Robotika – ovládanie modelov Lego Technic mikropočítačom BBC Micro:bit 1 - servá pre Lego

Vlani sme cez prázdniny v trojici článkov Robotický podvozok, Segway z Lega a Digitálne dvojča predstavili možnosti robotickej stavebnice Lego Mindstorms. Čitateľov možnosti tejto stavebnice zaujali, avšak odradila ich cena. Predsa len 320 eur je ako vstupná brána do robotiky trochu riziková investícia, hlavne u detí, kde sa nedá odhadnúť, či ich stavba a programovanie robotov bude, alebo nebude baviť. Niektoré stavebnice Lego Technic, napríklad modely áut, či iných mechanizmov sú však cenovo dostupnejšie – typicky pod 50 eur a keby sa model zo stavebnice doplnil o riadiacu jednotku, motory a senzory, mohli by vzniknúť kreatívne konštrukcie.  Pravdepodobne najzaujímavejším riešením je využiť ako riadiacu jednotku populárnu mikropočítačovú dosku BBC Micro:bit (14 eur) používanú aj v našich školách doplnenú o modul Elecfreaks Wukong (27 eur), ktorý  umožňuje riadiacu jednotku zakomponovať do Lego Modelu. Potrebujete samozrejme aj motorčeky, alebo servá. Aj tie sú k dispozícii v takom konštrukčnom usporiadaní aby sa dali spájať s komponentmi stavebnice Lego Technic.

Video ukazuje výkonové možnosti servomotorov určených pre modely z Lega.



Azda najzaujímavejšie bude využiť Micro:bit ako riadiacu jednotku modelov áut. Tie majú inú filozofiu ovládania, než robotické podvozky predstavené v miniseriáli Robotika. Tie mali len dve kolesá a robot menil zmer zmenou rýchlosti a smeru ich otáčania. Modely z Lega fungujú ako klasické autá a menia smer zatáčaním predných kolies. Väčšina modelov z Lega má diferenciál, takkže na pohon stačí jediný motor.  

V tomto článku sa zameriame na to, či sú miniatúrne servá napájané z modulu Wukong, ktorý má vstavanú batériu s pomerne nízkym napätím 3.7 V schopné rozpohybovať aj väčšie Lego modely a konštrukcie. Test ukázal, že servo aj pri tomto napätí dokáže poháňať aj veľký model auta.

Servomotory využívajú modelári a konštruktéri robotov. Servo je k riadiacej jednotke pripojené pomocou troch vodičov. Na červenom vodiči je kladné napájacie napätie, na čiernom (niekedy hnedom) vodiči je zem a na oranžový vodič sa privádzajú signály. Oranžový vodič je vo vnútri serva pripojený na riadiacu elektroniku, nemá veľký prúdový odber, takže ho môžete pripojiť priamo na port.Ovláda sa pomocou PWM. Frekvencia impulzov privádzaných na oranžový vodič je 50 Hz, čo je čas trvania periódy 20 ms. Uhol natočenia sa ovláda šírkou impulzu. U klasického modelárskeho serva je šírka pulzu 0.5 až 2.5 ms a tejto hodnote zodpovedá uhol natočenia  0°až 180, prípadne 0 – 270 stupňov, podľa konštrukcie serva. Kontinuálne servomotory fungujú tak, že zmenou šírky impulzov sa mení rýchlosť otáčania.

V pokračovaní predstavíme možnosti modulu Elecfreaks Wukong pre Micro:bit

Zobrazit Galériu