ΣΧΟΛΕΙΟ: ΓΕΛ ΣΟΥΔΑΣ
ΟΝΟΜΑ ΟΜΑΔΑΣ: INGENIOUS TEAM
ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ : MECANUM ROBOT
1. Έρευνα
α. Μελέτη υπάρχουσας κατάστασης-Σαφής ορισμός προβλήματος , ανάγκης
Ένα όχημα το οποίο μπορεί να κινείται σε μικρούς χώρους και ταυτόχρονα να μπορεί να αλλάζει κατεύθυνση χωρίς κατ’ανάγκη να αλλάζει προσανατολισμό –εξοικονομώντας ενέργεια- είναι οπωσδήποτε επιθυμητό.
Επίσης εάν αυτή η αναζήτηση καταλήξει σε λύση που αποτελεί ταυτόχρονα εργαστήριο εκμάθησης Φυσικής και ρομποτικής –STEM για μαθητές έχουμε βέλτιστα αποτελέσματα.
2. Σχεδιασμός
α. Σαφής ορισμός προτεινόμενης λύσης
Η λύση βρέθηκε χρησιμοποιώντας τον τροχό mecanum.
Έτσι δημιουργήσαμε ένα αυτοκινητάκι-ρομπότ που κινείται με ιδιαίτερο τρόπο καθώς δεν χρειάζεται να αλλάζει τον προσανατολισμό του καθώς στρίβει .
Αποφεύγει εμπόδια με έναν ιδιαίτερο τρόπο επίσης.
Eλέγχεται από μια εφαρμογή -που έφτιαξαν τα παιδιά- ANDROID – MIT APP INVENTOR που τρέχει απο το κινητό μας και συνδέεται με το αυτοκινητάκι μας μέσω bluetooth.
Η σχεδίαση του είναι τέτοια ώστε να εξοικονομεί ενέργεια και να διευκολύνει την κινητικότητα του οχήματος σε μικρούς χώρους .
Η εξήγηση της κίνησης γίνεται από την επιστήμη της ΦΥΣΙΚΗΣ όπως θα εξηγηθεί στο βίντεο -δειγματοληπτικά- από τα παιδιά και απο την εικόνα “τρόπος κίνησης ρόδας”.
Σχεδιάζουμε μια πλήρη σειρά βίντεο – μαθημάτων για την εξήγηση όλων των κινήσεων.
Ο τροχός mecanum είναι μια σχεδίαση τροχού παντός κατεύθυνσης για ένα όχημα που κινείται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση χωρίς κατ’ ανάγκη να αλλάζει προσανατολισμό. Μερικές φορές ονομάζεται σουηδικός τροχός ή τροχός Ilon από τον εφευρέτη του, Bengt Erland Ilon (1923–2008), [1] ο οποίος συνέλαβε την ιδέα ενώ εργαζόταν ως μηχανικός με τη σουηδική εταιρεία Mecanum AB και την κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στις Ηνωμένες Πολιτείες στις 13 Νοεμβρίου 1972. link video: https://www.youtube.com/watch?v=noqBUEgyQ8A
link wiki: https://en.wikipedia.org/wiki/Mecanum_wheel
β)κόστος και γ)υλικά
Robot Car Chassis Kit=€32,24+€73,16
LINK:
L293D Motor Driver Shield=€4,49
WIRES=3+3+4,34=13,34€
LINK: https://www.hellasdigital.gr/electronics/prototyping/cables-pins/40p-10cm-dupont-wire-female-to-female/ https://www.hellasdigital.gr/electronics/prototyping/cables-pins/40pcs-small-male-to-female-dupont-wires-cables-for-arduino-10cm-m-f/ https://www.hellasdigital.gr/electronics/prototyping/cables-pins/40pcs-m-m-dupont-wire-jumper-cables-30cm-extra-long/
Bluetooth 3.0 Module for Arduino – JDY-31 =€4.80
LINK: https://grobotronics.com/bluetooth-3.0-module-for-arduino-jdy-31.html
ΣΥΝΟΛΟ=130 €
δ. Λίστα εργαλείων
Arduino ide & tinkercad →software
και κατσαβίδι ,κολλητήρι →hardware
ε. Σχέδια (Μηχανισμοί και ηλεκτρονικά)
ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΕΝΩΣΕΩΝ-SCHAMETIC ,PIN OUT: mecanumCIRCUITconnection.png
https://github.com/nektarios25ma/Mecanum-car-robot/blob/main/mecanumCIRCUITconnection.png
στ. Βασικός αλγόριθμος
Ο Κώδικας που εκτελεί όλες τις λειτουργίες και είναι εγκατεστημένος στο μικροελεγκτή :
mecanumAVOID3.ino →όνομα του στο GITHUB και link:
https://github.com/nektarios25ma/Mecanum-car-robot/blob/main/mecanumAVOID3.ino
Ο πιο απλός κώδικας ,ο οποίος δεν έχει την λειτουργία αποφυγής εμποδίων (αναρτάται για παιδαγωγικούς λόγους):
MecanumWheel_BlueToothCar3.ino →όνομα του στο GITHUB και link:
https://github.com/nektarios25ma/Mecanum-car-robot/blob/main/MecanumWheel_BlueToothCar3.ino
Η εφαρμογή ANDROID ΠΟΥ ΦΤΙΑΧΤΗΚΕ ΑΠΟ ΤΑ ΠΑΙΔΙΑ
– ασύρματος έλεγχος απο το κινητό μας-
στο mit app inventor και κοινοποιήται στο github ως RobotCarController_3 link :
https://github.com/nektarios25ma/Mecanum-car-robot/blob/main/RobotCarController_3.aia
3. Υλοποίηση–Αποτελεσματικότητα – αρτιότητα-επεκτασιμότητα
Το αποτέλεσμα είναι ικανοποιητικό όπως φαίνεται και από το βίντεο.
Επίσης αποτελεί ταυτόχρονα και εργαστήριο Φυσικής μιας και ο τρόπος κίνησης του ρομπότ εξηγείται από την Φυσική που διδάσκονται οι μαθητές μας στο Λύκειο.
Σελίδα github: https://github.com/nektarios25ma/Mecanum-car-robot/tree/main
https://openedtech.ellak.gr/robotics2023/gel-soudasingenious-teammecanum-robot/
Βίντεο από μαθητές:
https://drive.google.com/file/d/1vw4gP-sy7zEG8do6lrLYX8nzqIZm30ma/view
To project παρουσιάστηκε στην γιορτή φυσικών επιστημών στα χανιά 7/5/23 και εδώ ένα βίντεο απο τα τοπικά μέσα ενημέρωσης όπου το δείχνει ανάμεσα στα 3 που προλάβαμε να κατεβάσουμε από το λύκειο Σούδας: https://www.youtube.com/watch?v=J4KTN73r3Bc
Παραγωγή ενός σχέδιο ανοιχτού εκπαιδευτικού πόρου σύμφωνα με το OER canvas εδώ.
References/Sources:
https://en.wikipedia.org/wiki/Mecanum_wheel
B.PROJECT:
https://www.viralsciencecreativity.com/post/arduino-mecanum-wheel-robot-car