Difference between revisions of "Robotická stavebnica pre Robotickú ligu - Sebastián Horváth"

From RoboWiki
Jump to: navigation, search
(→‎Záver)
Line 1: Line 1:
−
= Cieľ projektu =
+
= Robotická stavebnica pre Robotickú ligu – Sebastián Horváth =
  
−
Cieľom môjho projektu bolo navrhnúť základy prototypu robotickej stevebnice pre novú kategóriu v Robotickej Lige.
+
== Cieľ projektu ==
−
<br>Táto stavebnica budé prínosná ako didaktická pomôcka pre rozvíjanie detskej predstavivosti a kompetetivnosti v oblasti robotiky. <br> Hlavná inšpirácia boli stavebnice ako Lego Mindstorms, Totem a Merkur. Stavebnica má základné stavebné "kostičky", od ktorých sa odvíjajú rozmere všetkých modulov stavebnice.
 
  
−
= Realizácia projektu =
+
Cieľom tohto projektu bolo navrhnúť základy prototypu '''robotickej stavebnice''' pre novú kategóriu v '''Robotickej Lige'''.
  
−
== Vlastnosti stavebnice ==
+
Táto stavebnica slúži ako '''didaktická pomôcka''', ktorá podporuje rozvoj detskej predstavivosti a súťaživosti v oblasti robotiky.
  
−
* Modularita - aby stavebnica sa dokázala prestavať pre iný typ úlohy
+
Inšpiráciou boli existujúce stavebnice ako '''LEGO Mindstorms''', '''Totem''' a '''Merkur'''.
−
* Jednoduchosť - na pochopenie a použitie
 
−
* Možnosť ju vytlačiť 3D tlačiarňoou
 
  
−
== Moduly ==
+
Základom návrhu sú univerzálne stavebné "kocky", ktorých rozmery určujú kompatibilitu všetkých modulov.
−
Moduli (zatiaľ prototypy) pre túto stavebnicu som vybral:
+
 
−
*Základné kocky
+
== Realizácia projektu ==
−
*Motor
+
 
−
*Joystick
+
=== Vlastnosti stavebnice ===
−
*Senzor na diaľku
+
 
 +
* '''Modularita''' – stavebnica je prispôsobiteľná rôznym typom úloh
 +
* '''Jednoduchosť''' – vhodná na jednoduché použitie aj pre začiatočníkov
 +
* '''3D tlačiteľnosť''' – všetky komponenty sú navrhnuté na domácu 3D tlač
 +
 
 +
=== Moduly ===
 +
 
 +
Vybrané prototypové moduly:
 +
 
 +
* Základné kocky
 +
* Motor
 +
* Joystick
 +
* Senzor vzdialenosti
  
 
== Prototypy ==
 
== Prototypy ==
  
−
=== Základné kocky ===  
+
=== Základné kocky ===
−
Hlavné rozmery základných kociek boli velkosti dier pre skrutky M3, osová vzdialenosť 8mm a vyzerali ako základné diely v stavebnici Merkur.<br>
+
 
−
Tieto "kocky" sa dajú jednoducho vytlačiť na 3D tlačiarni a na konci dokumenu prikladám printables stránku so vsetkými 3D modelmi. <br>
+
Základné stavebné prvky majú rozmery založené na štandarde skrutiek M3, s osovou vzdialenosťou 8 mm. 
 +
Dizajnovo pripomínajú diely zo stavebnice Merkur.
 +
 
 +
Kocky sú plne '''3D tlačiteľné''' a na konci dokumentu je uvedený odkaz na všetky modely.
  
−
<div>
 
 
[[File:Zaklad.png|250px]]
 
[[File:Zaklad.png|250px]]
 
[[File:L.png|250px]]
 
[[File:L.png|250px]]
−
</div>
 
  
 
=== Motor ===
 
=== Motor ===
−
Krabička (prototyp modulu) je jednoducho vytlačiteľná, kompaktná a ergonomická.  <br>
 
−
Servo motorček sa dá vložiť zo spodu krabićky a následne zašróbované pomocou pridelenými šróbmi ku servo motorčeku. <br>
 
−
Ozubené kolo je spravené tak aby sa nepretáčalo pri pripevnení na rameno serva (je tu možnosť aj ozubené koleso priskrutkovať).
 
  
−
Hlavnou vlastnosťou motoru čo som chcel dovŕšiť boli:  
+
Krabička pre servo motor bola navrhnutá tak, aby bola:
−
*možnosť vytlačiť ako jeden celok,
+
 
−
*aby sa pevne otáćala os otáčania
+
* kompaktná
−
*aby bolo jednoduché vymeniť motorček pri jeho prípadnom zhoraní.
+
* jednoducho tlačiteľná
 +
* ergonomická
 +
 
 +
Servo sa vkladá zo spodnej strany krabičky a upevňuje pomocou skrutiek. 
 +
Ozubené koleso je navrhnuté tak, aby sa nepretáčalo a mohlo byť v prípade potreby aj priskrutkované.
 +
 
 +
'''Hlavné vlastnosti:'''
 +
* Možnosť vytlačiť krabičku ako jeden celok
 +
* Pevné uchytenie osi
 +
* Jednoduchá výmena motora v prípade poruchy
  
−
<div>
 
 
[[File:Servo_final.jpg|250px]]
 
[[File:Servo_final.jpg|250px]]
 
[[File:Servo2.png|250px]]
 
[[File:Servo2.png|250px]]
−
</div>
+
 
 
=== Joystick ===
 
=== Joystick ===
−
Tento prototyp je jeden z prvých čo má možnosť pripevnenie sa ku "kockám" a prepojiť tak ku celej stavebnici.<br>
 
−
Diery na bokoch sluzia pre matice do ktorych sa zaskrutkuje kocka. Matice sa nebude pretacat, kedze diera je priamo na velkost M3 matice.<br>
 
−
V nutri su vystupky presne pre uchytenie joysticku.
 
  
−
Hlavné vlastnosti:
+
Prototyp umožňuje pevné pripojenie ku "kockám". 
−
*Jednoduchosť
+
Na bokoch sú otvory pre matice M3, ktoré sa nepretáčajú vďaka presnému výrezu. 
−
*Ľahké vloženie joysticku do krabičky
+
Vnútorné výstupky zabezpečujú stabilné uloženie joysticku.
−
*Jednoducho pripojiťeľné ku "kockám"
+
 
 +
'''Hlavné vlastnosti:'''
 +
* Jednoduchosť
 +
* Rýchle osadenie joysticku do krabičky
 +
* Jednoduché pripojenie ku základným kockám
  
−
<div>
 
 
[[File:Joystick final.jpg|250px]]
 
[[File:Joystick final.jpg|250px]]
 
[[File:Joystick krabicka.png|250px]]
 
[[File:Joystick krabicka.png|250px]]
−
</div>
 
  
−
=== Senzor ===
+
=== Senzor vzdialenosti ===
−
Jednoduchý ale nevyhnutny komponent v stavebnici je senzor vzdialenosti. Pre zakladne uceli nasej stavebnice chcem aby sa dal prepojit ku celej stavebnici.<br>
+
 
−
To sa umoznilo pomocou dier ako pri joysticku. Dalej jeho pevnost, krabicka je dostatocne odolna proti narazom. Pre pinout sluzi aj diera pre piny na spodku krabicky. <br>
+
Základný a nevyhnutný modul – ultrazvukový senzor vzdialenosti – je navrhnutý tak, aby:
−
Taktiez ma aj vystupky pre uchytenie samotneho ultrazvukoveho senzora.
+
 
 +
* bol jednoducho integrovaný do stavebnice
 +
* bol odolný voči nárazom
 +
* mal presné úchyty pre senzor a výrezy pre prístup k pinom
 +
 
 +
'''Hlavné vlastnosti:'''
 +
* Odolná konštrukcia
 +
* Presné uchytenie senzora
 +
* Otvory pre jednoduché pripojenie k stavebnici
 +
* Prístup ku konektorom cez spodnú časť krabičky
  
−
Hlavne vlastnosti:
 
−
//todo dopln podla opysu vyssie
 
−
<div>
 
 
[[File:Ultrazvuk final.jpg|250px]]
 
[[File:Ultrazvuk final.jpg|250px]]
 
[[File:Ultrazvuk.png|250px]]
 
[[File:Ultrazvuk.png|250px]]
−
</div>
 
  
−
== Chyby a mozna uprava ==
+
== Nedostatky a možné úpravy ==
 +
 
 
=== Motor ===
 
=== Motor ===
−
Nema pripevnenia ku stavebnici a nema dobru stabilnu polohu na ktorej by mohola krabicka stat. Tieto chyby chcem prerobit v dalsich prototypoch pridanim pripevneni a zvacsenia podstavy.
 
  
−
=== Joystick + Senzor ===
+
* Chýba možnosť pripevnenia ku stavebnici 
−
Pripevnenie poklicky na krabicke je slabe a jednoducho sa odpaja, joystick zle sedi na panloch a hybe sa.<br>
+
* Nedostatočne stabilná podstava
−
Ponukaju sa jednoduche riesenia: namiesto zasuvania sa do panelov, tak sa joystick priskrutkuje do krabicky.<br>
 
−
Dalej jednoduchuj poklicku co sa "len tak" pripevni ku celku vymenim za poklop so zubami na zacvaknutie.
 
−
 
 
−
== Ďalšie moznosti do buducna==
 
−
Pre rozsirenie prototypu stavebnice chcem spravit hlavnu riadiacu jednotku ktora bude napjena na litiove baterky a bude riadi celu stavebnicu. <br>
 
−
Ta bude z plosneho spoju Raspebby RP2040-zero, ktory bez problemu bude riadit celu stavebnicu.<br>
 
−
<br>
 
−
Dalej je urcite dobry napad zakomponovat gyroskop ktory bude zaznamenavat natocenie robota (pripadne auticko).
 
  
−
= Záver =
+
→ V ďalšej verzii plánujem rozšíriť podstavu a pridať upevňovacie body.
−
Na zaver mam dobry zaklad na roboticku stavebnicu pre Roboticku ligu, z ktorej sa deti budu moct ucit. //todo dopln
+
 
 +
=== Joystick a senzor ===
 +
 
 +
* Slabé uchytenie vrchného krytu 
 +
* Joystick sa pri používaní hýbe
 +
 
 +
→ Riešenia:
 +
* Nahradiť zasúvací kryt za zacvakávací s drážkami
 +
* Joystick bude priskrutkovaný do krabičky
 +
 
 +
== Ďalšie možnosti do budúcnosti ==
 +
 
 +
* Vývoj riadiacej jednotky s čipom '''RP2040-Zero''', napájanou lítiovou batériou
 +
* Jednotka bude riadiť komunikáciu všetkých modulov
 +
* Možnosť rozšírenia o '''gyroskop''' pre sledovanie natočenia robota (napr. pre autíčko)
 +
 
 +
== Záver ==
 +
 
 +
Tento projekt položil pevné základy pre vývoj '''robotickej stavebnice pre Robotickú ligu'''. 
 +
Modulárnosť, 3D tlač a jednoduchosť robia zo stavebnice skvelý nástroj na učenie robotiky u detí.
 +
 
 +
Do budúcna plánujem:
 +
* Dokončiť riadiacu jednotku
 +
* Opraviť prototypy podľa identifikovaných nedostatkov
 +
* Rozšíriť počet funkčných modulov
  
−
<div>
 
 
[[File:Komplet.jpg|450px]]
 
[[File:Komplet.jpg|450px]]
−
</div>
 
  
−
= Video =
+
== Video ukážka ==
 +
 
 
[[File:Servo video.mp4]]
 
[[File:Servo video.mp4]]
  
−
__notoc__
+
__NOTOC__

Revision as of 23:11, 2 July 2025

Robotická stavebnica pre Robotickú ligu – Sebastián Horváth

Cieľ projektu

Cieľom tohto projektu bolo navrhnúť základy prototypu robotickej stavebnice pre novú kategóriu v Robotickej Lige.

Táto stavebnica slúži ako didaktická pomôcka, ktorá podporuje rozvoj detskej predstavivosti a súťaživosti v oblasti robotiky.

Inšpiráciou boli existujúce stavebnice ako LEGO Mindstorms, Totem a Merkur.

Základom návrhu sú univerzálne stavebné "kocky", ktorých rozmery určujú kompatibilitu všetkých modulov.

Realizácia projektu

Vlastnosti stavebnice

  • Modularita – stavebnica je prispôsobiteľná rôznym typom úloh
  • Jednoduchosť – vhodná na jednoduché použitie aj pre začiatočníkov
  • 3D tlačiteľnosť – všetky komponenty sú navrhnuté na domácu 3D tlač

Moduly

Vybrané prototypové moduly:

  • Základné kocky
  • Motor
  • Joystick
  • Senzor vzdialenosti

Prototypy

Základné kocky

Základné stavebné prvky majú rozmery založené na štandarde skrutiek M3, s osovou vzdialenosťou 8 mm. Dizajnovo pripomínajú diely zo stavebnice Merkur.

Kocky sú plne 3D tlačiteľné a na konci dokumentu je uvedený odkaz na všetky modely.

Zaklad.png L.png

Motor

Krabička pre servo motor bola navrhnutá tak, aby bola:

  • kompaktná
  • jednoducho tlačiteľná
  • ergonomická

Servo sa vkladá zo spodnej strany krabičky a upevňuje pomocou skrutiek. Ozubené koleso je navrhnuté tak, aby sa nepretáčalo a mohlo byť v prípade potreby aj priskrutkované.

Hlavné vlastnosti:

  • Možnosť vytlačiť krabičku ako jeden celok
  • Pevné uchytenie osi
  • Jednoduchá výmena motora v prípade poruchy

Servo final.jpg Servo2.png

Joystick

Prototyp umožňuje pevné pripojenie ku "kockám". Na bokoch sú otvory pre matice M3, ktoré sa nepretáčajú vďaka presnému výrezu. Vnútorné výstupky zabezpečujú stabilné uloženie joysticku.

Hlavné vlastnosti:

  • Jednoduchosť
  • Rýchle osadenie joysticku do krabičky
  • Jednoduché pripojenie ku základným kockám

Joystick final.jpg Joystick krabicka.png

Senzor vzdialenosti

Základný a nevyhnutný modul – ultrazvukový senzor vzdialenosti – je navrhnutý tak, aby:

  • bol jednoducho integrovaný do stavebnice
  • bol odolný voči nárazom
  • mal presné úchyty pre senzor a výrezy pre prístup k pinom

Hlavné vlastnosti:

  • Odolná konštrukcia
  • Presné uchytenie senzora
  • Otvory pre jednoduché pripojenie k stavebnici
  • Prístup ku konektorom cez spodnú časť krabičky

Ultrazvuk final.jpg Ultrazvuk.png

Nedostatky a možné úpravy

Motor

  • Chýba možnosť pripevnenia ku stavebnici
  • Nedostatočne stabilná podstava

→ V ďalšej verzii plánujem rozšíriť podstavu a pridať upevňovacie body.

Joystick a senzor

  • Slabé uchytenie vrchného krytu
  • Joystick sa pri používaní hýbe

→ Riešenia:

  • Nahradiť zasúvací kryt za zacvakávací s drážkami
  • Joystick bude priskrutkovaný do krabičky

Ďalšie možnosti do budúcnosti

  • Vývoj riadiacej jednotky s čipom RP2040-Zero, napájanou lítiovou batériou
  • Jednotka bude riadiť komunikáciu všetkých modulov
  • Možnosť rozšírenia o gyroskop pre sledovanie natočenia robota (napr. pre autíčko)

Záver

Tento projekt položil pevné základy pre vývoj robotickej stavebnice pre Robotickú ligu. Modulárnosť, 3D tlač a jednoduchosť robia zo stavebnice skvelý nástroj na učenie robotiky u detí.

Do budúcna plánujem:

  • Dokončiť riadiacu jednotku
  • Opraviť prototypy podľa identifikovaných nedostatkov
  • Rozšíriť počet funkčných modulov

Komplet.jpg

Video ukážka


Retrieved from "https://wiki.robotika.sk/robowiki/index.php?title=Robotická_stavebnica_pre_Robotickú_ligu_-_Sebastián_Horváth&oldid=11842"