LeDuinoS4A. Детский образовательный проект.

Evgeny8B4

✩✩✩✩✩✩✩
1 Ноя 2018
1
0
Всем доброго дня! Нужна помощь специалиста по проектированию моделей для 3D принтеров.
Есть идея снизить возрастную планку при обучении программированию или робототехнике, при этом у ребенка должен быть интерес к самостоятельному проектированию объектов и их последующим программированием. На текущий момент есть подобные наборы, но у всех есть свои недостатки основные из которых:
- цена;
- проводное соединение с компьютером;
- невозможность использования ребенком для игры самостоятельно без взрослого инструктора.

В качестве основы для решения вышеописанных недостатков решил отталкиваться от популярного конструктора Lego Technic. Данный выбор следан по следующим причинам:
1. Очень хорошо реализована механическая часть;
2. Огромный выбор моделей;
3. Ребенок 6 лет самостоятельно справляется со сборкой моделей по инструкции;
4. Существует более продвинутая версия - lego Mindstorms, для которой также имеется много моделей и он совместим с набором Technic и прочими наборами Lego, что открывает огромный простор для фантазии от создания машин на управлении до автоматизации целого игрушечного города.
Упрвление устройствами будет осуществлять Arduino pro mini соединенная с ПК через Bluetooth HC-06. Программная часть проекта будет реализована посредством не менее известной и распространенной платформы S4A - Scratch for Arduino или Snap4Arduino на выбор конкретного пользователя. Это решение позволяет составлять программный код из визуальных блоков и также может быть освоена малышом.

Надеюсь, что на форуме также присутствуют энтузиасты, которые ищут для себя подобных решений и вместе мы сможем подарить нашему подрастающему поколению возможность стать "выше, быстрее, сильнее, умнее".
Теперь, когда с базовыми идеями окончено, перехожу к более подробному описанию самого проекта и его конкретных задач.

Введение. Реализацию проекта хочу разбить на два этапов.
I. Разработка и прототипирование микроконтроллера
II. Разработка и прототипирование периферийных устройств

Основными требованиями для обеспечения выживаемости устройства в суровых детских руках, должны стать принцип "Все лишнее спрятано" и Plug and Play. Чтобы их реализовать предполагаю что все устройства должны быть интегрированы в стандартные лего кубики и каждый подтип устройства имел уникальный разъем для подключения, который исключает некорректное его подключение.

Теперь перейдем к описанию первого этапа.
Микроконтроллер по своим габаритам должен быть таким же как LEGO Mindstorms EV3, чтобы обеспечить максимальную совместимость. Предполагаю, что на корпусе необходимо сделать выступы куда пользователь самостоятельно приклеит стандартные балки лего. Это необходимо по причине возможной усадки корпуса при 3D печати и тем, что 3D печать не обеспечивает идеальной точности повторения размеров креплений лего и соединение будет непрочным. В качестве разъемов для подключения устройств планирую использовать разъем RJ11 4P4C. В нем вывести линии S - сигнал от Arduino, V - +5 вольт от стабилизатора (для питания ардуино совместимых устройств и сенсоров), G - землю общую, VCC - +9 вольт от стабилизатора (для питания моторов пр.). Питание от трех литиевых батареек 14500. В корпусе разместить: батарейный отсек; модуль защиты батарей/балансир заряда на 12 вольт; Arduino pro mini; индикатор заряда батарей с сегментным экраном (вывести на поверхность); гнездо заряда 5,5Х2,1; переключатель с тремя контактами ON-ON (первое положение вкл, второе положение выкл-зарядка).
В зависимости от возможных размеров возможно выведение гнезд RJ11 с торцов корпуса по 5 шт в два ряда или с торцов по 5 шт в один ряд и по 5 в один ряд с двух сторон на верхней крышке корпуса. Особенность работы заключается в том, что размеры корпуса вместе с балками должны быть кратны размерам стандартных элементов Лего.
Таким образом, можем разбить этап на следующие задачи:
- подбор компонентов (разъемов, переключателей, индикатора заряда и пр)
- определение необходимых размеров корпуса
- разработка эскиза корпуса
- разработка проекта электронной платы
- разработка 3D проекта корпуса и размещение компонентов внутри корпуса
- обсуждение и корректировка модели
- печать прототипа и сборка модели.

Распределение ролей:
Я - поиск необходимых компонентов, размеров элементов и их чертежей, электронная часть проекта.
Партнер - разработка 3D модели устройства.

Прикрепил некоторые наработки по данному этапу (эскиз корпуса, стандартные размеры балки лего, чертеж разъема RJ11, чертеж переключателя, чертеж штекера для зарядки, размеры индикатора заряда). Сейчас пытаюсь все вставить в стандартный корпус для РЭА, но хочется чтобы было на хорошем уровне.

Надеюсь, что идея найдет отклик и вместе мы сможем объединить фанатов Лего и Ардуино .
 

Вложения

Arhat109

★★★✩✩✩✩
9 Июн 2019
382
125
В соседнем разделе опубликовал свой проект как раз в этом направлении. В приложении к Ардуино, деталей от Лего-техник + Ардублок как среда программирования - в общем на 146% решает поставленную задачу.
Проверено на собственном сыне и несколькоих участниках его команды "Крутоботы", в т.ч. и как призеры на общероссийских соревнованиях и как безвариантные победители отборочных этапов со средним отрывом около 2-х раз по любому критерию.

Идея вполне пригодна для снижения порога входа в робототехнику Ардуино вплоть до 8-9 лет. Годам к 12-13 в этом разе "ардуино" становится "прошлым этапом" и мало интересно.

Смореть тут: https://community.alexgyver.ru/threads/dlja-detej-kak-lego.1398/ - описание проекта и его комплектации "что и как делалось".

Ещё тут: https://community.alexgyver.ru/thre...rokontrollera-avr-atmel-atmega2560-16au.1454/ - самодельная плата
и тут: https://community.alexgyver.ru/threads/dispetcher-vneshnej-sram-dlja-avr-mega2560-mega128a-etc.1416/ - расширение ОЗУ до 512 килобайт.