Programmare un robot con Arduino intermedio per docenti

Modulo 1: Revisione dei Fondamenti di Arduino e della Robotica Revisione dei concetti base di Arduino (LED, motori, sensori di base) Ripasso della struttura di un programma Arduino: setup() e loop() Panoramica sulla robotica educativa e come Arduino può essere utilizzato per creare robot autonomi Analisi di un robot intermedio e dei componenti coinvolti (motori, sensori, attuatori) Modulo 2: Lavorare con Sensori Avanzati Introduzione a sensori più complessi (ultrasuoni, sensori di movimento, sensori di linea, sensori di luminosità) Interfacciamento e calibrazione dei sensori con Arduino Programmazione per la lettura dei valori dai sensori e gestione dei dati in tempo reale Modulo 3: Programmazione con Motori DC e Controllo Avanzato Approfondimento sul controllo dei motori DC: regolazione della velocità e della direzione Utilizzo di moduli H-Bridge per il controllo avanzato dei motori Programmazione per far muovere il robot in modo più preciso e fluido (controllo della velocità, accelerazioni) Implementazione di motori per movimenti complessi (giri, variazioni di velocità) Modulo 4: Utilizzo di Servo Motori per il Controllo Preciso Introduzione ai servomotori e al loro utilizzo in robotica (controllo di angoli) Programmazione per muovere il robot con servo motori (direzione, inclinazione) Applicazioni pratiche: costruzione di un robot con movimenti articolati (es. braccio robotico o movimento preciso di un sensore) Modulo 5: Controllo dei Motori con Encoder Introduzione agli encoder per il controllo della posizione e della velocità Come leggere i dati da un encoder e utilizzarli per il controllo preciso del movimento Programmazione per il controllo della distanza percorsa e la velocità del robot Modulo 6: Implementazione di un Sistema di Visione con Sensori di Linea Introduzione ai sensori di linea per il tracciamento di percorsi Programmazione per la navigazione su una linea (robot che segue una linea tracciata sul pavimento) Ottimizzazione delle prestazioni del robot in base ai valori letti dai sensori di linea (regolazione della velocità, adattamento ai cambiamenti) Modulo 7: . Controllo Proporzionale (PID) Cos’è un controllo PID (Proporzionale, Integrale, Derivativo) e perché è utile per la robotica Applicazione del controllo PID per il miglioramento della stabilità del movimento Programmazione per implementare il controllo PID sui motori per migliorare la precisione del movimento Modulo 8: Robot con Evitamento Ostacoli con Sensori Ultrasonici Uso del sensore a ultrasuoni per rilevare la distanza dagli ostacoli Programmazione per la navigazione autonoma del robot evitando ostacoli Creazione di un algoritmo per la gestione degli ostacoli (robot che cambia direzione quando rileva un ostacolo) Modulo 9: Comunicazione Wireless tra Robot e Altri Dispositivi .la comunicazione wireless: Bluetooth, Wi-Fi, e moduli RF Programmazione del robot per comunicare con un dispositivo esterno (smartphone, tablet, PC) Esercitazione pratica: controllo remoto del robot tramite Bluetooth o Wi-Fi Modulo 10: Creazione di un Robot Che Risponde a Comandi Vocali . riconoscimento vocale con Arduino (uso di moduli specifici come il Vocal Sensor o l'uso di un modulo Bluetooth con smartphone) Programmazione per il controllo del robot con comandi vocali Sviluppo di un'interfaccia che riceve i comandi vocali e li trasmette al robot Modulo 11: Implementazione di un Sistema di Navigazione Autonoma (SLAM) .la navigazione autonoma e al concetto di SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) Utilizzo di sensori di distanza, giroscopi e accelerometri per creare una mappa e rilevare la posizione Programmazione di un sistema base di navigazione autonoma che permette al robot di mappare l'ambiente circostante Modulo 12: Monitoraggio e Diagnostica del Robot tramite Interfaccia Serial .la diagnostica del robot: monitoraggio dei sensori, stato dei motori, e feedback Utilizzo del monitor seriale per raccogliere e visualizzare i dati in tempo reale Implementazione di un sistema di log per il debug e il monitoraggio delle prestazioni del robot Modulo 13: Controllo della Velocità e Coordinazione Multi-Motore Tecniche per il controllo della velocità di più motori DC simultaneamente Programmazione per il coordinamento di più motori in un sistema complesso Applicazioni: controllo di un robot con movimento coordinato su più assi Modulo 14: Creazione di un Robot per Interazione con l'Ambiente (Carico e Sollevamento) .la progettazione di un robot per compiti di carico e sollevamento (bracci robotici, sollevamento di oggetti) Programmazione di attuatori aggiuntivi (motori passo-passo, servo motori) per il sollevamento Creazione di un robot in grado di sollevare, trasportare e rilasciare oggetti in un percorso specificato Modulo 15: Progetto Finale e Debriefing Sviluppo di un progetto finale che combina tutti gli aspetti appresi nel corso (ad esempio, robot autonomo che naviga e interagisce con l’ambiente) Presentazione del progetto: programmazione del robot per completare una serie di compiti autonomi Debriefing finale e discussione sui risultati ottenuti, sfide affrontate e possibilità di applicazione della robotica educativa in aula