Тренировочный робот Olympic Bot

Olympic Bot — универсальный тренировочный робот для подготовки ко Всероссийской олимпиаде школьников (ВсОШ) и другим соревнованиям по робототехнике.

Развивайте на примере Olympic Bot свои навыки быстрого решения олимпиадных задач, где понадобится движение робота по линииям и перекрёсткам, ориентация в пространстве по датчикам и перемещение предметов с помощью электромеханического захвата.

Для кого

Образовательный набор Olympic Bot адресован школьникам 9–11 классов и преподавателям, которые готовятся к участию в таких робототехнических соревнованиях, как Всероссийская олимпиада школьников (ВсОШ).

Подробные методические материалы основаны на работах известного преподавателя информатики и робототехники Д. Г. Копосова. Они дадут вам всевозможные советы и лайфхаки, как наиболее эффективно подготовиться к реальным соревнованиям. Про теорию не забываем, но весь упор на прокачку собственного практического опыта с типовым железом.

Вы узнаете, среди прочего, как отладить робота на Arduino в условиях очень ограниченного времени, и сможете выработать свой универсальный подход на примере Olympic Bot.

Что такое ВсОШ

Всероссийская олимпиада школьников (ВсОШ) — это открытое интеллектуальное соревнование для школьников из всех регионов России. Олимпиада проводится по 24 предметам, куда входят естественные и гуманитарные науки, труд (технология), экология и физическая культура. Победители локальных школьных этапов состязаются сначала на уровне своего муницаипалитета и региона, а затем выходят в общероссийский финал.

В рамках испытаний по робототехнике на региональных этапах ВсОШ школьникам дают около 2–3 часов на решение комплексной инженерной задачи. Например, создать робота, который перемещает несколько кубиков из точки А в точку Б, двигаясь в размеченной зоне по определённым правилам.

Участник получает разобранного робота с типовым набором железа: микроконтроллерными платами, датчиками, моторами и сервоприводами. За короткое время нужно успеть правильно собрать корпус робота, подключить все модули, написать и отладить программу, которая в точности выполняет задание. Это сложнее, чем кажется, поэтому без практических тренировок не обойтись!

Привилегии ВсОШ

Участники Всероссийской олимпиады школьников получают различные привилегии: от региональных премий до существенных льгот при поступлении в вуз. Например, диплом победителя или призёра заключительного этапа ВсОШ даёт право на поступление без вступительных испытаний (БВИ) в любой российский вуз по профилю олимпиады. Или же 100 баллов за ЕГЭ по соответствующему предмету при поступлении в непрофильный вуз. Победители регионального этапа ВсОШ получают дополнительные баллы к ЕГЭ при поступлении в вуз. Эти льготы действуют в течение 4 лет после присуждения награды.

Таким образом, подготовка и участие во ВсОШ по робототехнике — это не только прокачка ценных знаний и умений, но и шанс получить весомое преимущество при поступлении в технические вузы.

Электроника

Робот построен на платформе Iskra Uno в комбинации с драйвером моторов Motor Shield на чипе L298P и платой расширения Troyka Shield для удобного подключения датчиков и периферийных устройств.

Шасси робота — два колеса 42×19 мм с коллекторными моторами GA12-N20. Двигатели дополнительно оснащены энкодерами, чтобы вы могли потренироваться с настройкой ПИД-регулятора для решения более сложных олимпиадных заданий.

Органы чувств робота — два аналоговых датчика линии, ультразвуковой дальномер HC-SR04 и ИК-дальномер Sharp GP2Y0A021 (10–80 см).

Механическим захватом и положением одного из датчиков управляют сервоприводы FS90 с удержанием угла.

Это практически весь «джентельменский набор» железа, с которым придётся иметь дело на региональной робототехнической олимпиаде.

Для прокачивания навыков схемотехники в наборе есть беспаечная макетная плата, комплект электронных компонентов и различные провода для быстрого прототипирования.

Питание

Для питания робота предусмотрен батарейный отсек на два аккумулятора 18650 с крышкой и выключателем.

Программирование

Программируйте робота Olympic Bot на языке С++ в привычной среде Arduino IDE. Изучайте комбинации горячих клавиш и другие инструменты IDE для быстрого набора кода, ведь на многих соревнованиях не удастся пользоваться никакими библиотеками, кроме встроенных!

Что в наборе

• 1× Комплект деталей из фанеры
• 1× Контроллер Iskra Uno
• 1× Плата расширения Troyka Shield
• 1× Драйвер моторов Motor Shield
• 1× Ультразвуковой дальномер HC-SR04
• 1× Инфракрасный дальномер Sharp GP2Y0A021 (10–80 см)
• 2× Аналоговый датчик линии
• 2× Микросервопривод Feetech FS90 / 180°
• 2× Мотор-редуктор GA12-N20 с энкодером (6 В, 100 об/мин)
• 2× Крепление для моторов GA12
• 2× Колесо 42×19 мм
• 2× Шаровая опора 12 мм
• 1× Зуммер
• 1× Кабель USB (A — Micro-USB) / 0,8 м
• 1× Понижающий преобразователь DC-DC TPS54540 (Zelo-модуль)
• 2× Аккумулятор 18650 Robiton с защитой (3,7 В / 2200 мА·ч)
• 1× Батарейный отсек 2×18650 c крышкой и выключателем
• 1× Breadboard Mini
• 1× Соединительные провода «папа-папа»
• 4× Красный светодиод 5 мм
• 4× Зелёный светодиод 5 мм
• 10× Резистор 220 Ом
• 5× Провод-перемычка 5 см (красный)
• 5× Провод-перемычка 5 см (чёрный)
• 10× Кабельная стяжка 15 см
• 1× Комплект крепежа
• 1× Набор отвёрток
• 1× Шестигранный ключ 2,5 мм

Методические материалы к набору Olympic Bot прилагаются в электронном виде.