Mbot2: Spostare ''pacchi'' (scuola media e primaria)

Attrezzando il robot mbot2 con dei motori Geek Servo e qualche pezzo di Lego Technic è possibile ottenere un robot con un braccio sposta pacchi. Nel breve filmato il primo prototipo con braccio basculante.

mbot2

Una versione alleggerita e migliorata.

Mbot2 sposta cubi colorati

In questo secondo video vediamo il robot produrre l'azione desiderata:

1. riconoscere la presenza di un cubo davanti a se
2. raccogliere il cubo
3. riconoscere il colore del cubo caricato
4. avanzare sulla pista
5. riconoscere il colore della piazzola
6. rilasciare il cubo dello stesso colore

Mbot2 sposta cubi colorati

per quanto tutto sembri funzionare il robot funziona con soltanto i cubi di colore rosso, ma non è complicato modificare il codice proposto per ottenere il riconoscimento dei diversi colori.

Costruire il robot

LEgo technic e mbot2

Per la costruzione del robot ho utilizzato vari pezzi lego technic ancorati allo chassy di mbot2 attraverso delle viti e delle barre filettate (M5) di lunghezza maggiore rispetto alle viti dello mbot2.

Particolare importanza hanno avuto le barre con fori incrociati che permettono di ottenere un aggancio allo chassy in orizzontale e nello stesso tempo dei fori verticali per la costruzione delle parti del robot.

• mbot2 lego technic
• 
  viti e barre filettate M5
• 
  barra lego fori incrociati part N 2391 e 2477
• 
  barra lego fori incrociati
• 
  viti e barre M5

Movimenti: geek servo

I movimenti del robot si ottengono con l'utilizzo di geek servo che l'mbot2 permette di governare avendo ben 4 connettori adatti ai servo motori. I geek servo hanno una serie di fori ed hanno un doppio connettore a croce per collegare gli assi lego technic su facce contrapposte, come si può vedere nelle foto. I fori permettono di agganciare il geek servo alla struttura costruita con i lego technic. I fori sono meno profondi di quelli sui normali pezzi lego e necessitano perciò di perni corti, fatta eccezione per il foro corrispondente a quello in cui si collegano gli assi. L'aggancio alla struttura lego deve essere rinforzato a seconda di come si costruisce il braccio elevatore.

• mbot2 geek servo
• 
  geek servo
• 
  vista lati con fori
• 
  modello semplice
• 
  mbot2 connettori servo
• 
  mbot2 connessione

Allegerire cubi e struttura

Sono stati spostati i sensori presenti sul robot: il sensore di distanza è stato abbassato e fissato sul sorriso in modo da poter vedere i cubi, il sensore di colore è stato montato su una barra a croce delle technic in modo da poter muoversi puntando in avanti o in basso. A questo proposito come è possibile vedere nei primi due filmati i rotoli colorati sono stati sostituiti da cubi di cartoncino più leggeri, cosa che ha reso possibile alleggerire anche la struttura del braccio e della pinza che tendevano a forzare troppo il geek servo sollevatore del braccio.

• mbot2 cubi colorati
• 
  aggancio sensore distanza
• 
  montaggio sensore distanza tentativo 1
• 
  montaggio sensore distanza tentativo 1
• 
  montaggio sensore colore

Sono stati fatti più prototipi per ottimizzare la costruzione, che è comunque da considerarsi non finita, migliorabile o completamente modificabile.

L'aggancio del braccio sembra non poter essere diretto, cioè agganciato con due perni a ruote dentate grandi con asse direttamente connesso al geek servo, poichè forza troppo il motorino che si surriscalda. Il primo tentativo di robot aveva il braccio basculante e troppo pesante.

• mbot2 cubi colorati
• 
  primo prototipo
• 
  movimento braccio basculante
• 
  braccio basculante tentativo 1
• 
  vista di lato braccio pesante

Dopo alcuni tentativi tra i quali l'attacco diretto delle barre iniziali del braccio a delle ruote dentate grandi si è trovata la soluzione di trasmissione del movimento attraverso0 ruote dentate piccole, cosa che permette di forzare meno il geek servo che solleva il braccio.

• mbot2 cubi colorati
• 
  particolare del braccio
• 
  geek servo del braccio
• 
  geek servo pinza
• 
  cubo caricato
• 
  rilascio cubo
• 
  robot dall'alto

Riconoscimento colore cubo

Il robot riconosce il colore del cubo caricato e va in cerca della piazzola dello stesso colore per il rilascio. Per fare questo serve che il sensore del colore si muova puntando quando necessario al cubo caricato e poi al pavimento. Questo si ottiene collegando l'asse sollevatore con un braccio all'asse sul quale è stato agganciato il sensore del colore, che si alza quando il braccio si abbassa ad afferrare il cubo, e si abbassa a testare il pavimento quando il braccio è sollevato sopo aver caricato il cubo.

• mbot2 cubi colorati
• 
  movimento alza-abbassa sensore colore
• 
  movimento alza-abbassa sensore colore
• 
  movimento sensore colore su
• 
  movimento sensore colore su
• 
  movimento sensore colore giù
• 
  robot lato
• 
  vista di fronte prove attacco sensori

Codice

Per scrivere il codice sono necessarie tre estensioni:

• mbot2 shield, Telaio ed Estension Port, nel seconda serie di blocchi si trovano quelli dei servo
• Quad RGB Sensor, il sensore di colore
• Ultrasonic sensor, sensore a Ultrasuoni

Il codice impartisce i comandi:

• azzerare la variabile colore, che assumerà il valore del colore del cubo una volta caricato
• alzare il braccio e allargare la pinza
• per sempre
  • se il colore è 0 e la distanza di un oggetto è compresa tra 4,5 cm e 5,8 cm
    • si abbassa il braccio e si stringe la pinza
    • tre se alternativi impostano la variabile colore al colore riconosciuto
    • si solleva il braccio caricando il cubo e abbassando automaticamente il sensore colore
  • se il sensore colore abbassato trova il colore del cubo
    • il cubo viene rilasciato allargando la pinza
    • la variabile colore torna a 0
  • se il sensore colore rileva il bianco del pavimento il robot avanza (cosa che fa sempre a meno dei se precedenti)

Questo codice funziona solo con i colore rosso ma lievi modifiche lo possono rendere funzionale con i tre colori rosso, verde e blu. Vanno fatte delle prove su come il sensore colore riconosce i diversi colori del cartoncino.

• mbot2 codice cubi colorati
• 
  finestra completa
• 
  codice sposta cubi colorati
• 
  stage di esecuzione
• 
  blocks servo

Collegamenti esterni

• mblock5
• aiuto per il sensore quad RGB

Lego technic parti:

• bricokw
• bricklink
• brickarchitect - parti disegnate chiaramente
• brickshop