Edukacioni kompleti u oblasti robotike i automatizacije bazirani na elementima koje se slobodno mogu sklapati su uveliko ušli u STEM obrazovanje, pre svega u osnovnom i početnim nivoima srednjeg obrazovanja. Team building je poseban segment gde ovakvi kreativni kompleti dopunjuju postojeće prateći ideju poznatu kao „ozbiljne igre“. Primer je LEGO® SERIOUS PLAY® metod sa svojim kompletima. Početne korake u kombinaciji kockica za konstrukciju objekata i modula za njihovo oživljavanje predvodio je svakako LEGO svojim LEGO® MINDSTORMS® robotima koji su izgleda sa svojom poslednjom EV3 revizijom otišli u istoriju. Ovaj mejkerski i više kućni kit za samostalno učenje zamenili su obrazovni LEGO® Education SPIKE™ kompleti koji se po pravilu sastoje od motora, senzora i mikrokontrolerskog modula koji se pak mogu integrisati u LEGO® Technic™ setove. LEGO® Technic™ je zapravo drugi pravac u konstruisanju u odnosu na standardne kockice u formi „ciglica“ koje su pogodnije za konstrukciju stacionarnih objekata. Pokretni objekti zahtevaju poluge, osovine, klizeće i rotacione elemente kakve možemo naći u setovima Fishertechnik i LEGO® Technic™. Legendarni kvalitet ovih setova dolazi i sa adekvatnom cenom i tu se otvorio prostor za druge proizvođače, poput kompanije Elecfreaks, da ponude alternativna rešenja. Elecfreaks Nezha Inventor’s Kit je upravo jedan takav set sa izborom osnovnih Elecfreaks PlanetX senzorskih elemenata dovoljnih za početne projekte. Sve elemente je moguće kombinovati i sa LEGO i sa Fishertechnik kompletima, a zbog velike ponude dodatnih različitih Elecfreaks PlanetX modula zapravo proširuje mogućnosti svih, pa čak i setova ove dve referentne kompanije. Ako vas interesuje izbor imena Nezha pogledajte wikipediju.
photo: magazin Mehatronika
Osnovni Elecfreaks Nezha Inventor’s kit for micro:bit koji smo dobili od komanije Elecfreaks za potrebe ove recenzije, dolazi u kvalitetnoj plastičnoj prenosnoj kutiji. Poklopac je udubljen u skladu sa oblikom dna sive kutije, te se kompleti mogu lako i stabilno ređati jedan na drugi prilikom čuvanja. Iz imena vidimo da je ovo micro:bit komplet koji je u našem obrazovnom sistemu kao mikrokontrolerska platforma neopravdano zanemaren. Postoji i ELECFREAKS Arduino 36 IN 1 Nezha-A Inventor’s Kit baziran na Arduino MSU, ali bi naša preporuka uvek bila da se u Elecfreaks Nezha STEM kompletima, posebno ukoliko se odlučite za Elecfreaks PlanetX senzorske module držite micro:bit ekosistema. Komplet se može nabaviti sa i bez micro:bit modula i cena je u zavisnosti od tog izbora $175 i $150, što je gotovo duplo manje od uporedivih kitova na tržištu.
Unutrašnjost kutije je podeljena na dva nivoa dodatnim klaserom u kojoj su sortirani elektronski delovi po grupama. Tu je osnovni Elecfreaks Nezha micro:bit ekspanzioni modul koji je osnova svakog Nezha projekta. Dodatni senzorski i aktuatorski moduli, motori, kablovi za povezivanje, par točkova i komplet gumica sa funkcijom prenosnih kaiševa. Posebno interesantan alat plave boje koji se vidi na slici ispod je ujedno vadilica za spojnice i rastavljač kockica. Svako ko se susretao sa Technic spojnicama zna koliki je problem izvaditi je iz rupe. Ovaj alat kao prilagođena piceta to čini očas posla.
photo: magazin Mehatronika
Klaser se lako vadi i ispod njega je prostor za konstrukcione delove koji veoma sliče po obliku i kvalitetu originalnim LEGO delovima i mogu se ravnopravno koristiti u projektima. Preko 400 različitih elemenata se nalazi ovde. Tako bogata zbirka konstrukcionih delova sama po sebi opravdava cenu kita. Ono što nam se dopalo je što kutija ima zazore za pregrade te je moguće podeliti ceo njen prostor na 15 zasebnih odeljaka. Ono što nam je neshvatljivo je što se uz Kit ne dobija komplet pregrada.
photo: magazin Mehatronika
Sadržaj Elecfreaks Nezha Inventor’s Kit-a
Osnovni element je Elecfreaks Nezha ekspanziona ploča za micro:bit u koji je moguće uključiti i V1 i V2 micro:bit pločice. U kompletu, ako se naručuje zajedno dolazi micro:bit V2 što uz veću procesorsku snagu dodaje i tpuch senzor, mikrofon i buzzer. Bluetooth konekcija je standard za obe verzije i omogućava bežično flešovanje novih projekata i sa mobilnih uređaja. Mi smo naš micro:bit zaštitili Elecfreaks micro:bit case-om što uvek preporučujemo kao protekciju štampane ploče od dodira.
photo: magazin Mehatronika
micro:bit se ubacuje sa gornje strane Nezha ekspanzione ploče u za to predviđen port. Stoji čvrsto i ne postoji način da se slučajno odvoji. Svi kontakti na razvojnoj pločici su lako dostupni, a prepoznatljivi LED matriks se u potpunosti vidi.
photo: magazin Mehatronika
Sa leve strane nalazi se micro USB ulaz za napajanje integrisane baterije. Puna baterija bi trebala da obezbedi rad do 2 časa, ali to zavisi od potrošača koje budete povezali na izlazne portove, posebno motora. Do ulaza za napajanje nalazi se viđebojna LED dioda, koja trepti crveno ako je baterija prazna, a prilikom punjenja menja boju od crvene, preko žute u zelenu. Prilikom rada dioda sija plavom svetlošću.
Sa ove iste strane nalaze se i tri I2S porta koja su povezana na isti I2C kanal, budući da micro:bit poseduje samo dva pina za SDA i SCL signale. Nezha je ustanovio RJ11 konektore (standardne telefonske žabice) na kablovima za prenos svih signala. Četiri linije se vode jednim kablom što je dovoljno i za I2C, ali i za povezivanje analognih i digitalnih senzora i aktuatora.
photo: magazin Mehatronika
Sa druge strane nalaze se četiri crvena porta namenejna za digitalni I/O, a prva dva sa dodatno žutom oznakom mogu se koristiti i kao analogni senzorski ulazi. U kasnijem radu sa dodatnim Nezha modulima, koje je moguće povezati na sve I2C i I/O portove ne treba razmišljati o ovim tehničkim zahtevima u vezi njihovog tipa, jer su moduli kodovani bojom koja odgovara boji porta na koji je moguće povezivanje.
photo: magazin Mehatronika
Sa donje strane nalaze se četiri dvopinska izlaza označena sa M1, M2, M3 i M4 za motore sa maksimalnim naponom na njima od 3.7 V. Iznad njih su četiri para zlatnih konektora za Fishertechnik motore sa maksimalnim naponom na njima od 9 V. Iako nigde u uputstvu ne piše, M1-M4 izalazi i četiri izlaza za Fisertechnik motore se kontrolišu simultano, tj. svaki zlatni izlaz je povezan sa odgovarajućim dvopinskim M izlazom. Najzad iznad Fishertechnik konektora nalaze se četiri četvoropinska izlaza za servo motore označena sa S1, S2, S3 i S4. Mi smo se i ranije sretali sa M i S izlazima na Elecfreaks proizvodima, tako da smo ih videli i na Elecfreaks: Smart Cutebot Pro vozilu, ali na Wukong 2040 breakout ploči i oni su u svim realizacijama tehnički međusobno kompatibilni.
photo: magazin Mehatronika
U Nezha kitu dobijaju se dva DC motora i jedan servo motor. Oni se mogu koristiti i u drugom Elecfreaks kompletima, što je odlično jer svako ulaganje u Elecfreaks module povećava vaš stepen kreativne slobode. Motori imaju rupe za spojnice kojima se lako kombinuju sa Nezha i Technic delovima, a ležište za osovinu na motorima omogućava direktno ubacivanje osovina iz sopstvenog, ali i Technic kompleta.
photo: magazin Mehatronika
U ovom Nezha kompletu dolazi osam dodatnih PlanetX senzora. Dva su analogna: merač vlage zemljišta i potenciometar. Od digitalnih tu su detektor linije koji se koristi pri konstrukciji vozila koja prate iscrtanu trajektoriju na tlu, blizinski ultrazvučni senzor i blizinski prekidač Na digitalne portove se povezuju i tri LED diode u crvenoj, žutoj i zelenoj boji. Kao što vidimo nema ni jednog I2C modula što nam je žao i nema Wi-Fi modula čije prisustvo bi bilo jako dobro jer otvara ceo niz loger aplikacija koji bi beležili podatke na oblaku, kao što su MQTT, IFTTT, KisdIoT i slični. Vidimo da je tim imao na umu dva česta projekta prilikom izbora PlanetX senzora. Jedan je projekat merenja uslova u stakleniku (temperatura, svetlost i vlaga u zemljištu iz zvučnu i vizuelnu signalizaciju), a drugi je izgradnja vozila koje se samostalno kreće prateći liniju na tlu sa potrebnim senzorom za praćenje linije, pogonskim DC motorima i servo motorom za izbor smera kretanja vozila.
photo: magazin Mehatronika
Elecfreaks Smart AI Lens
Uz Elecfreaks Nezha Kit dobili smo i Elecfreaks Smart AI Lens planetX senzor koji proširuje mogućnosti u polju pametne vizije. Mašinska vizija, prepoznavanje objekata, lica i boja, autonomna vožnja i mašinsko učenje su spektar aplikacija koje se mogu isprobati sa ovim dodatnim kitom.
photo: magazin Mehatronika
To je AI kamera sa malim ekranom koja se I2C vezom povezuje sa Elecfreaks Nezha ekspanzinom pločom. Spakovana je u sopstvenu kutiju i kupuje se odvojeno po ceni od $50. Treba razmisliti o kupovini AI Lens-a u okviru većeg AI Kita koji uključuje i dodatni audio Ai modul, motor sa ventilatorom i višebojni diodni niz. Očekivano, ovaj kit je nekih $30 skuplji.
photo: magazin Mehatronika
1,3″ ekran AI Lens-a ima rezoluciju od 240×240 piksela i odlične je sjajnosti. Bočno je postavljen micro USB konektor koji se koristi samo za flešovanje novog kernela, što ćete vrlo retko raditi. AI Lens pokreće Kendryt K210 RISC-V procesor koji se dokazao kao standardno dobro rešenje za mejkerske AI primene. Cena malih razvojnih sistema za ovaj procesor je oko $20, tako da smatramo da je cena kita sa ekranom i kamerom i više nego povoljna.
photo: magazin Mehatronika
Sa zadnje strane nalazi se širokougaona (90°) kolor kamera dubokog fokusa, tako da je pogodna za kadriranje slike za AI detekciju, bilo da se prepoznaju boje, oblici, objekti ili lica.
photo: magazin Mehatronika
U paketu se pored PlanetX AI senzora nalazi i 40 kartica sa slikama za detekciju oblika i boja, dve loptice za aplikacije detekcije prolaska objekata kroz snop kamere i dva RJ11 kabla. Jedan je namenjen za povezivanje sa Nezha sistemom, a drugi na jednom kraju ima obične ženske heder konektore, te se može povezati na bilo koja četiri neophodna I2C pina svake ekspanzione ploče sa takvim hederom.
photo: magazin Mehatronika
Nismo našli opšte drajvere za AI Lens tako da ne možemo preporučiti njegovu kupovinu van Elecfreaks ekosistema namenjenog micro:bit-u. Sa druge strane, svi njhovi kompleti i ekspanzione kartice za micro:bit se mogu programirati iz Microsoft MakeCode okruženja te mogu koristiti Smart Ai Lens, budući da postoji softverska ekstenzija koja se može lako instalirati.
screenshot: magazin Mehatronika
Dalje programiranje blokovima je lako i u skladu sa STEM kursevima koji su opšte prihvaćeni, budući da Microsoft stoji iza MakeCode okruženja. Može se programirati i blokovima, ali i u JavaScript-u ili Python-u, sa tim da se kod iz programskih jezika ne može kasnije automatski vratiti u blokovsku prezentaciju.
screenshot: magazin Mehatronika
Zaključak
Velika količina delova za konstrukciju uz ekspanzinu ploču čini ovaj komplet prvim koji treba da nabavite u Nezha ekosistemu. Možete ga kombinovati sa Lego ili Fishertechnik kompletima i dodati im funkcionalnost kroz dodatne PlanetX module, AI mogućnosti pomoću Nezha AI kita, ali i automatizovati projekte uz pomoć micro:bit razvojnog sistema koji je njegov integralni deo. Prvi sledeći PlanetX modul koji treba kupiti je PlanetX Wi-Fi modul po ceni od $12, koji će vam omogućiti funkcije logera i upisivanje na oblak.
photo: magazin Mehatronika
Legoliki elementi su izrađeni od veoma kvalitetne plastike koja mi ne umemo da razlikujemo od one od koje su izrađeni originalni LEGO modeli. Dopada nam se jedan detalj u konstrukciji dugih ravnih elementata tipa poluga koji imaju veliki broj rupa po svojoj dužini. Prilikom gradnje često je potrebno odrediti otvor u koji se ubacuje spojnica, za šta je potrebno prebrojati koliko otvora treba preskočiti. Ako je broj malo veći, lako je pogrešiti. Specifičan odlivak Elecfreaks delova je tako urađen da su otvori očigledno grupisani po dva dodatnim oznakama. I to tako da su oznake gore i dole smaknute za jedan. Time je lako prebrojati i paran i neparan broj rupa bez greške. Deluje nebitno, ali olašava umnogome rad.
Sa ovim Elecfreaks Nezha Inventor’s Kit-om može se napraviti bezbroj konstrukcija, a proizvođač je dao uputstva i programe za 76 projekata na svom sajtu. Obratite pažnju da nećete moći da napravite sve bez dokupljivanja još nekih od četrdesetak dostupnih PlanetX senzora i da će sa osnovnim kitom biti moguće izgraditi njih 48. Svi projekti su detaljno objašnjenji vizuelnim uputsvima veoma kvalitetno i očigledno. Nikada se u jednom koraku u uputstvu ne dodaje više od par elemenata i oni su na jasan način istaknuti crvenim ramom na šemi. Naša sugestija je samo da se na slikama dodaju i informacije o dužini rebrastih osovina. U kompletu ih ima različitih dužina i ponekad nije jasno koja dužina baš odgovara nekom koraku.
photo: Elecfreaks
Kao ilustraciju mi smo izradili model motorbicikla koji ima jedan servo motor za zadavanje pravca i jedan pogonski DC motor na zadnjem točku. Mogućnosti modifikacija su velike, od prepoznavanja putanje kretanja, do implementacije osvetljenja ili dodavnja trećeg točka kako bi se načinio tricikl.
photo: magazin Mehatronika
Kako je ovaj kit namenjen STEM obrazovanju, ali i samostalnom pojedinačnom radu, dobra dokumentacija i mnoštvo projekata su obaveza proizvođača. Elecfreaks ne samo da je ponudo veliki broj gotovih projekta za ovaj Nezha Inventor’s Kit, već je i za svaki od kompatibilnih PlanetX senzora dao nekoliko gotovih aplikativnih primera. Ogroman trud koji se mora pohvaliti.
Da bi se radilo sa Nezha kitom nije potrebno nikakvo poznavanje strujnih zakona niti ulaženje u hardverske karakteristike elemenata. U ovom slučaju, s obzirom na ciljnu grupu to je svakako prednost, jer će sve raditi plug-and-play i deca će sa lakoćom moći da spoznaju koncepte automatizacije bez opterećenja koje bi predstavljalo shvatanje električne i hardverske realizacije. Fokus nije ni na softveru, bez obzira što je moguće pisati u Javasript ili Phyton jeziku, blokovi u CodeBlock okruženju pobrinuće se za sve i jedino što se očekuje od dece je da koristeći osnovne koncepte programiranja shvate kako menjanje parametara utiče na ceo sistem. Budući da je kompatibilnost sa drugim Elecfreaks kompletima, ali i sa Fishertechnik i LEGO kockama potpuna, pred korisnicima se ukazuje prebogat i raznovrstan kreativan svet prilagođen za STEM obuke, kojim se i SERIOUS PLAY® metod u kompanijskim timovima može podići na daleko viši nivo. Sve to uz vrhunski kvalitet i veoma korektnu cenu vodi do naše preporuke.
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.
- Geniatech XPI-3568 Industrial: recenzija - 06/09/2024
- Microsoft Istraživanje: Profesije koje trenutno imaju najviše koristi od veštačke inteligencije - 05/09/2024
- RECOM kupio LECO-a - 05/09/2024