LOFI BRAIN to główny elektroniczny sterownik robotów budowanych z wykorzystaniem zestawu EDUBOX. Jego nazwa jest nieprzypadkowa, bo jeśli porównać robota do żywego organizmu (np. jakiegoś zwierzęcia) to sterownik pełni u niego identyczną rolę jak właśnie MÓZG.

Jakie są podstawowe funkcje sterownika:

– odczytywanie sygnałów z czujników
– sterowanie tzw. AKTUATORAMI – czyli urządzeniami WYJŚCIA – silnikami, diodami LED, głośniczkiem itp.
– komunikacja z komputerem
– wykonywanie programów

Od strony technicznej płytka LOFI BRAIN to tzw. ADAPTER, umieszczamy na niej moduł kompatybilny z Arduino i podłączamy wszystkie czujniki i aktuatory. W połączeniu z systemem modułowych czujników, LOFI BRAIN zdecydowanie upraszcza dokonywanie elektronicznych połączeń i umożliwia zbudowanie prostego robota (np. światłoluba) dosłownie w kilka chwil.

Podstawowe elementy sterownika LOFI BRAIN:

• 1. Moduł PRO MICRO – kompatybilny z Arduino Micro i Leonardo – to na nim znajduje się procesor Atmega32u4, który programujemy
• 2. Złącza INPUT – cztery białe złącza po lewej stronie płytki umożliwiają odczytywanie danych z czujników (czujnik światła, przycisk, potencjometr)
• 3. Złącza OUTPUT – czteru białe złącza po prawej stronie płytki – umożliwiają sterowanie AKTUATORAMI (czyli modułami wykonywującymi jakiegoś rodzaju operacje), podłączamy do nich diody LED, miernik, silniki SERWO, UWAGA – ZŁĄCZA OUTPUT NIE SĄ PRZEZNACZONE DO PODŁĄCZANIA SILNIKÓW DC
• 4. Buzzer – mały głośniczek, wbudowany w płytkę pozwalający generować charakterystyczne piszczące sygnały dźwiękowe (barwy dźwięku buzzera niestety nie jesteśmy w stanie zmieniać)
• 5. Złącze BLUETOOTH – osadzamy w nim moduł BLUETOOTH wpinając jego nóżki zgodnie z oznaczeniami znajdującymi się na płytce
• 6. Złącze czujnika odległości HC-SR04 – podłączamy do niego znajujący się w zestawie czujnik odległości
• 7. Sterownik silników – w płytkę wbudowany jest sterownik silników DC (nazwa sterownika to L293D), umożliwiający obrót silników DC w obydwu kierunkach
• 8. Złącza silników DC – dwa czarne złącza oznaczone M1 i M2 do których podłączamy silniki DC służące jako napędy kół.
• 9. Włącznik płytki – działa on kiedy robot funkcjonuje samodzielnie i płytka zasilana jest przez tylko przez powerbank.

Zasilanie

Płytkę LOFI BRAIN zasilamy przez gniazdo MICRO USB przy pomocy znajdującego się w zestawie POWERBANKU lub bezpośrednio z komputera. Do gniazda USB znajdującego się na płytce BRAIN podpinamy POWERBANK, do gniazda znajdującego się na module PRO MICRO podłączamy kabel USB przez który programujemy płytkę.

Jeśli płytka jest podłączona do komptera przez gniazdo modułu PRO MICRO nie jest konieczne podłączanie dodatkowego zasilania z powerbanku. Nie działa wówczas włącznik ON/OFF (robot jest stale włączony)

Kiedy robot jest odłączony od komputera i działa samodzielnie zasilany tylko przez POWERBANK podłączamy go do złącza na płytce LOFI BRAIN.

Podłączanie modułów

Wszystkie moduły elektroniczne (poza czujnikiem odległości) podłączane są do sterownika LOFI Brain przy pomocy uniwersalnego 3-pinowego złącza.

Moduły dzielimy na:
CZUJNIKI – czujnik światła, przycisk, potencjometr
AKTUATORY – dioda led, miernik napięcia, silnik DC, serwomotory

CZUJNIKI podłączamy do złącz INPUT natomiast aktuatory podłączamy do złącz OUTPUT poza silnikami DC, które podłączamy do złącz M1 i M2

UWAGA! – czarną końcówkę przewodu do podłączenia modułu należy wpiąć do złącza tak aby strona, po której znajdują się blaszki była zwrócona w stronę plastikowej wypustki gniazda INPUT/OUTPUT.

Podłączenie modułu BLUETOOTH

Moduł BLUETOOTH, którego używamy w LOFI Robocie to bardzo popularny model HC-06, pracuje on w standardzie 2.0, co oznacza, że jest kompatybilny z większością komputerów stacjonarnych i laptopów (wyposażonych w odbiornik bluetooth) i urządzeniami mobilnymi z systemem ANDROID.

Poprawne podłączenie modułu bluetooth wygląda następująco:

UWAGA – błędne wpięcie modułu bluetooth może prowadzić do jego uszkodzenia! Zachowaj ostrożność przy jego podłączaniu

Ze względu na fakt, że użyty moduł działa w standardzie Bluetooth 2.0, nie jest on niestety kompatybilny z urządzeniami z systemem iOS (iPhone, iPad), gdyż Apple udostępnia protokół BT2.0 jedynie certyfikowanym urządzeniom.

Adu połączyć LOFI Brain z urządzeniem z systemem iOS (iPhone, iPad) wykorzystujemy moduł bluetooth 4.0 o nazwie HM-10.

UWAGA! – podczas podłączania modułu HM-10 (bluetooth 4.0) zwróć uwagę na oznaczenia jego nóżek – wpinamy go odwrotnie niż moduł bluetooth 2.0

Tryby pracy

Sterownik robota może funkcjonować w dwóch podstawowych trybach pracy:

1. Sterowanie z komputera – jak np. w przypadku współpracy ze Scratchem, gdy sam program wykonywany jest w komputerze do którego podłączony jest robot a do sterownika wysyłane są tylko instrukcje jak sterować konkretnymi komponentami (silnikami, odczytami z czujników), tryb ten wymaga bezpośredniego połączenia robota z komputerem przez kabel USB lub moduł bluetooth, robot nie jest w stanie działać wówczas samodzielnie.

2. Działanie autonomiczne – kiedy do pamięci sterownika wgrywamy skrypt z konkretnymi instrukcjami (np. przy pomocy programu ARDUINO IDE), wówczas po wgraniu skryptu robota możemy odłączyć od komputera i działa on samodzielnie, w tym trybie robot również może komunikować się z komputerem ale zasadniczy program wykonywany jest w pamięci robota (mikrokontrolera Arduino) i będzie on zapamiętany nawet po odłączeniu zasilania.