SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement

Micro:bit / Námety na zaujímavé konštrukcie aj pre mladšie žiačky

0

Takmer v každom čísle nášho magazínu máme článok venovaný populárnej mikropočítačovej doske BBC Micro:bit, ktorá je veľmi obľúbená hlavne v školách pri výučbe informatiky, programovania a robotiky na úrovni žiakov základných škôl. Už sama doska poskytuje široké možnosti využitia vďaka tomu, že má maticový displej 5 × 5 zložený z LED diód, dve tlačidlá, niekoľko kontaktov citlivých na dotyk a dobrú senzorovú výbavu. Oveľa zaujímavejšie však je použiť Micro:bit ako riadiacu jednotku nejakej konštrukcie, pričom najčastejšími námetmi sú robotické konštrukcie a smart scenáre, či už ide o simuláciu inteligentného domu, mesta, poľnohospodárskej farmy, alebo iné podobné scenáre.

Môžete síce rozložiť na stôl Micro:bit s vhodným rozširujúcim modulom a popripájať k nemu snímače, akčné členy, prípadne aj motory a servomotory, ale málokto si domyslí, čo to v konečnom dôsledku bude. Takáto provizórna zostava je, samozrejme, ideálna na ladenie programového kódu. Výhodné je, že uvidíte, či sa motorčeky otáčajú správnym smerom a správnou rýchlosťou, no robotický podvozok vám v takejto rozloženej podobe nezbehne zo stola. Rovnako môžete odladiť dvere na modeli domu otvárané pomocou servomotora na podnet z fotobunky, aby vám pri nesprávne nastavenom uhle pootočenia serva nezbúrali prácne postavenú konštrukciu.


Modul s maticovým displejom s vyšším rozlíšením

Aby bol scenár čo najrealistickejší, potrebujete vytvoriť aj jeho názorný model alebo robotickú konštrukciu. Na tento účel sme v našich článkoch a videách najčastejšie využívali populárnu konštrukčnú stavebnicu Lego Technic, či už originál, alebo mechanicky kompatibilné súpravy od iných výrobcov. Ich súčasťou je spravidla aj rozširujúci modul pre Micro:bit, ktorý sa dá zabudovať do konštrukcie z lega. V tomto článku chceme čiastočne napraviť to, že sme doteraz uprednostňovali modely áut a iné konštrukcie zo stavebnice Technic, čo je do značnej miery chlapčenská záležitosť. Pritom pre scenáre typu inteligentný dom, mesto či farma sa priam ponúka klasické lego a pre smart home aj rôzne domčeky na hranie.

K dispozícii sú napríklad zaujímavé súpravy Smart Home, Smart City, Smart Health a Smart Agriculture, ktoré obsahujú rozširujúci modul pre Micro:bit a niekoľko elektronických komponentov, s ktorými sa dajú vytvoriť prototypy zaujímavých riešení. Súpravy Smart City a Smart Agriculture dokonca obsahujú modul iot:bit, ktorý umožňuje komunikovať cez Wi-Fi s cloudovou službou a v nej ukladať a analyzovať zozbierané údaje. Na obaloch súprav sú príklady typických scenárov. Možno vás trochu prekvapí, že súpravy obsahujú len elektronické prvky, prepojovacie káble, prípadne jednosmerné motorčeky a servomotory, ale žiadne konštrukčné prvky. Je to však výzva, aby ste si scénu vytváraného riešenia postavili sami. Použiť môžete čokoľvek, kartón zo starých škatúľ, diely z preglejky alebo rôzne konštrukčné stavebnice. Ktorýkoľvek zo scenárov začne byť zaujímavý vtedy, ak príslušnú scenériu zrealizujete napríklad na kartónovej podložke, kde budú v prípade mesta nakreslené cesty, križovatky a modely budov, v prípade farmy zasa polia, na lúkach modely hospodárskych zvierat, kvetináč s rastlinkou (radšej pre istotu umelou), na ktorej budete testovať scenár automatického polievania a podobne.

Veľmi zaujímavo je riešená súprava DFRobot Boson Starter Kit, ktorá má jednotlivé moduly ­realizované ako plastové bloky s elegantným dizajnom, pričom moduly sa dajú prichytiť magneticky jednak k vhodnému kovovému povrchu, napríklad na magnetickú tabuľu či chladničku, ale súčasťou každého modulu sú aj dve podložky. Jedna má na opačnej strane výčnelky kompatibilné so stavebnicou Lego a druhá má otvor, pomocou ktorého sa dá upevniť pomocou skrutky napríklad do drevenej konštrukcie, povedzme do rôznych hračkárskych domčekov. Samozrejme, použitiu skrutky sa môžete vyhnúť tým, že podložku prilepíte pomocou obojstrannej lepiacej pásky. Modul sa potom magneticky prichytí k podložke. Moduly sa s rozširujúcou doskou prepájajú pomocou káblikov s konektormi. Výhodné je, že modely môžete vymieňať a napríklad v domčeku, prípadne hrade z lega tak realizovať rôzne scenáre. Aj táto súprava obsahuje konštrukčnú výzvu. Rozširujúca doska, do ktorej sa zasúva Micro:bit, nemá plastové puzdro ani žiadne mechanické prvky, pomocou ktorých by sa dala upevniť do konštrukcie z lega. Malá konštruktérka (či konštruktér) sa bude snažiť túto dosku niekam ukryť, napríklad pri realizácii scenára smart home pre ňu v domčeku postaví malú miestnosť. Možno si ani priamo neuvedomí, že mnohé moderné domy takúto technologickú miestnosť majú a ona ju práve navrhla a vytvorila.


Moduly stavebnice DFRobot zakomponované do Lega Minecraft

Použiť môžete, samozrejme, aj rozširujúce moduly určené primárne pre konštrukčnú stavebnicu Lego Technic. Hlavne v konštrukčných stavebniciach tretích strán, napríklad Nezha Invertor Kits, sú aj diely umožňujúce mechanické prepojenie s klasickým legom, prípadne tieto modely jednoducho niekam zabudujete.

Môžeme odporučiť napríklad rozširujúce moduly Wukong alebo Nezha Breakout Board. Súčasťou modulu Wukong je aj štandardný rámik 7 × 5, kompatibilný s Lego Technic. Vnútri rámika je navyše 400 mAh akumulátor, takže vaša konštrukcia vrátane Micro:bitu a ďalších modulov či motorov a servomotorov bude mať aj vlastné napájanie. Modul má konektor na Micro:bit na hornej strane, takže dosky spolu zvierajú pravý uhol, čo niekedy uľahčí a inokedy zas sťaží zabudovanie do konštrukcie či modelu. Wukong dokáže ovládať dva jednosmerné motory a osem servomotorov. Môžete takisto použiť rôzne senzory s možnosťou pripojenia cez GVS čiže rozhranie využívajúce tri vodiče: G – elektrická zem, V – napájacie napätie 3,3 V a S – vstupný alebo signál z portu mikropočítača. K dispozícii je aj rozhranie I2C, napríklad na pripojenie displeja OLED. Priamo na doske rozširujúceho modulu sú štyri RGB LED diódy na vytváranie farebných efektov, prípadne na signalizáciu aktuálneho stavu, 8 modrých LED na vytvorenie efektného podsvietenia a takisto bzučiak na zvukové efekty, napríklad trúbenie.

 


Príklady riešení od 7-ročných žiačok

Nezha Breakout Board je v plastovom puzdre mechanicky kompatibilnom s dielmi stavebnice Lego Technic. Modul sa predáva buď samostatne, alebo je súčasťou stavebnice Nezha Inventors Kit, ktorá obsahuje aj senzory, motory a servomotor a takisto veľa mechanických dielcov, takže z nej dokážete postaviť rôzne robotické konštrukcie. Modul má konektory RJ11 na pripojenie senzorov a výkonných členov, ako aj konektory GVS na pripojenie servomotorov. Stavebnica obsahuje dva jednosmerné motory, jeden servomotor, ultrazvukový senzor vzdialenosti, modul s potenciometrom, tri moduly s farebnými LED diódami, snímač intenzity osvetlenia, modul na sledovanie čiary s dvoma optickými snímačmi, mechanický snímač prekážky a snímač vlhkosti. Stavebnica je mechanicky aj konektorovo kompatibilná so širokou paletou modulov zo súpravy PlanetX.


Smart city s Legom a Microbitmi (ZŠ Ždaňa)

Veľmi zaujímavé scenáre vzniknú použitím viacerých dosiek Micro:bit prepojených navzájom pomocou bezdrôtovej komunikácie. Dosky možno pospájať napríklad do formy náhrdelníka a na displejoch jednotlivých dosiek sa môžu zobrazovať znaky dlhšieho textu, či už statického, alebo rolujúceho, prípadne rôzne efektné animácie.

Zaujímavý materiál na tvorbu scenárov je aj textil. Doska Micro:bit má päť otvorov, primárne určených na vodiče s krokosvorkami. Tieto otvory sa však dajú použiť aj na prišitie dosky, prípadne viacerých dosiek na vhodnú textilnú podložku, napríklad tričko, vankúš či plyšovú hračku. Takto môžete vytvoriť zostavu niekoľkých Micro:bitov na tričku a na ich displejoch na školskej párty zobrazovať texty či animácie. Prišívať Micro:bity môžete s využitím hrubšej ihly a náprstka aj na výkres či dokonca tenký papier. Nahradíte tak nevzhľadné a nepraktické lepenie priesvitnou lepiacou páskou. Keď konštrukcia splní svoj účel alebo vás omrzí, stačí niť vypárať a tričko či hračka a, samozrejme, aj Micro:bit zostanú nepoškodené. 

Úvodný OBR Zdroj: Microbit.org

 

Zobrazit Galériu

Ľuboslav Lacko

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať