Reaali Robootika.COM

NXT robotimaailm ja programmeerimine C-keeles

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

Elektroonika tund 555

Kõik elektroonikud teavad juba lapsepõlvest, et mis asi on 555.

Tunni esimeses pooles rääkisime arvusüsteemidest: kümnendsüsteem, kahendsüsteem, kaheksand- ja kuueteistkümnendsüsteem. Need viimased on küll väga pikad ja lohisevad nimed.

Lisaks vaatasime veel kahend-kümnend arvusüsteemi ehk ingl. keeles BCD (binary coded decimal).

Eksisteerib veel hulk erinevaid süsteeme, mida kasutatakse arvutites, kuid ei hakanud neid käsitlema, et mitte liiga pead segi ajada.

Milleks mida kasutatakse?

Kümnendsüsteemiga on lihtne, see on meie igapäevane arvusüsteem – näppe kümme, varbaid kümme ning kõik arvutavad maast madalast selle numbrisüsteemi abil.

Kahendsüsteem (binary) on selgelt ja ainult arvutustehnika jaoks. Kõik arvutid töötavad ühtede ja nullidega.

Kuueteistkümnendsüsteem (hex) on peamiselt selle jaoks, et inimestel oleks lihtsam masinarvusüsteemiga suhelda. On oluline vahe, kas kirjutada programmis 1000000 (6 nulli) või 40. Mõlemad tähistavad kümnendsüsteemis ühte ja sama arvu – 64.

Kahend-kümnendsüsteem (BCD) on välja kujunenud arvutustehnikas selle jaoks, et hõlbustada numbrite esitluskuju inimestele arusaadaval kujul kümnendarvudes.

555

Tunni teises pooles panid poisid kokku ühe lihtsa 555 mikroskeemiga generaatori. Tulemus on näha ja kuulda siin videos.

https://www.youtube.com/watch?v=B1HqyAnt0fM

555 soundmakers

Elektroonika tund

Täpselt 2 aastat tagasi, nii ka nüüd, võtsin taaskord õppekavasse elektroonika.

Elektroonika õppekava eesmärk: kevadeks ehitab igaüks enesele väikese arvuti (lihtsamad 3 bitised, keerukamad 7 bitised), mis oskab liita ja lahutada.

Esimesel tunnil käsitlesime teemat, et mis asi on elekter, kuidas liiguvad elektronid ja kuidas märgitakse elektrivoolu suunda. Ajalooliselt on kujunenud välja nii, et need on erinevad. Kokkuleppeline suund on plussilt miinusele, kuid elektronid liiguvad miinuselt plussi suunas.

Arutlesime selle üle, et elekter j��uab peaaegu valguse kiirusel ühest juhtme otsast teise, samas aga üks üksik elektron seal juhtme sees liigub edasi vaid 1 mm / 10 min jooksul. Selles valguses tunduvad need elektronid päris uimased olevat.

Arutasime teemal pinge ja vool. Akude mahtuvus, et miks näiteks ei saa kahe tavalise Lego NXT roboti akuga autot käivitada? Kaks NXT akut on kokku 14,8 V ja autoaku on 14,4 V – ampritest ja seeläbi võimsusest jääb puudu.

Ja miks linnukesed võivad elektri kõrgepingeliini otsas istuda? Ja et inimesed võiksid ka ning midagi ei juhtuks. Aga rippuda selle õhuliini küljes ei tasu, kuna keha võib olla maale liiga lähedal ja siis tekib läbilöök.

Arutasime küsimuse üle, et mis on vahelduvvool, seinast tulev 50Hz. Ja küsimusele, kui palju me saame seinast voolu/võimsust tarbida, jõuti alguses üksmeelsele lahendusele, et “nii palju kui elektrijaam võimaldab”. Tegelikkuses aga selgus, et kuni elektrijaamani on tohutus koguses kaitsmeid ees, mis piiravad ära voolu kasutamise.

Elektroonika komponendid

Me oleme Eesti Parim Robootikakool 2015

Robootikakooli Robootika.COM õpilased tegid suurepärase töö ning tulid koju tagasi koos karikaga, mis antakse Eesti Parimale Robootikakoolile.

Võistluste lõikes saavutati esikohad:

  • Joonejärgija robotiga
  • Folkrace robotiga
  • Linnaläbija robotiga
  • FTC (First Tech Challenge) robotiga

ja kolmas koht Lego Sumo robotiga.

Eesti Parim Robootikakool Robootika.COM

Tiim Robootika.COM saavutas 3. koha Robotexil

29 ja 30. novembril 2015 toimunud Baltimaade suurimal robotite võistlusel Robotex 2014, pälvis meie tiim 3. koha võistluskategoorias ICD Grand Challenge.

Robootika.COM Leivo ja Rao ICD Grand Challenge

Tegemist oli simulatsiooniülesandega, mille käigus tuli suurte lainete käes kõikuval laeval last takistustest mööda põigeldes viia ühest laeva otsast teise. Tegemist oli ühe keerukaima ülesandega selle aasta Robotexil.

Kui esimesed kaks kohta lahendasid ülesande viisil, kus andureid ei kasutatud, ehk siis takistuste asukohad mõõdeti enne ülesande alustamist välja joonlauaga, siis meie robot oli esimene, kes oli ka tegelikult robot, st. ta mõõtis enne liikuma hakkamist takistuste kaugused välja laseranduri abil ning selle põhjal arvutas dünaamiliselt välja oma liikumisteekonna ning -kiiruse.

Ma olen siiralt uhke meie roboti tulemuse ja saavutuse üle. Eelkõige seetõttu, et meie robot oli “nutikas”, mitte lihtsalt matemaatiline automaat!

Alljärgneval pildil meie kolmanda koha võitnud robot. Programmeerimine: Rao Zvorovski, mehhaanika: Leivo Sepp.

Robootika.COM Leivo ja Rao ICD Grand Challenge

Häkime Ultrasonic andurit

Võtsime lahti Ultrasonic anduri, et teada saada mis “karul kõhus” ja kuidas see töötab. ning võibolla seda infot saab millekski kasulikuks veel ära kasutada.

DSCF3322

Kuidas sensor avatuna välja näeb, seda saime teada siit lehelt: http://botbench.com/blog/2011/09/21/exposed-lego-ultrasonic-sensor/ Kuid Xander kirjutab, et ta ei tea kumb on saatja ning kumb vastuvõtja. Meil ei tekkinud hetkekski kahtlust – ühle on peal T ja teisel R. Transmitter ja Receiver – täpselt nii oligi.

Ühendasime ostsilloskoobi ning vaatasime kuidas vastuvõtja signaal välja näeb.

Saatmise pool, saadab välja iga 23 ms tagant 11 impulssi, sagedusega 40kHz. Vastuvõtjas on siis vastuvõetav signaal ajalises nihkes, sõltuvalt sellest kui kaugel mõõdetav objekt asub.

NB! kõik ultrasonic andurid töötavad samal sagedusel, seega kui kaks ultrasonic andurit panna üksteisele otsa vaatama, saavad mõlemad andurid ka teise poolt väljasaadetud signaale ning võib kuvada seetõttu vigast infot. Testisime ka situatsiooni, kus panime ühe ultrasonic anduri vastu neli teist andurit ning tulemus oli ootuspäraselt segane.

Mõeldes eesootava Sumo võistluse peale, tasub siinkohal analüüsida ning mõningaid järeldusi teha.

Hetkel meie järeldusest ei kirjuta Naeratus

Robotex 2014 toimub 29-30. novembril

Robotex 2014 on Eesti suurim robotivõistlus, mis toimub juba neljateistkümnendat korda ning leiab aset TTÜ Spordihoones 29. ja 30. novembril.

Robotex_1_webTänavusel Robotexil korraldatakse kokku kaksteist põhi- ning lisavõistlust:

1. LEGO Sumo
2. Mini Sumo
3. 3 kg Sumo
4. iRobot Sumo
5. LEGO joonejärgimine
6. Joonejärgimine
7. Jalgpall
8. ICD Grand Challange “Päästemissioon merel“
9. Folkrace
10. Labürint (uus)
11. 2 vs 2 jalgpall (lisavõistlus)
12. Humanoidrobotite jalgpall (demovõistlus).

Täpsemate võistlusreeglitega saab tutvuda Robotexi kodulehel: www.robotex.ee/node/2653

Lisaks võistlustele toimub suur tehnoloogianäitus, mitmed töötoad, loovad konkursid seminarid.

Robotex 2014 kuldsponsorid on ABB, ICD Industries ja Technobalt Group.