Στο 1ο μάθημα θα έχουμε μια πρώτη επαφή με το περιεχόμενο του σετ ρομποτικής R2. Θα καταμετρήσουμε, θα οργανώσουμε και θα κάνουμε μια πρώτη γνωριμία με τα επιμέρους στοιχεία (κινητήρες, αισθητήρες, ελεγκτής, τροφοδοσία, κλπ.) τα οποία συνεργάζονται, ώστε το ρομπότ να λειτουργήσει ως ενιαίο σύστημα.
Στο παρακάτω βίντεο μπορείτε να παρακολουθήσετε μια συνοπτική περιγραφή των εξαρτημάτων που θα βρείτε μέσα στο σετ ρομποτικής R2.
Γνωρίζουμε ήδη ότι σε ένα υπολογιστικό σύστημα, οι περιφερειακές συσκευές διακρίνονται σε συσκευές εισόδου και συσκευές εξόδου. Συσκευές εισόδου είναι οι συσκευές με τις οποίες εισάγονται δεδομένα στον υπολογιστή, όπως μικρόφωνο (εισάγεται ήχος) και κάμερα (εισάγεται εικόνα). Συσκευές εξόδου είναι οι συσκευές με τις οποίες εξάγονται δεδομένα από τον υπολογιστή, όπως ηχεία (εξάγεται ήχος), ακουστικά (εξάγεται ήχος) και οθόνη (εξάγεται εικόνα). Αντίστοιχα, σε ένα μηχανισμό ρομποτικής διαθέτουμε συσκευές εισόδου και εξόδου που μπορούν να συνδεθούν σε έναν μικροελεγκτή.
Οι συσκευές εισόδου σε ένα ρομποτικό σύστημα είναι οι αισθητήρες οι οποίοι λαμβάνουν δεδομένα από το περιβάλλον. Αισθητήρας ονομάζεται μία συσκευή που ανιχνεύει ένα φυσικό μέγεθος και παράγει από αυτό μία μετρήσιμη έξοδο. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας μπορεί να μετράει την απόσταση που έχει το ρομπότ από ένα άλλο αντικείμενο ή την ποσότητα του φωτός του περιβάλλοντος χώρου του ρομπότ.
Οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε καθημερινά αντικείμενα, όπως κουμπιά ανελκυστήρων ευαίσθητα στην αφή, λάμπες φωτισμού που εκπέμπουν λαμπρότερα ή απαλότερα αγγίζοντας τη βάση τους, βρύσες που ξεκινούν τη ροή νερού όταν πλησιάσουμε το χέρι μας. Υπάρχουν αναρίθμητες ακόμη χρήσεις που οι περισσότεροι άνθρωποι δεν αντιλαμβάνονται. Εφαρμογές τους συναντούμε στα αυτοκίνητα, σε μηχανές, στην αεροναυπηγική, την ιατρική, τη βιομηχανία και τη ρομποτική.
Παραδείγματα συσκευών εισόδου (αισθητήρων) του σετ ρομποτικής R2
- Η συσκευή εισόδου AJS02 είναι ένας αισθητήρας ήχου. Ανιχνεύει την ένταση του ήχου στο περιβάλλον και την εισάγει ως δεδομένο στο σύστημα.
- Η συσκευή εισόδου DJS10 είναι ένας αισθητήρας αφής. Ανιχνεύει την αφή όταν κάποιος ακουμπήσει επάνω του.
- Η συσκευή εισόδου AJS03 είναι ένας αισθητήρας φωτός. Ανιχνεύει τη φωτεινότητα του περιβάλλοντος.
Οι συσκευές εξόδου σε ένα ρομποτικό σύστημα είναι οι ενεργοποιητές οι οποίοι «αναλαμβάνουν» να εκτελέσουν μια εργασία. Για παράδειγμα, ένας ενεργοποιητής μπορεί να είναι μία άρθρωση σε ένα ρομποτικό βραχίονα που κινείται.
Παραδείγματα συσκευών εξόδου (ενεργοποιητών) του σετ ρομποτικής R2
- Το Λευκό LED ένας ενεργοποιητής φωτός. Εκπέμπει φως επιλεγμένης έντασης.
- Ο SERVO είναι ενεργοποιητής κίνησης. Περιστρέφει τον άξονα του σε επιλεγμένη γωνία.
- Ο ενσωματωμένος βομβητής είναι ενεργοποιητής ήχου. Παράγει ήχο επιλεγμένης συχνότητας.
- Αναλογικό είναι ένα σύστημα που παίρνει συνεχείς τιμές.
- Ψηφιακό είναι ένα σύστημα που παίρνει διακριτές τιμές.
Μια αναλογική συσκευή που συνήθως χρησιμοποιούμε για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος μας είναι το υδραργυρικό θερμόμετρο. Η στάθμη του υδραργύρου που βρίσκεται μέσα στο θερμόμετρο παίρνει όλες τις ενδιάμεσες τιμές για να απεικονίσει τελικά την τρέχουσα θερμοκρασία μας. Αντίθετα το ψηφιακό θερμόμετρο δείχνει κάθε φορά ξεχωριστά (διακριτά) ψηφία αριθμών και όχι όλες τις ενδιάμεσες τιμές.
Στη συσκευή με τον μικροελεγκτή Arduino είναι διαθέσιμες θύρες τύπου RJ11 και διακρίνονται σε ψηφιακές και αναλογικές. Ανάλογα και οι περιφερειακές συσκευές που διασυνδέονται σε αυτές τις θύρες διακρίνονται σε ψηφιακές και αναλογικές.
Παραδείγματα αναλογικών και ψηφιακών συσκευών του σετ ρομποτικής R2
- Ο αισθητήρας ήχου AJS02 ανιχνεύει συνεχείς τιμές ήχου. Είναι μία αναλογική συσκευή εισόδου.
- Ο αισθητήρας αφής DJS10 ανιχνεύει διακριτή τιμή για την πίεση- είτε ανιχνεύει πίεση είτε όχι. Είναι μια ψηφιακή συσκευή εισόδου.
- Οι κινητήρες περιστρέφονται με συνεχείς τιμές ταχύτητας. Είναι αναλογικές συσκευές εξόδου.
Πηγή
«StoR23+: Από την Περιπέτεια στην Πράξη – Storytelling και Εκπαιδευτική Ρομποτική με τα ρομποτάκια του υπουργείου R2 και R3» (seminars.etwinning.gr)
Φέτος, όπως κάθε χρόνο, ανάψαμε τα φώτα του Χριστουγεννιάτικου δέντρου 
