6 ος Ετήσιος Διαγωνισμός Τεχνοπλεύση Σάββατο, 16 Απριλίου 2011 Ηλεκτροκύκλωση Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κύπρου

2 Ο Θεσμός της ΤεχνοΠλεύσης Ετήσιος διαγωνισμός με θέμα την Τεχνολογία Ο διαγωνισμός εντάσσεται στα πλαίσια των προσπαθειών του Τμήματος και του Πανεπιστημίου Κύπρου για την προώθηση των επιστημών υψηλής τεχνολογίας και της τεχνολογίας της πληροφορίας. Κύριος στόχος είναι η ενθάρρυνση της Καινοτομίας, Εφευρετικότητας και Δημιουργικότητας στην Τεχνολογία. Κίνητρο προς τους νέους για να ασχοληθούν με θέματα τεχνολογίας Αειφόρος Ανάπτυξη

3 Ακαδημαϊκό Υπόβαθρο Problem Based Learning Problem-Based Learning is one of a group of learning strategies which are considered to be encompassed within Enquiry-Based Learning (EBL), which itself is defined as “a broad umbrella term used to describe approaches to learning that are driven by a process of enquiry”, O’ Rourke and Kahn (2005).

4 Ακαδημαϊκό Υπόβαθρο Problem Based Learning 1.Παρουσίαση «προβλήματος» πρακτικής φύσεως. 2.Χρήση υφιστάμενης γνώσης και εμπειρίας. 3.Οριοθέτηση λύσης του προβλήματος. 4.Αναγνώριση ανάγκης απόκτησης επιπρόσθετης γνώσης. 5.Συλλογική αναζήτηση/ διερεύνηση και σύνθεση.

5 Ο Φετινός Διαγωνισμός Ρομποτική με Θέμα: Ηλεκτροκύκλωση Ηλεκτροκύκλωση – Απόβλητα Ηλεκτρικού και Ηλεκτρονικού Εξοπλισμού Κάθε ομάδα πρέπει να κατασκευάσει/ συναρμολογήσει και να προγραμματίσει ένα ρομπότ, το οποίο θα επιλέγει μεταξύ συσκευών κινητών τηλεφώνων και των μπαταριών κινητών τηλεφώνων, με σκοπό να τα μεταφέρει στην αντίστοιχη θέση στο «εργοστάσιο ηλεκτροκύκλωσης». Σημαντικός στόχος είναι η καλλιέργεια της συνεργασίας μεταξύ των αυτόνομων ρομπότ για επιτυχή ολοκλήρωση του προσδοκόμενου στόχου.

6 Δικαίωμα Συμμετοχής Δικαίωμα συμμετοχής έχουν όλοι οι μαθητές και μαθήτριες δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Κάθε ομάδα μπορεί να αποτελείται από έναν/μια έως πέντε μαθητές ή μαθήτριες Η κάθε ομάδα θα πρέπει να σχεδιάσει και να υλοποιήσει το δικό της ρομπότ. Τα μέλη κάθε ομάδας θα πρέπει να γνωρίζουν ακριβώς τη λειτουργία του ρομπότ τους. Θα πρέπει να είναι σε θέση να απαντήσουν οποιαδήποτε ερώτηση σχετικά με το ρομπότ τους. Κάθε ομάδα μπορεί να έχει κάποιο σύμβουλο, ο οποίος μπορεί να είναι π.χ. καθηγητής, συγγενής ή απλά φίλος.

7 Δικαίωμα Συμμετοχής Όλες οι ομάδες θα πρέπει να συμπληρώσουν το έντυπο «Δήλωση Συμμετοχής Ομάδας» και το ερωτηματολόγιο περιγραφής του ρομπότ και να τα αποστείλουν στο Τμήμα μέχρι τις 18 Μαρτίου 2011 Ο διαγωνισμός θα διεξαχθεί το Σάββατο 16 Απριλίου 2011 Έντυπα, διάφορες πληροφορίες καθώς και ανακοινώσεις σχετικές με το διαγωνισμό θα δημοσιεύονται στην ιστοσελίδα του διαγωνισμού ΤεχνοΠλεύση

8 Ρομποτική Ηλεκτροκύκλωση! Καλείστε να σχεδιάσετε και να κατασκευάσετε το δικό σας ρομπότ το οποίο θα είναι ικανό: Να κινείται σε μια μικρή καθορισμένη περιοχή Να ανιχνεύει και να περισυλλέγει κινητά τηλέφωνα και μπαταρίες κινητών από το δάπεδο Να διαχωρίζει τα κινητά από τις μπαταρίες και να τα τοποθετεί στα αντίστοιχα σημεία (στον κάδο ανακύκλωσης ή στην απέναντι περιοχή).

9 Το Εργοστάσιο Ηλεκτροκύκλωσης Το εργοστάσιο ηλεκτροκύκλωσης διαχωρίζεται σε δυο περιοχές (κάθε ρομπότ έχει τη δική του περιοχή) και έχει περιφερειακό περιτοίχισμα (ύψους 30 cm) Η κάθε περιοχή είναι διαρρυθμισμένη ώστε να έχει ένα κάδο συλλογής (μαύρο ή άσπρο) Το δάπεδο μεταξύ των κάδων (γκρίζα περιοχή) διαβαθμίζεται χρωματικά, ώστε το ρομπότ να μπορεί να το χρησιμοποιεί κατάλληλα για προσδιορισμό κατεύθυνσης κίνησης.

10 Το Εργοστάσιο Ηλεκτροκύκλωσης Μεταξύ των δύο περιοχών υπάρχει διαχωριστικό ύψους 30 cm, με κενό ύψους 9 cm στο κάτω μέρος, για να μπορούν τα ρομπότ να μεταβιβάζουν αντικείμενα στην απέναντι περιοχή χωρίς να εισέρχονται σε αυτή. Το διαχωριστικό θα κλείσει με το πέρας του πρώτου μισού του αγώνα (δηλαδή στο 1.5 λεπτό).

11 3m 1.5m 14cm 20cm Διαχωριστικό σε ύψος 9cm πάνω από το δάπεδο για το πρώτο μισό του αγώνα ΜΟΝΟ. Το διαχωριστικό θα κλείσει με το πέρας του πρώτου μισού του αγώνα (δηλαδή στο 1.5 λεπτό). Κάδοι συλλογής Γκρίζες περιοχές Το Εργοστάσιο Ηλεκτροκύκλωσης 10cm

12 Τα Αντικείμενα Άσπρο Τόσο τα κινητά τηλέφωνα, όσο και οι μπαταρίες θα βρίσκονται σε τυχαίες θέσεις στην κάθε περιοχή. Όλα τα αντικείμενα θα είναι τοποθετημένα με τη μεγαλύτερη σε επιφάνεια πλευρά τους να εφάπτεται στο δάπεδο του εργοστασίου. Ο συνολικός αριθμός των αντικειμένων ανά περιοχή δεν θα υπερβαίνει τα 8. Οι διαστάσεις των αντικειμένων θα διαφέρουν, όπως και στην πραγματικότητα. Οι ελάχιστες και μέγιστες διαστάσεις τους είναι όμως γνωστές.

13 Προδιαγραφές Αντικειμένων Άσπρο Κινητά τηλέφωνα Πλάτος:40-50 mm Ύψος: mm Πάχος: mm Βάρος:<85g Μπαταρίες Κινητών Πλάτος: mm Ύψος: mm Πάχος: 4-8 mm Βάρος:<45 g

14 Τα Ρομπότ Κάθε ομάδα είναι ελεύθερη να κατασκευάσει και να προγραμματίσει το δικό της αυτόνομο ρομπότ. Με αυτό τον τρόπο έκαστη ομάδα θα μπορεί να χρησιμοποιήσει τεχνολογίες τις οποίες ήδη γνωρίζει όπως LEGO, PIC Controllers, Mark III,... Η κάθε ομάδα θα επωμισθεί το κόστος του ρομπότ Υπάρχουν φθηνά ρομπότ τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν Πιθανόν κάποιοι προμηθευτές να είναι διατεθειμένοι να χρηματοδοτήσουν κάποιες ομάδες

15 Τα Ρομπότ Το κάθε ρομπότ δεν πρέπει να ξεπερνά τα 35cm σε μήκος, πλάτος και ύψος. Επιπλέον, το ύψος πρέπει να είναι τουλάχιστον 10cm. Μόνο κατά τη διάρκεια του αγώνα ένα ρομπότ μπορεί να επεκτείνεται σε πλάτος, μήκος ή και ύψος, όμως καμία από τις διαστάσεις του ρομπότ σε μέγιστη επέκταση δεν πρέπει να ξεπερνά τα 45cm. Στον διαγωνισμό δεν θα επιτραπεί να λάβουν μέρος ρομπότ που είναι προκατασκευασμένα (πρέπει να κατασκευάστει τουλάχιστον κάποιο μέρος του, π.χ. δαγκάνες, βραχίονες, σύστημα ανύψωσης). Όσοι πρόκειται να αγοράσουν προκατασκευασμένα ρομπότ, και όχι να τα κατασκευάσουν, προτρέπονται να επικοινωνούν με το Τμήμα πριν την αγορά, για να βεβαιωθούν ότι τα ρομπότ πληρούν τις προδιαγραφές.

16 Ελάχιστες Προϋποθέσεις Συμμετοχής Κάθε ρομπότ θα πρέπει να μπορεί να κινείται σε μία περιοχή (1.5m x 1.5m) προσπαθώντας να εντοπίσει τα αντικείμενα Ενόσω κινείται στο εργοστάσιο ηλεκτροκύκλωσης, το ρομπότ θα πρέπει να μπορεί να αποφεύγει πιθανά εμπόδια, π.χ. τα τοιχώματα της αρένας και το διαχωριστικό Αφού εντοπίσει ένα αντικείμενο, πρέπει να μπορεί να το περισυλλέξει και να το τοποθετήσει στον αντίστοιχο κάδο ή να το περάσει στην απέναντι περιοχή.

17 Βεβαιωθείτε ότι Έχετε Λύσει Όλα τα Απλά Προβλήματα! Κατασκευαστικά το ρομπότ σας θα πρέπει να είναι στερεό. Ελέγξτε ότι δεν αγκυλώνεται στα τοιχώματα και στις γωνίες της αρένας Θα πρέπει να μπορεί να μαζεύει αντικείμενα από τυχαία σημεία στην αρένα Προσέξτε τον φωτισμό, ο οποίος κατά τη διεξαγωγή του διαγωνισμού ενδέχεται να είναι διαφορετικός από αυτόν που είστε συνηθισμένοι! Προσέξτε το κέντρο βάρους του ρομπότ: αν είναι ψηλό, το ρομπότ θα κινδυνεύει να καταρρεύσει στην αντίθετη περιοχή σε περίπτωση που συγκρουστεί με ταχύτητα πάνω στο διαχωριστικό! Μπαταρίες – για ελάχιστο χρόνο αυτόνομης λειτουργίας υπολογίστε ότι ένα παιχνίδι διαρκεί 3 λεπτά.

18 Κατεύθυνση Ρομπότ Ο δρόμος προς το διαχωριστικό η τον κάδο μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας 1 ή 2 φωτοαισθητήρες οι οποίοι θα ανιχνεύουν το δάπεδο του εργοστασίου Έστω φ 1 και φ 2 είναι οι μετρήσεις του φωτοαισθητήρα, τότε η διαφορά φ 2 -φ 1 παρέχει πληροφορία για την κατεύθυνση του ρομπότ φ1φ1 φ2φ2 Κάποιο ρομπότ μπορεί επίσης να φτάσει στο διαχωριστικό, ακολουθώντας τα τοιχώματα της αρένας.

19 Δύσκολο Πρόβλημα! Η έκβαση του κάθε παιχνιδιού εξαρτάται από την κατασκευή, τον προγραμματισμό και τη στρατηγική του δικού σας ρομπότ (ανιχνευση, συλλογή, διαχωρισμός και τοποθέτηση αντικειμένων) κατά κάποιο βαθμό από την στρατηγική του αντιπάλου Θα είναι πρακτικά δύσκολο να προγραμματίσετε το ρομπότ σας για να ανταπεξέλθει σε όλα τα πιθανά σενάρια. Υπάρχουν πολλές στρατηγικές που μια ομάδα μπορεί να χρησιμοποιήσει Προσπαθήστε να υλοποιήσετε απλές στρατηγικές τις οποίες το ρομπότ σας μπορεί να ακολουθεί αξιόπιστα!!!

20 Δοκιμή των ρομπότ Τα ρομπότ μπορούν να δοκιμαστούν στο γήπεδο που θα χρησιμοποιηθεί στον διαγωνισμό μια εβδομάδα πριν τον διαγωνισμό Περισσότερες λεπτομέρειες στην ιστοσελίδα του διαγωνισμού σε μεταγενέστερο στάδιο

21 Ο Διαγωνισμός Θα έχει τη μορφή τουρνουά όπου όλοι ξεκινούν από ομίλους (με μονούς αγώνες) ενώ στη συνέχεια δίνουν διπλούς αγώνες από τους οποίους ο νικητής προχωρά στον τελικό, ενώ ο ηττημένος αποχωρεί. Στη φάση των ομίλων, η κάθε ομάδα θα παίξει από 1 παιχνίδι με τις άλλες ομάδες στον όμιλο της διάρκειας 3 λεπτών και θα πάρει μια συνολική βαθμολογία Στον επόμενο γύρο θα προχωρήσουν οι ομάδες οι οποίες κατατάσσονται στις πιο ψηλές θέσεις με βάση τη συνολική βαθμολογία των παιχνιδιών τους και το όριο αποκοπής (π.χ. το 60% των ομάδων προχωρεί στον επόμενο γύρο)

22 Κανόνισμοί Έναρξης Παιχνιδιού Τουλάχιστον 3 λεπτά πριν από την έναρξη κάθε παιχνιδιού οι ομάδες πρέπει να βρίσκονται στην αίθουσα του διαγωνισμού και να έχουν τα ρομπότ τους έτοιμα για έλεγχο πριν από το κάθε παιχνίδι. Σε περίπτωση που κάποιο ρομπότ δεν πληροί τις προδιαγραφές ή μια ομάδα καθυστερήσει να θέσει σε λειτουργία το ρομπότ της πέραν του ενός λεπτού, η ομάδα θα ακυρώνεται και το παιχνίδι θα ξεκινά χωρίς αυτή. Ομάδα η οποία αγωνίζεται μόνη για οποιονδήποτε λόγο, θα παίρνει 2 επιπρόσθετες μονάδες.

23 Κανονισμοί Έναρξης Παιχνιδιού Τα ρομπότ και τα αντικείμενα τοποθετούνται στα σημεία που φαίνονται στο σχήμα μόνο στον πρώτο γύρο. Τα ρομπότ θα τοποθετηθούν το ένα απέναντι στο άλλο. Στους επόμενους γύρους θα αυξηθεί η δυσκολία με διαφορετικές τοποθετήσεις και αύξηση του αριθμού των αντικειμένων Ρομπότ 1 Ρομπότ 2

24 Για κάθε παιχνίδι, η ομάδα της οποίας το όνομα εμφανίζεται πρώτο στο φύλλο αγώνος θα μαζεύει κινητά τηλέφωνα στον δικό της κάδο και έτσι μπαίνει στην περιοχή με τον μαύρο κάδο ανακύκλωσης. Ένας μόνο αντιπρόσωπος από κάθε ομάδα θα είναι υπεύθυνος να τοποθετήσει και να ξεκινήσει το ρομπότ (σε συνεργασία με τον διαιτητή). Κανονισμοί Έναρξης Παιχνιδιού

25 Κανονισμοί Παιχνιδιού Από τη στιγμή που αρχίζει ένα παιχνίδι, κανένας δεν θα μπορεί να αγγίξει ή να παρέμβει με οποιονδήποτε τρόπο (π.χ. τηλεχειριστήριο) στη λειτουργία του ρομπότ. Ομάδες που παρεμβαίνουν στη λειτουργία των ρομπότ θα ακυρώνονται. Δεν επιτρέπεται η χρήση Bluetooth Τα ρομπότ απαγορεύεται να περάσουν στην αντίπαλη περιοχή, πλην του επεκτάσιμου μέρους που συλλέγει τα αντικείμενα (π.χ. δαγκάνες), το οποίο μπορεί να εισέλθει μέχρι 12cm στον απέναντι χώρο. Εάν ένα ρομπότ κολλήσει, ο διαιτητής – μετά από προτροπή της ομάδας – μπορεί να το περιστρέψει 180 μοίρες μόνο μια φορά κατά τη διάρκεια ενός τρίλεπτου αγώνα.

26 +2 βαθμούς (ανά αντικείμενο) για σωστή τοποθέτηση στον κάδο συλλογής των αντίστοιχων αντικειμένων [σε όλη τη διάρκεια του αγώνα] +1 βαθμό (ανά αντικείμενο) για σωστή τοποθέτηση στην απέναντι περιοχή [στο πρώτο μισό του αγώνα]. Διπλοί βαθμοί σε περίπτωση πλήρους μετακίνησης των ορθών αντικειμένων στην απέναντι περιοχή +2 βαθμούς (bonus) για επιτυχή ολοκλήρωση του έργου και από τα δύο ρομπότ. -2 βαθμούς για κάθε αντικείμενο που λανθασμένα τοποθετείται σε κάδο συλλογής ή στην απέναντι περιοχή -1 βαθμό για κάθε αντικείμενο που παραμένει στην περιοχή σας μετά τη λήξη του παιχνιδιού Βαθμολόγηση Παιχνιδιού

Πίνακας Βαθμολογίας ΠεριγραφήΒαθμοί 1 Τοποθέτηση των σωστών αντικειμένων στον κάδο ηλεκτροκύκλωσης ___x2= 2 Μεταφορά των σωστών αντικειμένων στην απέναντι περιοχή/ Ολοκλήρωση μεταφοράς στο 100% ___x1= ___x2= 3 Μπόνους ολοκλήρωσης στόχου και από τα δύο ρομπότ +2 4 Τοποθέτηση αντικειμένων σε λάθος κάδο/ περιοχή (και κατά την διάρκεια του παιχνιδιού) ___x(-2)= 5 Αντικείμενα στην περιοχή σας στη λήξη του παιχνιδιού ___x(-1)= Συνολική Βαθμολογία:

28 Αθλητοπρέπεια Κανένα ρομπότ δεν πρέπει να παρενοχλεί ή/και να εμποδίζει το αντίπαλο ρομπότ. Παρόλο που θα υπάρχει διαχωριστικό, ρομπότ τα οποία είναι ικανά να περάσουν ένα επεκτάσιμο μέρος στην άλλη μεριά, θα πρέπει να το κάνουν με τρόπο που να μην κινδυνεύει το αντίπαλο ρομπότ Ρομπότ το οποίο σκόπιμα προσπαθεί να καταστρέψει τον αντίπαλο/συνεργάτη, αυτόματα αποκλείεται από τον διαγωνισμό. Ρομπότ που αναπτύσσουν μεγάλες ταχύτητες με ενδεχόμενο να προκαλέσουν ζημιές στα προστατευτικά τοιχώματα και στο διαχωριστικό, θα αποκλείονται από τον διαγωνισμό λόγω αντιαθλητικής συμπεριφοράς. Τα μέλη της κάθε ομάδας οφείλουν να συμπεριφέρονται με αθλητοπρέπεια προς ΟΛΟΥΣ τους υπόλοιπους στον διαγωνισμό.

29 Ο Διαιτητής Σε κάθε παιχνίδι θα υπάρχει διαιτητής που θα είναι υπεύθυνος να ελέγχει ότι το παιχνίδι διεξάγεται σύμφωνα με τους κανονισμούς. Αρμοδιότητες Διαιτητή: Έλεγχος του μεγέθους των ρομπότ (αν είναι εντός προδιαγραφών) Έναρξη του παιχνιδιού Έλεγχος ταυτόχρονης έναρξης λειτουργίας των ρομπότ Κλείσιμο του διαχωριστικού με το πέρας του πρώτου μισού του αγώνα (δηλαδή στο 1.5 λεπτό) Λήξη του παιχνιδιού στα 3 λεπτά Βαθμολόγηση των δύο ομάδων Αξιολόγηση συμπεριφοράς των ρομπότ και των ομάδων (με βάση τους κανόνες αθλητοπρέπειας)

Ο αγωνοδίκης είναι το αρμόδιο πρόσωπο στο οποίο μπορεί μια ομάδα να απευθύνθεται σε περίπτωση που νιώσει αδικημένη από τον διαιτητή ή θελήσει να καταγγείλει κάποιο γεγονός ή πράξη που επηρεάζει την ομαλή και δίκαιη διεξαγωγή του διαγωνισμού. Ο αγωνοδίκης μπορεί να ζητά τη βοήθεια των διαιτητών προτού πάρει μια απόφαση. Ο αγωνοδίκης έχει το δικαίωμα να διαγράψει μια ομάδα, όταν αυτή δεν συμμορφώνεται με τις αποφάσεις ή/και υποδείξεις του. Ο Αγωνοδίκης 30

31 Η αριστερή ομάδα έχει τοποθετήσει μόνο τέσσερα αντικείμενα σωστά Τα αντικείμενα πρέπει να τοποθετούνται εξ ολοκλήρου στον κάδο ή/και στην απέναντι περιοχή για να πάρει θετική βαθμολογία μια ομάδα Παραδείγματα Βαθμολόγησης Η δεξιά ομάδα έχει τοποθετήσει όλα τα αντικείμενα σωστά

32 Παραδείγματα Βαθμολόγησης 3 x (+2) 1 x (+1) 1 x (-2) + 3 x (-1) Σύνολο = 2 2 x (+1) Σύνολο = 6 Τα αντικείμενα πρέπει να περάσουν εξ ολοκλήρου στο απέναντι γήπεδο κατά το ΠΡΩΤΟ ΜΙΣΟ του αγώνα 2 x (-1) 3 x (+2)

33 Παραδείγματα Βαθμολόγησης Μέγιστη δυνατή βαθμολόγία: 6x(+2) + 3x(+1) x2 + 2 = 20 Πλήρης μετακίνηση αντικειμένων στην απέναντι περιοχή Ολοκλήρωση ηλεκτροκύκλωσης στο 100% και από τα δύο ρομπότ

34 Τα Έπαθλα Οι τρεις πρώτες ομάδες θα βραβευθούν με χρηματικά έπαθλα από τους επίσημους χορηγούς του διαγωνισμού: Demstar Automotives Ltd, αντιπρόσωπο της HONDA στην Κύπρο. Green-Dot Cyprus (Weee-Ηλεκτροκύκλωση και AFIS ανακύκλωση μπαταριών) Θα απονεμηθούν επίσης τιμητικά διπλώματα

35 Καλή Επιτυχία Για ερωτήσεις ή διευκρινήσεις επικοινωνήστε είτε με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο είτε στα τηλέφωνα και Χορηγός Ε π ικοινωνίας : ΠΟΛΙΤΗΣ