Autoscaffale (scuola media)

Questo progetto ha preso ispirazione dagli scaffali auto-ordinanti in uso presso le farmacie.

Nel video vediamo come lo scaffale recupera un medicinale, in base alla richiesta ricevuta, e lo posiziona sul nastro che lo trasporterà al bancone.
Lo scaffale è farmaceutico è in grado di auto-ordinarsi. I medicinali vengono caricati in modo disordinato attraverso un nastro trasportatore, lo scaffale automagicamente li riconosce e li posiziona in modo ordinato sui propri ripiani. La posizione dei medicinali è nota e vengono così recuperati su richiesta.
Il software che guida lo scaffale in farmacia è in grado di riordinarlo durante la notte per ottimizzare i tempi di risposta, spostando i medicinali più richiesti in ripiani più facilmente raggiungibili.

Cosa vogliamo ottenere

La nostra attività si propone di ricostruire un piccolo modello di scaffale che si auto-ordina, compiendo così la prima azione dello scaffale reale. Attraverso il riconoscimento del colore di un oggetto, un mattoncino, il nostro autoscaffale lo sposterà nel ripiano corretto.

Come si vede nel video nel nostro caso ci sono 4 colori: rosso, verde, giallo e blu che sono posizionati come nella seguente tabella:

	Sinistra	Destra
Alto	Blu 3	Rosso 9
Basso	Verde 6	Giallo 7

Una volta inserito il mattoncino sulla pala grazie al sensore di colore il lego spike lo riconosce e nel movimento su o giù, destra o sinistra per portarlo sul ripiano del colore corrispondente.

Cosa ci servirà

Robot spike prime
Pezzi lego technics
Due motori movimento assi
Un motore pala
Sensore colore
Fogli o cartoncini colorati
Tablet o pc, che collegato via bluetooth con la centralina spike permettono la programmazione in modalità live
Oggetti colorati

Sensore di colore

Video per chi non ama leggere: prof. Mattoncini, Tutti i SEGRETI del Sensore di Colore LEGO SPIKE Prime, su YouTube.

Il sensore di colore dello spike prime ha 4 diversi utilizzi.

Riconoscimento colori
Seguilinea
Analisi RGB
Rilevatore intensità luce

Per lo scopo della nostra attività abbiamo bisgono del riconoscimento colori.
Il sensore riconosce i colori restituendo un valore numerico:

Colore	Valore
Nero	0
Magenta	1
Blu	3
Verde	6
Giallo	7
Rosso	9
Bianco	10
Nessun colore	-1

Anche per controllarne il funzionamento è opportuno inserire nel codice almeno uno dei due controlli che permettono di conoscere dinamicamente il colore rilevato dal sensore.

Con questi blocchi si ottiene che il colore rilevato venga stampato in modo scorrevole sui led presenti sull'unità centrale dello spike.

Questo è il codice che usando la variabile colore rilevato presenta sullo stage i valori del colore percepito dal sensore.
Le azioni che il robot esegue dipendono dai colori rilevati dal sensore.

Costruzione dello scaffale

Per costruire lo scaffale si possono adottare diverse soluzioni: agganciare il carrello portatile a degli elastici usati come cinghie di trasmissione o usare una ruota dentata accoppiata ad un binario a sua volta con denti.

Elastico cinghia motore fisso asse verticale motore esterno asse orizzontale
Binario dentato motore fisso asse verticale motore esterno asse orizzontale
Binario dentato motore fisso asse verticale motore esterno asse orizzontale
Binario dentato motore fisso asse verticale motore esterno asse orizzontale
Aggancio al secondo supporto e del binario per lo scorrimento del carrello
Entrambi i motori sono montati sul carrello verticale (soluzione adottata)

Svolgimento di alcune prove, il montaggio dei motori di movimento sul carrello si è dimostrata la soluzione più stabile.

Elastico cinghia motore fisso asse verticale motore esterno asse orizzontale
Entrambi i motori sono montati sul carrello verticale ruota gommata

Programma da utilizzare

Per programmare il codice da far eseguire allo spike si può usare l'editor online, meglio con chrome, su un pc, oppure la app Spike Lego Education da installare su un tablet o uno smartphone.

Per la programmazione dopo aver seleziona spike prime si può scegliere di usare l'interfaccia a blocchi.

Svolgimento

Le azioni che il robot dovrà compiere sono:

riconoscere il colore del mattoncino
- muoversi sull'asse verticale
- muoversi sull'asse orizzontale
scaricare il mattoncino
tornare nella posizione iniziale

Le azioni del robot che avvengono in un ciclo continuo, per sempre, i movimenti possono essere su, giù, destra, sinistra ed infine scarico.
Un po' attenzione dovrà essere posta nel far muovere i motori lentamente, al 10%, e nel tarare i movimenti di qualche decimale di giro a seconda della grandezza della struttura, nel test effettuato 15 cm per 10 cm di altezza, ma il movimento possibile, collegato alla lunghezza del binario dentato, è di qualche centimetro.

Codice per mattoncino rosso
Codice per mattoncino verde
Codice per mattoncino blu
Codice mattoncino giallo

Ulteriori miglioramenti

Miglioramenti strutturali

Pinza a due motori

Miglioramenti del codice

Possibile utilizzo Mbot2, motori più piccoli

Note

Potrebbe essere utile che il robot vada più dritto prima o dopo aver girato.
Inserendo una linea nera sul pavimento ed utilizzando la funzione seguilinea, almeno per la parte di percorso con braccio abbassato.
Una soluzione più elegante, anche se complessa, è l'utilizzo del giroscopio.-->

Bibliografia

Collegamenti esterni