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.
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
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
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
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
Video ukážka
