roboforum.ru

Коллеги, в этой теме будет обсуждаться проект робото-технического платформы для обучения школьников.

- координация проекта -
Чтобы изначально пресечь дебаты о бесполезности разработки, скажу что это государственный заказ на разработку этой платформы. Координирует проект директор группы компаний mezon.ru Павел Фролов, и непосредственное руководство проектом осуществляет Александр Казанцев (к.т.н., доцент, руководитель образовательных программ Mandriva.Ru (http://www.edumandriva.ru))
Они чуть позже присоединяться к обсуждению.

Теперь несколько слов почему тут возникло это обсуждение: нужно понимать что разработать такую штуку спокойно могут без нашего участия, однако очень не хочется правильную и нужную для наших школ тему превратить в выполненный "как обычно" проект.
В основу изначально закладываются принципы полностью открытого проекта: начиная от электронной части, механики, заканчивая программным обеспечением.
У нас есть возможность поучаствовать в обсуждении проекта, с целью дать школьникам удобные для обучения конструкторы, и в конечном итоге получить готовые модули и программы для собственных изделий (массовый выпуск сделает их цену минимальной)

- цель проекта -
Создание программно-аппаратного комплекса (конструктора) и методик для обучения основам программирования робото-технических устройств для школьников 5-11 кл.

К конструктору предъявляются следующие требования:

• модульность
• сборка без специальных инструментов (отвертка допустима)
• безопасность для здоровья
• вандалостойкость
• экономическая эффективность
• значительная расширяемость при необходимости продвинутого изучения
• возможность использования уже имеющихся в школах обучающих наборов

базовые модели конструктора

• ScratchBoard
• Робоплатформа

пояснения:
Вероятно "мозг" будет выполнен в виде картриджа, который может быть установлен либо в ScratchBoard (это плата разработки: несколько кнопок, несколько светодиодов, линейный потенциометр, спикер, микрофон, ... подробнее ниже)
либо в двухколесную платформу (Робоплатформа)
Вероятно будут иметься картриджи дополнительных модулей, например платы беспроводной коммуникации, датчики, драйверы двигателей


- исходные данные -
Есть несколько документов которые определяют общую концепцию развития, нам их нужно принять как данность.

1. Базовая плата для организации "мозга" берется Arduino (прежде всего стандартная, но будет хорошо так же позволить использовать клоны и модификации)
2. Имеется среда визуального программирования Scratch (Скретч) - система должна иметь совместимость с этой средой разработки

- основные принципы -

• открытая документация на все компоненты и модули проекта (электроника, механика, программное обеспечение)
• максимально возможное использование в проекте имеющихся наработок

- документы -
позже приложу

К обсуждению приглашаются все заинтересованные стороны, прежде всего сами школьники у которых есть подобные занятия или соображения по тому как было бы их правильно построить, преподавательский состав, ну и родители имеющие знания и свой опыт в этой области.

P.S. пока написал своими словами, позже будем уточнять цели, принципы и документы

Насколько я видел, школьники любят лего.
Чем то не устраивает?

Очень интересно и Arduino хороший выбор.

Вандало стойкость такого конструктора - ИМХО утопия !

Ну да, лего подходит под все требования.
>Чем то не устраивает?
Им же заказ сделали, т.е. купить готовое и нагреть руки в этом случае не получится.

Немного расскажу о том какие сложности мы уидили в результате обсуждения.

Разговаривали о том что платка Ардуинки хороша по идеологии, но плохо подходит под определение вандалостойкости.
один и вариантов ее использования - превратить в картридж (сопрягающая пассивная плата с заворачиванием всех контактов на общую параллельную шину + корпус из лазерной резки).
Однако тут вырисовывается проблема спецификации этой параллельной шины.
Хорошо было бы использовать так же RoboBus, под который имеется много модулей, но тогда мы переходим с параллельной шины GPIO
к шине с последовательным обменом между модулями.
Вероятно можно сочетать GPIO и RoboBus

Добавлено спустя 2 минуты 7 секунд:

AndreiSk писал(а):Насколько я видел, школьники любят лего.
Чем то не устраивает?

общался со многими преподавателями.
не устраивает прежде всего возможность расширения, а так же "живучесть" комплекта - много ломается

Добавлено спустя 2 минуты 33 секунды:
идеально было бы обеспечить этот набор совместимостью с компонентами лего, чтобы использовать уже имеющиеся наборы
(мне кажется интересна только механическая часть лего)

Добавлено спустя 2 минуты 2 секунды:
про лего главное забыл
есть мнение от мин образования что "дорого однако"

А "государственный заказ" предполагает бесплатное участие разработчиков?
Извините, но это смущает - "директоры группы компаний вместе к.т.Н.-доцентами-руководителями" решили обратиться к (извините за прямоту) непрофессиональному форуму за обсуждением или за наработками, или за разработкой? По-простому так?

"массовый выпуск сделает их цену минимальной"
Павел Фролов уже показал, насколько минимальной будет цена, и как правильно делать деньги на свободном ПО и железе:
http://www.linuxcenter.ru/shop/embedded/arduino/

Интересно, разработчики или сообщество поддержки хоть что-нибудь от их деятельности получило? Может быть новые шилды? Может быть интересные открытые проекты?

Извините, пока это выглядит, как профанация и развод.

По-моему, если уж говорить об "открытом проекте", то "эффективные менеджеры" должны сначала открыть карты. Хотите открыть проект? - Начинайте! С источников финансирования, сумм, сроков, целей.
Если заказ действительно государственный, то мы обязаны это знать (как налогоплательщики), не так ли?

По сути тоже выскажусь, если дело до нее дойдет.

пример: Лабораторный макет для Arduino

С ходу вопросы:

Базовая плата для организации "мозга" берется Arduino (прежде всего стандартная, но будет хорошо так же позволить использовать клоны и модификации)

Что значит "берется плата" - я так понимаю важно только то, что МК + бутлоадер будут как у Ардуино, форм-фактор не важен. Так?

Добавлено спустя 4 минуты 3 секунды:

setar писал(а):общался со многими преподавателями.
не устраивает прежде всего возможность расширения, а так же "живучесть" комплекта - много ломается

1. Реально возможностей расширения у LegoNXT вполне достаточно, кирпичи вроде даже друг другом по синему зубу умеют рулить.
2. Живучесть - честно не верю, что у нас получится более живучее. Скорее наоборот. Кроме того механика очевидно не наша сильная сторона, максимум мы сможем сделать базовый кирпич, может немного датчиков\компонент, а всё остальное надо брать готовое - есть уже мысли какой недорогой конструктор использовать в качестве базы?

Добавлено спустя 12 минут 33 секунды:
В общем полное решение задачи ИМХО выглядит так:
1. Выбираем механический конструктор-платформу;
2. Берем наш контроллер и делаем к нему корпус + вандалоустойчивые разъемы типа RJ-11 и иже с ними;
3. Дописываем ORFA для возможности сборки произвольного количества наших контроллеров в шину с одним мастером;
4. Делаем пачку датчиков с разъемами RJ-11;
5. Самое сложное - механика: мотор-редукторы и сервы с разъемами RJ-11, может быть тупо через переходники, может быть свою электронику в сервы ставить, в общем возможны варианты. Тут наш проект OR-Servo с внедрением в серву HXT12k микромодуля может быть очень актуален. Кстати проект на завершающей стадии уже, прошивка готова, на следующей неделе заказываем платы.
6. Сделать скетчборд для экспериментов - вопрос прикручивания к панели из пластика пачки датчиков, движков и контроллера.

Живучими ИМХО могут быть только "кирпичи" общающиеся по радио и заряжаемые без-контактно.
т.е. в "кирпиче" ни оконцев ни дверцов. Сплошной zigbee. А светики-индикаторы жизни пусть сквозь корпус мерцают.

Кстати и электробезопасность 100 % если на зарядку будут преподу сдавать, а ПОД заряжающий у него будет в коморке.

Такими кирпичами можно даже кидаться на перемене, особенно если они будут в мягкой резине как мультиметры Мастеч.

Был у меня в детстве радиоконструктор. Не смог найти сейчас аналог, чтоб показать.
Он был из кубиков, внутри которых детали. от 2 до 4х граней были выводами, сверху была картинка что за компонент. Были кубики с транзисторами, лампочками, резисторами, конденсаторами, просто проводниками разной конфигурации и т.д. Была "макетная плата", которая представляла из себя просто пластмассовое поле со штырьками. Кубики вставлялись между штырьками и т.о. собиралась любая схема. Сверху и снизу были стенки, к которым подводилось питание.

Можно придумать что-то аналогичное. МК будет представлять из себя блок размером с несколько стандартных кубиков, например 8х3 (что даст 22 вывода - достаточно, или даже меньше сделать). Можно даже его там намертво закрепить, как и питание.

Если требуется связь между несколькими МК или какими-то модулями, можно их сделать на I2C. Всего 2 провода, которые можно теми-же кубиками дотянуть куда надо и подключать любое кол-во устройств.

Michael_K писал(а):А "государственный заказ" предполагает бесплатное участие разработчиков?
Извините, но это смущает - "директоры группы компаний вместе к.т.Н.-доцентами-руководителями" решили обратиться к (извините за прямоту) непрофессиональному форуму за обсуждением или за наработками, или за разработкой? По-простому так?

ты в своем репертуаре, но за прямоту я тебя и уважаю.
Никто не планировал сюда обращаться. Я с коллегами случайно пересекся на конференции по открытому ПО и железу, уговорил "посоветоваться" с общественностью.
С моей точки зрения мы можем помочь сделать грамотно, а не следуя техническому заданию.

"массовый выпуск сделает их цену минимальной"
...
Извините, пока это выглядит, как профанация и развод.
...
Начинайте! С источников финансирования, сумм, сроков, целей.

Про деньги говорить по моему рано, в то же время никто не говорил что все нужно сделать бесплатно.
Есть что предложить из помощи за что хочется денежку получить - предлагайте.
И нужно понимать что это не проект в рамках робофорума, это проект в рамках государства, он уже давно идет, и я очень сильно сомневаюсь что
здесь станут отчитываться о потраченых финансах и советоваться эффективно ли это сделано.

Добавлено спустя 18 минут 29 секунд:

=DeaD= писал(а):Что значит "берется плата" - я так понимаю важно только то, что МК + бутлоадер будут как у Ардуино, форм-фактор не важен. Так?

Это значит что есть возможность взять уже имеющуюся стандартрую ардуино и поставить ее в картридж (для тех кто ее уже имеет).
В то же время было бы желательно охватить большое количество модификаций - FreeDuino, ORduino итд

1. Реально возможностей расширения у LegoNXT вполне достаточно, кирпичи вроде даже друг другом по синему зубу умеют рулить.
2. Живучесть - честно не верю, что у нас получится более живучее. Скорее наоборот. Кроме того механика очевидно не наша сильная сторона, максимум мы сможем сделать базовый кирпич, может немного датчиков\компонент, а всё остальное надо брать готовое - есть уже мысли какой недорогой конструктор использовать в качестве базы?

тут нужно серьезно думать.
В голову приходят варианты лезерной резки для прототипирования с последующим переходом на литье пластика

В общем полное решение задачи ИМХО выглядит так:
1. Выбираем механический конструктор-платформу;
2. Берем наш контроллер и делаем к нему корпус + вандалоустойчивые разъемы типа RJ-11 и иже с ними;
3. Дописываем ORFA для возможности сборки произвольного количества наших контроллеров в шину с одним мастером;
4. Делаем пачку датчиков с разъемами RJ-11;
5. Самое сложное - механика: мотор-редукторы и сервы с разъемами RJ-11, может быть тупо через переходники, может быть свою электронику в сервы ставить, в общем возможны варианты. Тут наш проект OR-Servo с внедрением в серву HXT12k микромодуля может быть очень актуален. Кстати проект на завершающей стадии уже, прошивка готова, на следующей неделе заказываем платы.
6. Сделать скетчборд для экспериментов - вопрос прикручивания к панели из пластика пачки датчиков, движков и контроллера.

2,4. RJ11 насколько долговечны ? может посмотреть в сторону разъемов на магнитах, как питание в applle macbook
5. может быть что то более серийное без переделки ? например pololu мотор-редукторы в комплекте с колесами и датчиками

6. видимо имеется в виду мобильная платформа? - ее нужно проектировать
прототип скретчборда уже есть, похоже на приставку PSP c картриджем Arduino

Добавлено спустя 7 минут 14 секунд:

avr123.nm.ru писал(а):Живучими ИМХО могут быть только "кирпичи" общающиеся по радио и заряжаемые без-контактно.
...

идея хороша, но боюсь потребуется больше чем один последовательный канал, наверняка придется GPIO хотя бы частично наружу выводить
другое дело что это можно сделать опять таки посредством подпружиненных контактов и магнитов.
как на магнитолах панельки быстросъемные делают



Добавлено спустя 1 минуту 49 секунд:

HarryStar писал(а):Был у меня в детстве радиоконструктор. Не смог найти сейчас аналог, чтоб показать.
Он был из кубиков, внутри которых детали. от 2 до 4х граней были выводами, сверху была картинка что за компонент...

помню такую штуку, тоже хорошая мысль

Такие пололушные моторчики (micro/mini-metal) ни разу не вандалоустойчивы.
Я уже пару таких просто выкинул, стали туго крутиться,
смазка не помогала, разбирать пытался, собрать потом
без лупы трудно, после сборки все равно крутятся туго.
И такие белые держалки с ушками тоже хлипкие
Надо металлические, типа
http://www.pololu.com/catalog/product/1080
и моторчики mini-metal соответственно (хотя не рекомендую).

RJ-11 Достаточно долговечны, в LegoNXT именно они, только со смещенной защелкой, к тому же ломать чаще всего будут соединительные кабели, а их просто заменяешь и всё.

setar писал(а):Про деньги говорить по моему рано.

Я налогоплательщик. Раз речь идет о госзаказе, то информация должна быть открытой...
Навального на вас нет

Вы сами-то верите, в то, что пишете? Сравните - все же открыто:
Линуксцентр (господдержка, >50 человек в штате, все дела):
http://www.linuxcenter.ru/shop/embedded ... uino_Nano/
Магазин Робофорума (без господдержки, два с половиной человека):
http://shop.roboforum.ru/product/orduino_nano_v11_plus/
И поворачивается язык рассуждать про "минимальные цены"?

Как будто никому не известно, как школы закупают майндштормы по килобаксу через посредников, при том, что в магазинах они лежат по 12-13 тыр.

Документация на лего, кстати, открыта

по крайней мере вариант с Pololu mini мне больше нравится чем предлагать производителю в больших объёмах переделывать серву под постоянное вращение.
ещё есть готовые сервы постоянного вращения и мотор редукторы из отверток.
первые имеют хлипкий на выворачивание узел крепления корневого подшипника а вторые болшой расход энергии (в малых форм факторах не встречал, хотя может и существуют)