'Football - Robotics and coding' Erasmus+ kumppanuushanke 2023-2024
Ohjelmointia ja robotiikkaa
Tämän Erasmus+ -hankkeen tavoitteena on rakentaa pienet kauko-ohjattavat robotit, joilla pelataan projektin päätteeksi jalkapalloturnaus. Projektiin liittyy sekä ohjelmoinnin että robottien rakentaisen harjoittelua, ja lisäksi vierailut yhteistyökouluissa.
Yhteistyökouluina on Yasar Acar Fen Lisesi ('YAFL', Istanbul, Turkki) ja Maurick College (Vught, Alankomaat). YAFL on luonontieteisin erikoistunut lukio, jonka tietotekniikan opettaja on vastuussa projektiin liittyvästä ohjelmointiosaamisesta. Maurick College on pitkäaikainen yhteistyökumppanimme, jonka kanssa vuosia sitten tehty yhteistyöprojekti tutustutti meidät Arduino-ohjelmointiin. Karhulan lukiossa on vuosittain toteutettu Arduino-ohjelmoinnin kurssi, mutta bluetooth-yhteyden käyttäminen robotin ohjaamiseen on meille uutta.
Projektiin valitaan 10 opiskelijaa jokaisesta osallistujakoulusta. Karhulan lukiosta mukaan valituista opiskelijoista 5 matkustaa Alankomaihin ja 5 Turkkiin. He majoittuvat vierailujen aikana paikallisten opiskelijoiden kodeissa ja vastaavasti majoittavat vierailijat silloin, kun heitä tulee meille.
Projektin aikataulu on tiivis ja kaikki toiminta tapahtuu lukuvuoden 2023-2024 aikana:
Projektin aloitus ja perusohjelmointi: 8.10 -14.10.2023 Karhula
Meille saapuu vieraaksi 5 opiskelijaa Istanbulista ja 5 Vughtista. Lisäksi mukana on opettajia molemmista maista.
Vierailun aikana ohjelmoinnin alkeita sekä tutustumiskäynnit Lappeenrannan yliopistoon ja Aalto yliopistoon.
3D-tulostaminen, Bluetooth-yhteys ja robottien liikkeelle saaminen: 18.2 - 24.2.2024 Vught
Matkustamme 5 opiskelijan kanssa Alankomaihin. Jatkamme ohjelmointia, harjoittelemme 3D-tulostamista ja tavoitteena on pystyä lähettämään komentoja robotille bluetooth-yhteyden avulla. Ohjelmoinnin lisäksi ohjelmaan kuuluu paikallisia kulttuurikohteita ja yritysvierailu.
Lopputurnaus: 14.4. - 20.4.2024, Istanbul
Matkustamme 5 opiskelijan kanssa Turkkiin. Robottien viimeistely alkuviikosta, kulttuurikohteita sekä viikon päätteeksi lopputurnaus.
Projektista vastaavat opettajat Kristiina Majuri ja Riku Leppänen.
Yhteistyökouluina on Yasar Acar Fen Lisesi ('YAFL', Istanbul, Turkki) ja Maurick College (Vught, Alankomaat). YAFL on luonontieteisin erikoistunut lukio, jonka tietotekniikan opettaja on vastuussa projektiin liittyvästä ohjelmointiosaamisesta. Maurick College on pitkäaikainen yhteistyökumppanimme, jonka kanssa vuosia sitten tehty yhteistyöprojekti tutustutti meidät Arduino-ohjelmointiin. Karhulan lukiossa on vuosittain toteutettu Arduino-ohjelmoinnin kurssi, mutta bluetooth-yhteyden käyttäminen robotin ohjaamiseen on meille uutta.
Projektiin valitaan 10 opiskelijaa jokaisesta osallistujakoulusta. Karhulan lukiosta mukaan valituista opiskelijoista 5 matkustaa Alankomaihin ja 5 Turkkiin. He majoittuvat vierailujen aikana paikallisten opiskelijoiden kodeissa ja vastaavasti majoittavat vierailijat silloin, kun heitä tulee meille.
Projektin aikataulu on tiivis ja kaikki toiminta tapahtuu lukuvuoden 2023-2024 aikana:
Projektin aloitus ja perusohjelmointi: 8.10 -14.10.2023 Karhula
Meille saapuu vieraaksi 5 opiskelijaa Istanbulista ja 5 Vughtista. Lisäksi mukana on opettajia molemmista maista.
Vierailun aikana ohjelmoinnin alkeita sekä tutustumiskäynnit Lappeenrannan yliopistoon ja Aalto yliopistoon.
3D-tulostaminen, Bluetooth-yhteys ja robottien liikkeelle saaminen: 18.2 - 24.2.2024 Vught
Matkustamme 5 opiskelijan kanssa Alankomaihin. Jatkamme ohjelmointia, harjoittelemme 3D-tulostamista ja tavoitteena on pystyä lähettämään komentoja robotille bluetooth-yhteyden avulla. Ohjelmoinnin lisäksi ohjelmaan kuuluu paikallisia kulttuurikohteita ja yritysvierailu.
Lopputurnaus: 14.4. - 20.4.2024, Istanbul
Matkustamme 5 opiskelijan kanssa Turkkiin. Robottien viimeistely alkuviikosta, kulttuurikohteita sekä viikon päätteeksi lopputurnaus.
Projektista vastaavat opettajat Kristiina Majuri ja Riku Leppänen.
Jalkapallorobotin valmistaminen
Robotti on vähän kuin kauko-ohjattava puskutraktori, jonka lapa kuljettaa palloa. Itse jalkapallopelissä kullakin joukkueella on kaksi robottia, ja pallona on pingispallo, joka pitää saada maaliin.
Osat:
Osat:
Arduino Nano Motor Carrier
Arduino Nano 33 IoT
Battery (max 4V)
1+2 pyörän runko robotille
pyöriä ja moottoreita robotille
Suunnittelu
Käytössä oli alumiinista valmistettu runko. Suunnittelua vaati pallon kontrolloimiseen tehty lapa ja osien kiinnittäminen toisiinsa. Lapa on sulun '(' muotoinen ja se kiinnitettiin alumiinirunkoon sivuille. Lapa ja sen kiinnitykseen tarvittavat osat saatiin 3D tulostamalla.
Auton rakentaminen
Lapaosan kiinnitys vaati uusien reikien poraamista sekä runkoon että lapoihin. Moottoriohjaimet kiinnitimme liimatarroilla. Akkuun ja moottoreihin täytyi juottaa johdot kiinni.
Nano 33 IoT:n kiinnittämisessä moottoriohjaimeen pitää olla erityisen huolelinen. Jos Nanon kytkee väärin päin ohjaimeen ja virran kytkee päälle sekä Nano että moottoriohjain hajoavat välittömästi.
Ohjelmointi
Moottorien pyörimisen ohjelmointi koodilla M1.setDuty(100); onnistui hyvin. Nano 33 IoT:n käyttämä bluetooth light ei ole suunniteltu jatkuvaan kommunikointiin ja siksi vaati huomattavaa vaivannäköä. Yhteyden muodostaminen vaatii sarja monitorin auki olemista tietokoneen arduino ohjelmassa ja langallista yhteyttä.
Robotin ohjaaminen
Ohjaamiseen käytimme LightBlue sovellusta ja WASD kirjaimia ohjaamaan robotin liikkumissuuntaa. W eteenpäin, S taaksepäin A ja D kääntymiseen paikallaan. LightBlue löytää kaikki rakennuksessa olevat bluetooth yhteyteen kykenevät laitteet. Niitä voi helposti olla satoja joten robotin nimen kannattaa olla huomiota herättävä.