KARELPrimele două prototipuri

Mihai AgapePalatul Copiilor Drobeta Turnu Severin – Filiala Orsova

Simpozionul Național„Performanță prin activități nonformale”

Casa Corpului Didactic Mehedinți, 19.11.2014

Sumarul prezentării

Prezentare generală a proiectului KAREL

Prezentarea muncii depuse în primele 14 luni de implementare a proiectului KAREL

This work has been funded with support from the European Commission.

This communication reflects the views only of the author, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

PREZENTARE GENERALĂ A PROIECTULUI KAREL

Date generale

Programul: Învăţare pe toată durata vieţii Subprogramul: Comenius Acţiunea: Parteneriate Școlare

Multilaterale Comenius Termen limită: 21.02.2013 Limba de lucru: Engleza Nr. de referinţă: COM-13-PM-98-MH-RO Nr. LLP Link: 2013-1-RO1-COM06-29664 1

Date generale – cont.

Titlul proiectului: Karel - Autonomous Robot for Enhancing Learning

Acronimul: KAREL Beneficiarul: Palatul Copiilor Drobeta

Turnu Severin Contract nr.: 182 din 30.09.2013 Perioada: 01.08.2013 – 31.07.2015 Suma totală: 24.000 EURO

Partenerii proiectului KAREL Palatul Copiilor Drobeta Turnu Severin,

România (coordonator) Platon Schools (Εκπαιδευτηρια Πλατων)

(Katerini, Grecia) Beypazari Teknik Ve Endüstri Meslek Lisesi

(Beypazari, Turcia) Technikum nr 1 im. Stanisława Staszica w

Zespole Szkoł Technicznych w Rybniku (Rybnik, Polonia)

Scopul parteneriatului KAREL Scopul proiectului este dezvoltarea de

materiale curriculare pentru învățarea științelor și tehnologiei cu ajutorul roboților.

Am numit KAREL platforma robotică pe care o vom dezvolta, ca un omagiu adus lui Karel Čapek, scriitorul ceh care a introdus cuvântul robot.

Produse (principale) ale proiectului KAREL Platformă robotică proiectată și fabricată în

câte 5 exemplare pentru fiecare partener. Planuri de lecții pentru utilizarea platformei

KAREL în abordarea unor teme diferite domenii (fizică, biologie, electronică, mecanică, programare și robotică).

Dicționar de robotică în engleză și limbile țărilor participante.

Proiectul KAREL în cifre

Țări: 4Parteneri: 4Profesori: 21Elevi: 50Mobilități: 96Roboți: 20Lecții: 21

Distribuirea sarcinilor (1)

Proiectarea, fabricarea, testarea și documentarea platformei robotice: Sistemul mecanic – Turcia Sistemul electronic – Polonia și România Software – Grecia, România și Polonia În timpul proiectului toți partenerii vor învăța

despre modul în care să fabrice componentele și își vor construi propriile flote de roboți.

Distribuirea sarcinilor (2) Proiectarea și documentarea curriculumului

pentru platforma robotică: Fizică – Grecia, România Biologie – Grecia Mecanică – Turcia, Polonia Electronică – Polonia, România Programare – Grecia, România Robotică – Polonia, România Fiecare partener va traduce curriculumul final în

limba națională.

Distribuirea sarcinilor (3)

Dicționarul cu termeni de robotică în engleză, greacă, poloneză, turcă și română va fi rezultatul efortului comun.

KARELREZULTATE DUPĂ 14 LUNI

SpecificațiiKarelino – primul prototip al controlerului platormei KarelRezolvarea unor probleme de matematicăAl doilea design al platformei Karel

KAREL SPECIFICATIONS

Agreed at the first project meeting in BeypazariAvailable at http://sdrv.ms/170NTak

Prima reuniune de proiectBeypazari, 10-16.11.2013

KarelSpecificații mecanice

KarelSpecificații electrice

KarelDispozitive de intrare

KarelDispozitive de ieșire

Karel - Curriculum

Karel Challenges

KarelOther Specifications

KARELINO – PRIMUL PROTOTIP AL PLATFORMEI ROBOTICE

KarelinoMotivație și specificații Karel

Probleme Circuitul de încărcare a bateriei 2s LiPo Circuitul de stabilizare a tensiunii de alimentare

pentru motoare Soluție

Prototip de complexitate mai mică = Karelino Alte cerințe pentru Karelino

12 intrări analogice ale ATmega32U4 disponibile utilizatorului (LiFo) => Alocarea pinilor != Arduino Leonardo

Schema electrică

KarelinoVedere 3D top

KarelinoVedere 3D bottom

FABRICAREA CIRCUITULUI IMPRIMAT

Metoda = Sistemul de Transfer al ToneruluiMateriale = Kitul Pulsar (PCB Fab-In-A-Box) http://www.pcbfx.com/

Imprimarea desenului cablajului pe hârtie, cu o imprimantă laser

Curățarea plăcii simplu placate cu hârtie abrazivă

Curățarea plăcii cu o cârpă și alcool izopropilic

Transferarea tonerului pe placă cu un laminator

Eliminarea hârtie după umezirea acesteia

Desenul cablajului este transferat pe placă

Impermeabilizarea desenului cu folie verde

Înlăturarea foliei verzi

Imaginea cablajului înainte și după impermeabilizare

Corodarea plăcii cu persulfat de amoniu

Cuprul neacoperit a fost înlăturat

Înlăturarea tonerului de pe placă cu diluant

Găurirea

Testarea traseelor (continuitate și scurtcircuite)

POPULAREA PLĂCII ȘI LIPIREA COMPONENTELOR

Stație de lipit pentru lipirea componentelor THD și SMD Suflantă cu aer cald Ciocan de lipit

Lipirea ștrapurilor

Plantarea și lipirea componentelor (mai întâi SMD și apoi THD) O lupă este foarte utilă

Karelino (TOP)

Karelino (BOTTOM)

Vederi 3D vs placa reală

Testarea KarelinoGreșeli de proiectare și fabricare

A doua reuniune de proiect,Rybnik, 06–13.04.2014

Integrare & Testare(reuniunea de la Rybnik)

Primul prototip Karel(reuniunea de la Rybnik)

AL DOILEA PROTOTIP AL PLATFORMEI ROBOTICE KAREL

Abordare nouă – 2 plăciSchemele electriceProiectarea PCB-urilorFabricarea PCB-urilor

Abordare nouă pentru al doilea prototip Karel 2 plăci

Placa inferioară Sistemul de management al bateriei Motoare

Placa superioară Controler Stabilizatoare Drivere de motor Dispozitive I/O

Sistemul de management al bateriei – Schema electrică

Dimensiunile plăcii

Design-ul circuitelor imprimate Laminat PCB dublu placat Componente

SMD THD

Software Target3001! – versiune limitată la 400 pini /

paduri

Placa inferioarăVedere 3D Bottom

Placa inferioarăVedere 3D top

Placa inferioarăProbleme cu software-ul

Placa superioarăVedere 3D bottom

Placa superioarăVedere 3D top

Îmbunătățirea procesului de fabricare a PCB-urilor

Imprimanta veche (Samsung) – rezoluție 600 dpi Imprimanta nouă (HP) – rezoluție 1200 dpi

Rezultate foarte bune după câteva teste Problemă: driver-ul imprimantei pentru Windows 7

Probleme de imprimare MS Word (doc)

Rezultate diferite Imagini (png)

Probleme de scalare

Rezultate bune cu fișiere pdf

După mai multe încercări (imprimarea)

Alinierea fețelor top și bottom

Probleme cu transferul tonerului

După mai multe încercări (transferul tonerului)

Protejarea tonerului

Aliniere bună între fețele top și bottom

Placa superioară (fața top)trasee minime de 0,6 mm

Placa superioară (fața bottom)trasee minime de 0,3 mm

Al doilea prototip KarelProbleme & Muncă viitoare

Unele circuite nu au fost testate încă (e.g. sistemul de management al bateriilor)

Unele circuite integrate sunt greu de procurat (e.g. cele produse de Seiko)

Posibile viitoare modificări în design, prin folosirea unor noi circuite integrate (e.g. stabilizator boost alimentat de la o singură baterie Li-Po, cu curent mare de ieșire)

A treia reuniune a proiectului Karel, Katerini, 12 – 19.10.2014

Testarea platformei roboticeKarel 2.0 la Katerini

Bibliografie Agape, Mihai. (29 martie 2014). „Karelino, un

pas în dezvoltarea platformei robotice Karel”. IPO-TECH Perspective Tehnice şi Tehnologice – Priorităţi şi demersuri în contextul european, Simpozion Naţional, ediția a VII-a, 29 martie 2014 (ISSN 2344-1852, ISSN-L 2344-1852): pag. 152-157.

Agape, Mihai. „Karelino – A robot for STEM education”. Prezentare susținută la cea de a doua conferință Scientix, desfășurată la Bruxelles în perioada 24 – 26.10.2014.

Întrebări?