Rete di scuole per la ROBOCUP JR ITALIA ROBOCUP JR ITALIA 2012 Riva del Garda (TN) 19-21 aprile Della squadra NONSO Istituto Vito Volterra
La Rete di scuole per la Robocup Jr ITALIA è espressione dell Autonomia scolastica regolata dal D.P.R. 275/99 (art. 7) che permette alle scuole statali di operare sinergicamente per obiettivi condivisi e ritenuti importanti per l offerta formativa erogata all utenza. La Rete di scuole è nata sulla condivisione di una serie di principi EDUCATIVI e DIDATTICI riferiti alla realtà della scuola italiana. Questi principi e le conseguenti proposte operative erano stati riportati in un documento del maggio 2008 dal titolo: Manifesto per una RoboCupJr italiana - una proposta per la diffusione dell utilizzo didattico della Robotica nelle scuole a cura di Andrea Bonarini, Augusto Chioccariello e Giovanni Marcianò. Maggio 2008 L obiettivo della Rete organizzare l edizione italiana della Robocup Jr concretizza una spinta al confronto e alla collaborazione tra Istituti scolastici, elementi che motivano docenti e studenti all impegno nell innovazione, sia didattica che tecnologica, affrontando i problemi che costituiscono uno standard internazionale dal 2000, quando la Robocup (manifestazione riservata alle Università di tutto il mondo) ha proposto le tre gare per la scuola: Dance Rescue Soccer. La Robocup Jr ITALIA è Una manifestazione nazionale fondata di tre punti forti: 1. una struttura che cura l organizzazione e gestisce gli aspetti di organizzazione, promozione, svolgimento ai diversi livelli, regionali e nazionali; 2. un contenuto condiviso, ovvero regolamenti, formule di gara, supporto formativo e informativo ai partecipanti;
3. una documentazione delle proposte didattiche e del lavoro degli studenti che coinvolgono l uso di kit o robot auto costruiti per la partecipazione agli eventi organizzati dalla Rete. Questo volumetto appartiene alla collana di documentazione. Sul piano organizzativo e gestionale della Rete di scuole lo Statuto prevede organismi ben distinti ma fortemente integrati: COMITATO DI GESTIONE formato dai Dirigenti scolastici degli Istituti fondatori o associati alla Rete. Si riunisce due volte l anno in via ordinaria, e online per decisioni straordinarie. ISTITUTO CAPOFILA come previsto dal DPR 275/99 cura gli aspetti burocratici, amministrativi e contabili della Rete. Il Dirigente scolastico dell Istituto capofila è il legale rappresentante della Rete e provvede a dare esecuzione alle delibere del Comitato di Gestione. COMITATO TECNICO formato dai docenti referenti degli Istituti fondatori o associati alla Rete, provvede a definire il Bando e i Regolamenti di gara per la manifestazione annuale nazionale, trasmettendoli al Comitato di gestione che li deve approvare. COMITATO LOCALE - Cura l edizione annuale della manifestazione, ed è formato a cura del Istituto fondatore o associato a cui il Comitato di Gestione ha assegnato la cura dell evento. ISTITUTI PARTECIPANTI iscrivendosi alle gare, beneficiano del supporto della Rete ma non partecipano alle decisioni gestionali o tecniche. La partecipazione alla gara nazionale li rende idonei per aderire alla Rete. Diversamente serve il parere del Comitato Tecnico.
autori Andreos Davide Favaro Marco Linotti Andrea TEAM NONSO PARTECIPA ALLA GARA DI Rescue A Istituto Vito Volterra Classe 4F
CAP. 1 - DATI GENERALI La squadra è composta da tre studenti appartenenti all istituto ITIS Vito Volterra di San Donà Di Piave: -Andreos Davide -Favaro Marco -Linotti Andrea (Caposquadra) I docenti responsabili sono Segatello Mirco e Slepoi Daniele. ITIS VITO VOLTERRA Nel 1986 l Istituto Vito Volterra ha ottenuto l autonomia scolastica. Tutt' oggi, appena celebrato il suo 25 anno di età, la scuola può ritenersi una delle più importanti della provincia.
Grazie a i numerosi corsi, progetti e iniziative l' istituto può offrire conoscenze ed esperienze che potranno accompagnare i suoi studenti anche dopo il termine della 5 classe. Il corso di robotica fa parte di questi e di anno in anno accoglie gruppi di studenti sempre più numerosi; ed ora l'itis Vito Volterra è pronto a lanciarsi nell' impresa Robocup Jr.
CAP. 2 - DATI DI CONTESTO E MOTIVAZIONE All' interno dell' istituto i corsi di robotica sono presenti dal 2009 ma solo quest' anno è stata proposta la partecipazione alla Robocup Jr. Italia. L idea di partecipare è stata proposta agli studenti già frequentanti il corso di robotica extrascolastico dal docente Segatello Mirco; gli studenti dopo aver visto alcuni file riguardanti le precedenti edizioni della Robocup (video, foto, ) hanno deciso di cimentarsi in questa nuova esperienza e di cogliere la sfida. Con l inizio del nuovo anno scolastico sono arrivati anche i primi ostacoli, l assenza di un campo di gara all interno della scuola faceva parte di questi. Nonostante tutto i professori hanno sempre cercato di incoraggiarci, ottenendo alla fine buoni risultati.
CAP. 3 NOME E STRUTTURA DEL ROBOT Il nome del Robot è nato per caso guardando un film intitolato INTERSTELLA 5555, che è proprio il nome di quest ultimo. Il robot ha subito una serie di modifiche nel tempo. Da una posizione interna dei motori si è passati ad una esterna per diminuire il peso che gravava troppo al centro del robot, facendolo perdere aderenza.
Una successiva modifica è stata attuata per il posizionamento dell'unità centrale. Ad una posizione troppo avanzata che rendeva impossibile l'uso della pseudo-pinza si è preferita una posizione più arretrata, riuscendo anche a bilanciare meglio il peso. Abbiamo preferito utilizzare una coppia di cingoli invece delle ruote; un ruotino inserito nella parte anteriore, aiutato da un peso, facilita la marcia in salita. BASE PARTICOLARE SENSORI + RUOTINO
COMPLETO
CAP. 4 MECCANICA Non abbiamo adottato soluzioni auto costruite e i pezzi che compongono il robot sono tutti ORIGINALI LEGO. La prima pinza che si è cercato di realizzare funzionava grazie ad una serie di combinazioni tra gli ingranaggi; questo progetto è stato successivamente abbandonato. La pseudo-pinza ora adottata serve semplicemente ad incastrare la lattina fra le due tenaglie per poi, in un secondo momento, attuare un semplice rilascio dell'oggetto tramite una collisione verso il basso con il piedistallo nero. PARTICOLARE PINZA
CAP. 5 UNITÀ DI CONTROLLO IL CERVELLO DEL ROBOT PROCESSORE A 32 BIT ATMEL AT91SAM7S256 (CLASSE ARM7) A 48 MHZ COPROCESSORE 8 BIT ATMEL ATMEGA48 (CLASSE AVR: È UN RISC A 8 BIT) A 8 MHZ, CON 4K FLASH E 512 BYTE RAM 256KB MEMORIA FLASH 64KB RAM INTERFACCIA BLUETOOTH V2.0+EDR (CHIPSET CSR BLUECORE 4 VERSION 2, CLOCKATO A 26 MHZ, CON PROPRI BUFFER RAM E FIRMWARE STACK BLUELAB 3.2) VELOCITÀ TEORICA MASSIMA 0,46 MBIT/SEC (PER TRASFERIRE IL SOFTWARE O PER CONTROLLARE IL ROBOT DA REMOTO)
DISPLAY LCD BIANCO E NERO DA 100 64 PIXEL (OGNI PIXEL È CIRCA 0,4 0,4MM); SPEAKER MONO 8 BIT FINO A 16 KHZ; TASTIERA CON QUATTRO TASTI IN GOMMA. 4 PORTE DI INPUT 3 PORTE DI OUTPUT ALIMENTAZIONE CON 6 BATTERIE AA (1.5V)) OPPURE TRAMITE BATTERIA RICARICABILE AL LITIO INTERFACCIA PER PERMETTERE LO SVILUPPO DI PERIFERICHE DA PARTE DI TERZE PARTI.
CAP. 6 SENSORI Abbiamo impiegato tre sensori: - 2 sensori di luce per seguire la linea; - 2 sensore ad ultrasuoni ( uno per il rilevamento degli ostacoli; uno per l'individuazione della lattina). SENSORE DI LUCE: È in grado di rilevare la luce riflessa proiettata in precedenza dal LED. Inoltre è in grado di illuminare la zona interessata al rilevamento grazie ad un LED di colore rosso che è puntato verso il basso; ha una scala che va da 0 a100. Si collega all'unità centrale NXT mediante un cavo dati.
SENSORE AD ULTRASUONI: È in grado di determinare la distanza di un oggetto mediante onde ad ultrasuoni. Inviando le onde calcola il tempo di andata e ritorno, riuscendo a determinare la sua distanza. Può rilevare oggetti fino ad una distanza massima di 250 cm ed una distanza minima di 6 cm. Si collega all'unità centrale NXT mediante un cavo dati.
CAP. 7 ATTUATORI Non abbiamo utilizzato attuatori. CAP. 8 AMBIENTE DI SVILUPPO Per la costruzione e la programmazione del Robot abbiamo usufruito in orario extrascolastico dei laboratori scolastici. Abbiamo utilizzato il software NXT program versione 2.1 Eravamo partiti con l idea di usare il NXC program per la programmazione il Robot, ma per motivi di tempo e di difficoltà di tipo tecnico abbiamo optato per l uso di NXT program.
CAP. 9 IL PROGRAMMA SOFTWARE IL PROGRAMMA PRINCIPALE È FORMATO DA UNA SERIE DI AZIONI CHE VENGONO A SUSSEGUIRSI ALL INFINITO (SEGUI LA LINEA), CHE VIENE INTERROTTO DAL RILEVAMENTO DA PARTE DEI SENSORI DI ULTRASUONI O DI LUCE DI UN VALORE CHE È ANOMALO (OSTACOLO O CARTA STAGNOLA ALL INGRESSO DELLA TERZA STANZA). A QUESTO PUNTO VIENE VERIFICATO L ENTITÀ DEL VALORE ANOMALO E SI RISPONDE DI CONSEGUENZA: -SE È UN VALORE CHE INDICA UN OSTACOLO DAVANTI AL ROBOT SI PROCEDERÀ CON IL SOTTOPROGRAMMA CHE EVITERÀ QUEST ULTIMO. SEGUI LINEA: -SE È UN VALORE CHE INDICA LA CARTA STAGNOLA SI PROCEDERÀ CON IL SOTTOPROGRAMMA CHE CERCHERÀ LA LATTINA E LA ZONA DI SALVATAGGIO;
VENGONO USATI DUE SENSORI DI LUCE CHE CONTROLLANO UNO IL MOTORE DESTRO DEL ROBOT (SENSORE A DESTRA) E L ALTRO IL MOTORE SINISTRO (SENSORE A SINISTRA). QUANDO UNO DEI DUE SENSORI RISCONTRA UN VALORE INFERIORE DI LUCE RISPETTO A QUELLO DEL BIANCO (NEL NOSTRO CASO IL NERO) VIENE A RALLENTARE IL MOTORE CHE CONTROLLA, FAVORENDO LA CURVATURA A DESTRA, SE IL SENSORE DI SINISTRA HA TROVATO LA LINEA NERA, E A SINISTRA SE È IL SENSORE DESTRO A TROVARLA. SCANSAMENTO OSTACOLO: -Destra
-Sinistra ALL'INTERNO DEL PROGRAMMA CHE PERMETTE AL ROBOT DI SEGUIRE LA LINEA, ABBIAMO INSERITO UN SOTTOPROGRAMMA ALL'INTERNO DEL QUALE IL SENSORE FRONTALE AD ULTRASUONI, QUANDO RIESCE A RILEVARE UN DETERMINATO SEGNALE DI DISTANZA DA UN OSTACOLO, AZIONA I MOTORI PERMETTENDO AL ROBOT DI SCHIVARLO SULLA DESTRA O SULLA SINISTRA. TERZA STANZA :
RISCONTRATO IL VALORE DELLA CARTA STAGNOLA, INIZIERÀ IL SOTTOPROGRAMMA DELLA TERZA STANZA CHE PUÒ ESSERE DIVISO IN DUE MOMENTI: -RICERCA E PRESA DELLA LATTINA: GRAZIE AL SENSORE LATERALE DI ULTRASUONI(POSTO SULLA DESTRA DEL ROBOT) IL ROBOT PERLUSTRA LA STANZA IN TUTTA LA SUA LUNGHEZZA IN CERCA DELLA LATTINA. UNA VOLTA TROVATO GIRA IN SENSO ORARIO IN MODO CHE ANCHE IL SENSORE ANTERIORE, SEMPRE DI ULTRASUONI, LA TROVI. UNA VOLTA PUNTATA LA LATTINA IL ROBOT PROSEGUE VERSO DI ESSA FINO A QUANDO NON SARÀ A UNA DISTANZA ADEGUATA PER AFFERRARLA CON LA PINZA. -RICERCA DEL PIEDISTALLO NERO: IL ROBOT ARRETRERÀ FINO ALLA PARETE DIETRO DI SE, COSI DA TROVARSI IN UN LUOGO PIÙ IDENTIFICABILE. INIZIERÀ A PERLUSTRARE OGNI ANGOLO ALLA RICERCA DELLA PEDANA MEDIANTE IL SENSORE DI ULTRASUONI. UNA VOLTA TROVATA POSERÀ LA LATTINA FINENDO LA PROVA.
CAP. 10 SORGENTE DI ALIMENTAZIONE Il robot è alimentato da una batteria LEGO ricaricabile ai polimeri di litio, con una tensione di 7.4V e una potenza massima di 1400 MAH (1.4 AH). L alimentatore trasforma la corrente di ingresso di 220V ~ con la frequenza di 50 HZ in 10V ~e 700 MAH (0,7 AH).
INDICE P.5 - CAP. 1 - DATI GENERALI P.7 - CAP. 2 - DATI DI CONTESTO E MOTIVAZIONE P.8 - CAP. 3 - NOME E STRUTTURA DEL ROBOT P.11 - CAP. 4 - MECCANICA P.12 - CAP.5 - UNITA' DI CONTROLLO P.14 - CAP.6 - SENSORI P.16 - CAP.7 - ATTUATORI P.16 - CAP.8 - AMBIENTE DI SVILUPPO P.17 - CAP.9 - IL PROGRAMMA SOFTWARE P.22 - CAP.10 - SORGENTE DI ALIMENTAZIONE