RobotiQuart

Il corso intende attraverso la realizzazione di un braccio robotico avvicinare i corsisti alla programmazione alla meccanica e all’elettronica.

Per le linee teoriche clicca qui: http://www.vittorianis.com/robotica/martinotica/

Per comandare il braccio useremo la schedina arduino uno e bitbloq un programma online per la programmazione a blocchi molto simile a scratch.

Per far muovere i segmenti del braccio e la pinza useremo 4 servomotori.

Per realizzare i segmenti del braccio useremo i cucchiaini del distributore del caffè, dei dadi e dei bulloni.

Per collegare i servomotori alla scheda arduino useremo dei jumper e una micro breadboard.

Per la realizzazione della pinza useremo la stampante 3D e il progetto parzialmente modificato tratto da https://www.thingiverse.com/thing:65081 .

Il lavoro è effettuato a coppie ciascuna delle quali avrà un kit con tutto l’occorrente per costruire il braccio robotico.

Contenuto del kit:

ferramenta

15 dadi M3

6 bulloni 20mm M3

3 bulloni 10mm M3

2 bulloni 30mm M3

2 bulloni 8mm M3

4 distanziatori in plastica da 8mm M3

4 bulloni in plastica da 6mm M3

3 levette per i servomotori

4+1 vitine per le levette dei servomotori

6 cucchiaini del distributore del caffè

una base in plastica

Componenti elettronici

scheda arduino uno

una micro breadboard

4 servomotori SG90

6 jumper di vari colori maschio-maschio

un connettore a pettine maschio

un cavo usb

Attrezzi

una pinza

un cacciavite a stella

un trapano a mano con punta da 3mm

MaRtinotica

Alla Martinet si fa robotica

Cosa facciamo nel corso:

  • Robotica
  • Programmazione
  • Elettronica
  • Tecnologia
  • Arte

ovvero S.T.E.A.M.

  • Science,
  • Technology,
  • Engineering
  • Art
  • Mathematics

Il termine viene utilizzato per indicare i corsi di studio e le scelte educative volte a incrementare la competitività in campo scientifico e tecnologico.

Cosa facciamo in pratica:

Costruiamo un braccio robotico

  • con 4 servocomandi (g9)
  • con dei cucchiaini del caffè usa e getta riciclati

con dei bulloncini e dadi M3 (3mm di diametro)

  • con una piastra di ferro forata
  • utilizzando un modello in 3D  https://www.thingiverse.com/thing:65081       

e il software SLIC3R                 https://www.slicer.org/

stamperemo una pinza robotica

  • una breadboard         
  • Jumpers filo Dupont   
  • quattro potenziometri    

Descrizione sintetica del progetto

Il corso di robotica affronta la programmazione software (CODING) sulla piattaforma IDE ARDUINO del microcontroller ARDUINO UNO, prevederà la costruzione meccanica con dadi bulloni, cacciavite e materiale di recupero (cucchiaini di plastica) di sei semplici bracci robotici e dei relativi circuiti elettronici per comandarli (fili elettrici, breadboard solderless, potenziometri e servocomandi).

La caratteristica principale di tale progetto è quella di permettere la realizzazione di una esperienza a finalità inclusiva. Ciò è reso possibile grazie alla peculiarità del corso stesso che prevede l’interazione tra gli alunni attraverso la costruzione del proprio “saper fare”.

Il corso coinvolge tre principali macro aree operative: meccanica, elettronica e programmazione informatica. Questo favorisce il coinvolgimento anche degli alunni con predilezioni per attività a carattere prevalentemente manuali e concrete, nelle quali è importante la manipolazione sia globale che fine.

Una volta appresi i primi fondamenti del progetto, hanno inoltre la possibilità di spiegare ai compagni secondo la modalità di peertutoring ciò che hanno sperimentato sul campo.

Articolazione del progetto:

1° incontro: a) Familiarizzazione con i temi della robotica attraverso la visione di brevi filmati, raccolta delle aspettative, conoscenze e competenze sulla tematica della robotica degli alunni; b) Spiegazione delle componenti hardware e catalogazione dei pezzi in base alla funzione; c) Spiegazione e installazione  delle componenti software (IDE ARDUINO) sui laptop; d) costruzione e programmazione del primo schema elettronico, (accendere e spegnere il led di sistema di Arduino).

2° incontro: Costruzione e programmazione del braccio robotico, con l’ausilio di schede, di video e del docente. I ragazzi inizieranno a costruire il robot partendo dal primo segmento del braccio, costruendo la base su cui poggiare la breadboard, Arduino e l’alloggiamento del primo servomotore. I ragazzi impareranno a programmare uno sketch (dichiarazione delle variabili analogiche e dichiarazione dei pin di input e output) per far ruotare un servomotore accoppiato ad un potenziometro.

3° incontro: Personalizzazione dei compiti: differenziazione delle attività sulla base delle capacità che i ragazzi avranno manifestato nei precedenti incontri. Costruzione e programmazione del robot, con l’ausilio di schede, di video e del docente. I ragazzi continueranno a costruire i robot (secondo segmento del braccio) e modificheranno la programmazione  dello sketch del 2° incontro al fine di leggere attraverso la porta seriale del laptop i dati analogici sulla posizione del servomotore (lettura delle variabili analogiche e comprensione del dialogo microcontroller e pc). Inoltre, cercheranno con l’ausilio del professore di tecnica di decorare e rendere più accattivante la struttura estetica del basamento del braccio robotico.

4° incontro: Programmazione attraverso il software: analisi della funzione IF definita “condizionale” grazie al quale il comportamento del robot sarà in grado di muoversi in sincronia con la rotazione dei potenziometri e introduzione dei termini di Se e Allora. I ragazzi continueranno a costruire i robot e decoreranno per rendere più accattivante la struttura estetica del braccio.

5° incontro: Programmazione attraverso il software: lettura e trascrizione delle posizioni dei servomotori e introduzione del ciclo FOR. I ragazzi continueranno a costruire i robot (terzo segmento).

6° incontro: Programmazione attraverso il software: lettura e trascrizione delle posizioni dei servomotori e utilizzo del ciclo FOR per far muovere i bracci robotici in precise posizioni. I ragazzi finiranno di costruire i robot assemblaggio della pinza.

7° e 8° incontro Costruzione del plastico sul quale verranno messi i bracci

Durante gli incontri saranno stampate con una stampante 3D le pinze robotiche a titolo dimostrativo al fine di far comprendere il funzionamento del processo di stampa FDM.

Obiettivi e Finalità:

Il corso si colloca all’interno delle “Indicazioni” per il curricolo del primo ciclo “Programmare ambienti informatici e elaborare semplici istruzioni per controllare il comportamento di un robot” e del PNSD (Piano Nazionale Scuola Digitale), ottobre 2015.

Le lezioni verranno condotte ispirandosi al quadro teorico del Learning By Doing che poggia le sue basi sul costruzionismo di Papert e sul modello didattico Project-Based Learning che favorisce l’interazione sociale e l’interscambio culturale attraverso la realizzazione di un prodotto fisico.

Gli elementi essenziali del progetto sono:

  • Creazione di un ambiente inclusivo di apprendimento centrato sul discente;
  • Collaborazione;
  • Concretezza;
  • Management delle risorse e del tempo a disposizione;
  • Auto Monitoraggio e Autovalutazione.

Obiettivi:

  • favorire strategie di ragionamento, di problem/finding e di problem/solving implicate nelle attività di costruzione e programmazione di piccoli robot;
  • attuare la ricerca di scelte razionali e di ottimizzazione delle stesse in attività di progettazione/realizzazione;
  • l’utilizzare linguaggi specifici della tecnologia;
  • valorizzare lo strumento informatico visto non solo come fine ma come mezzo per nuovi e più stimolanti apprendimenti;
  • Abituare i ragazzi a lavorare in gruppo per individuare i problemi, scegliere  soluzioni, verificare i risultati.