dokonce ani dodaný program) ve spojení s modelem nefunguje, mžete spustit test rozhraní. Tento nástroj umožuje otestovat každý vstup a výstup samostatn. Fungují senzory? Toí se motory správným smrem? U všech našich mobilních motor jsou motory pipojené tak, že se koleko nebo noha budou pohybovat dopedu pi smru otáení ccw. Jestliže je vše v poádku, budete muset zaít hledat njakou mechanickou píinu. Ztráta spojení Ztráta spojení je nepíjemná chyba. Možná, že jsou konektory málo zasunuty. V takovém pípad proste jen dotáhnte šroubky malým šroubovákem. Ale opatrn. Pokud byste je dotáhli moc, kontakty se mohou zlomit. Další píinou ztráty spojení mohou být svorky, kde je konektor pipevnn ke kabelu šroubkem. Opatrn je dotáhnte. Také se podívejte, zda mdný drátek není nkde zlomený. Zkrat Nesprávným zapojením kabel také mžete vytvoit zkrat. V takovém pípad nebude nic fungovat tak, jak by mlo. Baterie mají vestavnou pojistku, která peruší proud pi píliš vysoké teplot nebo proudu. Výstupy rozhraní budou také pi pehátí odpojeny. Ke zkratu mže dojít také když nesprávn dotáhnete šroubek konektoru na kabelu. Šroubek mže penívat pes hranu konektoru. Jestliže pak zapojíte dva konektory do rozhraní hned vedle sebe a jejich šroubky se dotknou, vznikne zkrat. Z toho dvodu by mly být šroubky dotahovány vždy s citem. Když zapojujete konektory, pokaždé sledujte, zda se nemohou šroubky dotknout. www.stavebnice.com 24 / 25
Napájecí zdroj Dochází-li pi práci k nevysvtlitelným perušením, mohou být vybité baterie. Pi pipojení zátže na krátkou dobu poklesne naptí pod povolenou mez a to zpsobí reset procesoru rozhraní. Když se rozsvítí ervená kontrolka na rozhraní ROBO Interface, je baterie slabá a baterie musí být dobity. Chyba v programu Pokud se chyba objevuje ve vámi napsaném programu a nemžete najít její píinu, zkuste naíst jedem z dodaných program. Takto budete moci vylouit elektrické nebo mechanické chyby. Pi online režimu mžete sledovat bh programu na obrazovce. Jestliže se program v uritém bod zastaví, pak byste mli na tomto míst hledat píinu. Možná jste vybrali nesprávný vstup nebo motor i podmínku. Pokud se vám problém nepodaí vyešit, mžete nás kdykoliv kontaktovat e-mailem na adrese info@stavebnice.com nebo se podívejte na adresu www.fischertechnik.de, kde najdete diskusní fórum a chat a mžete se zde také zdarma zaregistrovat do klubu Fischertechnik Fan-Club. Víme, že s touto stavebnicí strávíte mnoho hodin zábavy, zažijete s ní mnohá pekvapení a nauíte se mnoho nových vcí. www.stavebnice.com 25 / 25