Reaali Robootika.COM

NXT robotimaailm ja programmeerimine C-keeles

Eesti parim robootikakool 2017 on Reaali Robootika.COM

Võrus toimunud robootikavõistlusel Võru Roboti Tsõõr selgitati seitsmendat korda välja Eesti parim robootikakool. Viiendat korda viis tiitli ja sellega kaasas käiva rändkarika koju võistkond Robootika.COM Reaalkoolist, kuhu kuuluvad põhikooli- ja gümnaasiumiõpilased Tallinna erinevatest koolidest.

Eesti Parim Robootikakool Reaali Robootika.COM

22. aprillil kogunesid Võru Spordikeskusse õpilased üle Eesti, et pidada maha suurim koolirobootika võistlus Võru Roboti Tsõõr, RoboMiku Lahing 2017.

Võistlusest võttis osa üle 200 meeskonna ligikaudu 400 osalejaga. Võistlusalasid oli 9, sealhulgas nii robotiehitamist kui ka lihtsalt programmeerimist. Peale võistlusalade võitjate valiti välja ka parim robootikakool ning parim uustulnuk 2016/17 hooajal.

Alade koondtulemusel sai robootika Eesti meistri tiitli ja sellega kaasneva rändkarika tiim Robootika.COM Reaalkoolist, kuhu kuuluvad põhikooliõpilased Tallinna erinevatest koolidest.

Võistlustel saavutatud kohad:

1. koht: LEGO Sumo
1. koht: Joonejärgimine
1. koht: Köievedu
1. koht: Juhendajate sumo
2. koht: Linnaläbimine

Eriline kiitus kuulub 11 klassi noortele Ramses Sepp (Tallinna Inglise Kolledž), Timo Loomets (Tallinna Reaalkool) ja Jaan Roop (Gustav Adolfi Gümnaasium), kes juhendasid 2016 õppeaasta algusest  robootikaringi ning selle tulemusena saavutaski tiim tervikuna Eesti Parima Robootikakooli tiitli.

Tiim Robootika.COM saavutas Eesti Parima Robootikakooli tiitli ka 2016,  2015., 2014. ja 2012.aastal. 2013. aasta parimaks robootikakooliks tunnistati Tartu Kivilinna Gümnaasiumi robootikaring ning 2011. aastal Narva Humanitaargümnaasiumi robootikud.

RoboMiku konkursi eesmärk on äratada reaalteaduslikku ning insenertehnilist huvi üldhariduskoolide õpilaste hulgas.

Eesti Parima Robootikakooli nime kannab MTÜ Robootika poolt välja antav rändkarikas, mille saab omale kool, mis on osalenud Eesti robootika võistlustel ja näidanud seal parimaid tulemusi. Alade võistlustulemustest moodustub koondpingerida, mille alusel leitakse karika saaja Rändkarikas on suurim tunnustus Eesti koolirobootika maastikul, mida võiks ihaldada iga robootikaga tegelev kool ja mille tiitli kaitsmine on väljakutse igale võitjale.

Võistluse tulemused: https://www.robootika.ee/wp/?p=928 
Võistluse info: https://www.robootika.ee/wp/?p=912

Ülemaailmne robootikavõistlus First Global

Suvel, 14-18. juuli toimub Washingtonis ülemaailmne robootikavõistlus nimega First Global. Selle võistluse eestvedaja on Dean Kamen ning eesmärk on ühendada robootika abil gümnaasiumiõpilasi üle maailma, et propageerida loodusteadusi, inseneeriat ning matemaatikat.

First Global missiooniks on inspireerida noori olema innovaatilised, panna neid kogema koostöö võimalusi hoides fookust globaalsetel probleemidel ning parandada üleüldist elu kvaliteeti.

Võistluse mõte on näidata noortele, et kui nad õpivad omavahel suhtlema ning teevad koos tööd kasutades teadust ja inseneeriat, et leida lahendusi maailma suurimatele väljakutsetele – vesi, energia, turvalisus, meditsiin, toit ning haridus – õpivad nad üksteisega koos töötama, usaldama üksteist ning kasvavad ühtseks globaalseks ühiskonnaks. Ka Eesti on üks neist riikidest, kes sai kutse osaleda väga kiirelt tekkinud võistlusel.

MTÜ Robootika tegi Tallinna Reaalkooli all tegutsevale meeskonnale Robootika.COM ettepaneku osaleda, sest meeskond on ennast näidanud kui tugevat ning tehnikahuvilistest koosnevat gruppi, kes saaksid hakkama loodud väljakutsega.

Alljärgnev video annab hea ülevaate võistlusülesande kohta:

https://www.youtube.com/watch?v=ceNUHzIwbeg

Põhja-Eesti FLL võistluselt edasipääsemine finaali

Tiim Robootika.COM teenis auga välja karika “Parim roboti disain” ning kõigi rõõmuks sai ka kutse Eesti FLL võistluse finaalvooru.

FLL 2017 parim roboti disain

FLL ehk FIRST LEGO League Estonia ehk LEGO-mehikesed piike murdmas on LEGO robotite võistlus, mille käigus tuleb lahendada võistlusväljakul mitmeid keerukaid ülesandeid.

FLL 2017 Roboti disaini hindamisel sai määravaks roboti modulaarsus

Juhendajateks olid seekord noored 11kl õpilased Ramses, Jaan ja Timo. On rõõm näha kuidas endised FLL-kad kannavad edasi FLL-i ideed ja vaimu ning on terve selle kooliaasta vältel vedanud iseseisvalt robootikaringi!

FLL 2017, harjutatakse esitluseks. Etenduse proovimäng. Kaks põtra on parasjagu kihutava auto alla jäänud - aga noortel on sellele lahendus olemas.

FLL 2017, tiimitöö on pärios kõrge osakaaluga element tulemuste hindamisel
Selliste noortega astun julgelt tuleviku suunas.

Tiimis olid noored:

  • Jaanek Sildam, Rocca Al Mare kool
  • Kaur Reidma, Reaalkool
  • Kristian Tikerpäe, Reaalkool
  • Martin Tikerpäe, Reaalkool
  • Oskar Pukk, Reaalkool
  • Stern Martin Kalle, GAG
  • Viktor Vahtra, K. Pätsi Vabaõhu kool

Tiimi juhendajad:

  • Ramses Sepp, Tallinna Inglise Kolledz
  • Jaan Roop, GAG
  • Timo Loomets, Reaalkool

Meeskond Robootika.COM saavutas Robotexil esikoha

Meeskond Robootika.COM saavutas Robotex 2016 Linnaläbimise võistlusel esimese koha.

Robotex 2016 1. koht

See robot sündis meeskonnatöö tulemusena ning oma panuse andsid õpilased Ramses Sepp TIK-st, Timo Loomets Reaalkoolist ja Jaan Roop GAG-st.

Võistlus koosneb rajast, milles simuleeritakse päris linna. Robot peab liikuma mööda tänavaid, jääma tõkkepuu (valgusfoori ees) seisma, sõltuvalt teevalikust peab andma teisele liiklejale teed ning lõpetama oma linnasõidu parklas.

Loomulikult ei tohi robot sõita tänavatelt välja ning ohustada platsil olevaid maju ja kaasliiklejaid.

Robootika.COM meeskonna robot jõudis esimesel katsel küll eeskujulikult parklasse, kuid üks ratas läks paaris kurvis piirdest välja. Teisel katsel, peale mõningaid ehituslikke ja programmeerimise muudatusi, läbis robot linnaläbimise raja eeskujulikult.

Eesti parim robootikakool kaitses neljandat korda oma tiitlit

Jõhvis toimunud robootikavõistlusel selgitati kuuendat korda välja Eesti parim robootikakool. Neljandat korda viis tiitli ja sellega kaasas käiva rändkarika koju võistkond Robootika.COM Reaalkoolist, kuhu kuuluvad põhikooli- ja gümnaasiumiõpilased Tallinna erinevatest koolidest.

Robootika.COM Eesti Parim Robootikakool 2016

Aprillilõpus kogunesid Jõhvi spordikeskusse õpilased üle Eesti, et pidada maha suurim koolirobootika võistlus RoboMiku Lahing.

Võistlusest võttis osa pea 190 meeskonda ligikaudu 500 osalejaga. Võistlusalasid oli 13, sealhulgas nii robotiehitamist kui ka lihtsalt programmeerimist. Peale võistlusalade võitjate valiti välja ka parim robootikakool ning parim uustulnuk 2015/16 hooajal.

Alade koondtulemusel sai robootika Eesti meistri tiitli ja sellega kaasneva rändkarika tiim Robootika.COM Reaalkoolist, kuhu kuuluvad põhikooliõpilased Tallinna erinevatest koolidest. Üldvõidu tõid tiimile Lego Sumo ja Lego linnaläbimise esikohad ning teised kohad Lego joonejärgimises ja Lego Folkrace´is.

Kõige suuremaks väljakutseks oli tiimi jaoks Folkrace´i programmeerimine, sest kaugusandurid ei töötanud plaanipäraselt ja robot tuli suures ulatuses ümber programmeerida. Samuti tuli lõpetada sumo robot, mille programm valmis vahetult võistluse eel.

Tiim Robootika.COM saavutas Eesti Parima Robootikakooli tiitli ka 2015., 2014. ja 2012.aastal. 2013. aasta parimaks robootikakooliks tunnistati Tartu Kivilinna Gümnaasiumi robootikaring ning 2011. aastal Narva Humanitaargümnaasiumi robootikud.

RoboMiku konkursi eesmärk on äratada reaalteaduslikku ning insenertehnilist huvi üldhariduskoolide õpilaste hulgas.

Eesti Parima Robootikakooli nime kannab MTÜ Robootika poolt välja antav rändkarikas, mille saab omale kool, mis on osalenud Eesti robootika võistlustel ja näidanud seal parimaid tulemusi. Alade võistlustulemustest moodustub koondpingerida, mille alusel leitakse karika saaja Rändkarikas on suurim tunnustus Eesti koolirobootika maastikul, mida võiks ihaldada iga robootikaga tegelev kool ja mille tiitli kaitsmine on väljakutse igale võitjale.

Võistluse info: https://www.robootika.ee/?p=601

Kahendkoodi ja kümnendloendur

Teema: mida saab teha trigeritega?

Kui eelnevatel tundidel vaatasime lihtsaid RS-trigereid, siis nüüd vaatasime juba valmis mikroskeemi, kus on trigerid sisse ehitatud. Nimelt loogikalülitus 4013-e sees on 2 D-trigerit, mille üks laialt levinud kasutuskoht on kahega jagamine.

Esiteks panime kokku generaatori, selle jaoks kasutame traditsioonilist 555 mikroskeemi. Sinna järele sai tehtud kahe mikroskeemiga 4 D-trigerit ning trigerite väljundid omakorda ühendasime kümnendloenduriga.

Kokku tuli skeem, kus saime jälgida valgusdioodidelt kahendkoodi, ja teistelt valgusdioodidelt põleva LED-i liikumist.

555, D-trigerid 4013 ja kümnendloendur 4028

Ühendasime kõikide oluliste kohtadega ostsilloskoobi ning vaatasime kuidas see signaal arvutiekraanil välja näeb.

ostsilloskoop

Triger on see mis teeb Flip-Flop

Nädala teema: mis asi on triger kus seda vaja läheb.

Küsimuse mõlemad pooled on üsna laiad seletused, kuid alustasime hästi lihtsatest asjadest. Esialgu tegime ainult RS-trigeri ning praktilise poole pealt vaatasime kuidas sellega saab valgusdioode ümber lülitada ning lüliti kontaktide värelemisest tingitud häiresignaali eemaldamist.

Algatuseks panime kokku alljärgneva skeemi ning vaatasime kuidas RS-triger töötab.

image

Siis lisasime skeemile juurde ühe loenduri, mille siseelu me hetkel uurima ei hakanud, lihtsalt tõdesime et see loendab signaali impulsse kümneni.

Esimese variandi tegime viisil, et sisendimpulsid andsime lülitiga, mille tagajärjel oli näha, et mõnikord hüppas valgusdiood üle ühe LED-i ja vahest isegi üle kahe LED-i. See on siis tingitud lüliti mehaanilisest häirest.

Kui me aga ühendaime sinna vahele trigeri, ei tekkinud enam kordagi olukorda, et kogemata tuleb justkui kaks impulssi.

Püüdsime ühe lüliti põhjustatud häireimpulsi ka ostsilloskoobiga kinni ning uurisime seda lähemalt, selgus et selle häiresignaali pikkus oli vaid ~0,2 ms.

image

Ühed ja Nullid ongi loogika

Tunni teema: tutvuda baasloogikalülitustega nagu NOT, OR/NOR, AND/NAND ning praktilise tööna panna kokku generaator.

imageVõttis aega, et aru saada sellest, mis asi on 1 ja 0. Ja ilmselt veelgi kauem läheb aega, et sisuliselt mõista miks on meil vaja loogikalülitust NOT. See ju lihtsalt pöörab ühe nulliks ja vastupidi, mille praktilise jaoks seda ikka vaja läheb. Et näiteks “miks meil on vaja loogikalülitusest tuleks välja miinus – selles pole ju elektrit sees – elekter on ju plussi sees”. No siis tulime tagasi teema juurde, et milles seisneb elektrivool.

Väga hästi aga töötasid lülititega tehtud analoogid loogikalülituste juures, need lihtsustasid tõeväärsustabelist aru saamist.

 imageimage

Mis aga ikkagi nende NAND-ide ja OR-de sees on? Siis oligi aeg lühidalt tagasi põigata eelmiste tundide juurde, et transistorid ja takistid on need millest valdavalt koosneb loogikalülitus.

Aga et midagi tunni lõpuks ka juhtuks, siis panime kokku generaatori ning valgusdioodid vilkuma.

image

Arutasime läbi, et miks selline skeem hakkab üldse genereerima ja vaatasime väljundsignaali ning kondensaatori tühjenemist ja laadumist. Arvutasime välja eeldatava sageduse RC-konstandi abil ning mõõtsime seejärel ostsilloskoobiga – ja ennäe, tuligi enam-vähem sama.

Mõned seigad:

Mina: “miks sul on kahte mikroskeemi vaja selle skeemi kokkupanekuks?” – õpilane: “aga siin on ju kaks loogikalülitust”. Back to the basics ning selgituse peale, et ühe mikroskeemi sisse mahub mitu loogikalülitust tuli selge “ahaa…” efekt.

On loomulik, et asjad ei tööta alati kui kokku panna. Kõige levinumad probleemid: mikroskeem polnud korralikult plaadile surutud, mikroskeem valepidi või oli jalgade loendamine sassi läinud.

Ja veel küsimus “miks mikroskeemil on vaja eraldi toidet?”. Kuid ka palju olulisem küsimus, et kui täis on kondensaator peale ühte RC-konstanti? Vastus on 63%, mis tekitas üllatusi, et nii vähe. Kuid sellest piisab täpselt, et loogika maailmas elemendi sisend oma väärtust muudaks.

Diood ja transistor on meie sõbrad

diood

Diood on pooljuhtelement,mis laseb voolu läbi ainult ühes suunas. Dioodil on kaks jalga ning jalgade nimetused on päritud lampide ajastust: anood ja katood. Dioodi noole suund tähistab elektrivoolu liikumise suunda (elektronid liiguvad vastassuunas).

Dioodi ehitusDiood on kokku pandud kahest kristallist, üks pool on rikastatud elektronidega ning teiselt poolelt jällegi on elektrone ära võetud, selline kristall moodustab pn-siirde (pn – positive/negative).

Kui dioodile rakendada pinge pärisuunas, siis vool ehk elektronid hakkavad dioodist alles siis läbi minema kui dioodi jalgade vahel olev pinge on kõrgem kui 0,7 volti.

transistori ehitusTransistor on kolme jalaga pooljuhtelement, mida kasutatakse pinge ja/või voolu võimendamiseks. Tunnis rääkisime ainult bipolaartransistoridest. Transistor on oma ehituselt justkui kaks dioodi kokku pandud ning sellest tulenevalt ongi kahte tüüpi transistorid npn ja pnp, sõltuvalt sellest kumba pidi on nö. dioodid ühendatud. Transistori jalgu nimetatakse bass, kollektor ja emitter. Kui npn transistori baasile rakendada emitteri suhtes 0,7 V võrra kõrgem pinge, transistor avaneb ning kollektori ja emitteri vahel hakkab liikuma suurem vool.image 

NB! Skeemidel olen siiani voolusuuna tähistanud enamjaolt elektronide liikumise suunaga ja seda alati ka eraldi rõhutanud.

transistoriga summeri juhtimine

imageLaboriks panime kokku mitmeid erinevaid skeeme transistoridega. Näiteks ka selline multivibraator.

Siin arvutasime välja sageduse ning mõõtsime ja uurisime signaali ostsilloskoobiga. Tuli välja, et signaaliks on sellised üksikud postid ja mitte ilus sümmeetriline vaheldumine.

image

Kondensaatori tund

Tunni teema: kondensaator. Ehitus, ja kuidas seda kasutada.

Kondensaator

Peale kondensaatori ehituse tutvustamist, et see koosneb sisuliselt kahest metallplaadist ja dielektrikust nende vahel ning rõhutanud eraldi, et kondensaatori ühelt poolelt teisele ei hüppa ükski elektron, tekis kõigil tahes-tahtmata küsimus “milleks meile sellist komponenti üldse tarvis läheb, kust ükski elektron läbi ei lähe?”.

Peale selgitust, kuidas ühele plaadipoolele jõudvaid elektrone hoitakse seal kinni isegi kui kondensaator lahti ühendada, tekib järgmine äratundmisrõõm “aa – kondensaator, see on nagu aku”. Mispeale võib öelda, et analoogia on silmnähtav ning sobilik. Järgmiseks saadakse teada, et suured tehnoloogiaettevõtted töötavadki selle nimel, et tulevikus oleks meil telefonides, kellades jms väiksemates kohtades energiaallikaks kondensaatorid ja mitte akud.

Tunni laboriks oli järgmine skeem. See andis päris hästi edasi justnimelt seda kondensaatori laadumise ja tühjenemise efekti.

Kondensaatori näide