Εκπαιδευτική ρομποτική και Arduino

Εκπαιδευτική ρομποτική και Arduino Δρ Βασίλης Μπελεσιώτης 1,2, Δημήτρης Κόκκινος 1 1 Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Πληροφορικής 2 Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής ΔΕ vbel@unipi.gr, jimfield_25@hotmail.com. Περίληψη Η προσέγγιση της Πληροφορικής σε σχολεία πολλών χωρών τόσο στη ΔΕ όσο και στην ΠΕ περιλαμβάνει και την ένταξη της εκπαιδευτικής ρομποτικής. Η διαδικασία παρουσιάζει πολύ σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως η αύξηση του ενδιαφέροντος των μαθητών για το μάθημα, η συμβολή στην ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης, ενώ επιτρέπει στους μαθητές να εμπλακούν με τον προγραμματισμό και να κατανοήσουν έννοιες της Πληροφορικής. Στο άρθρο αυτό γίνεται μια επισκόπηση του ρομποτικού συστήματος Arduino, τόσο ως υλικό όσο και ως λογισμικό και αναλύονται τα προτερήματά του σε σχέση με άλλα ανάλογα συστήματα, όπως είναι το χαμηλό του κόστος και οι πολυεπίπεδες δυνατότητές του. Προτείνουμε τη διδακτική του χρήση ως μια λύση στην ένταξη της εκπαιδευτικής ρομποτικής στις διάφορες βαθμίδες της ελληνικής εκπαίδευσης, ενώ δίνουμε παράδειγμα υλοποίησης τέτοιου συστήματος. Λέξεις κλειδιά: Διδασκαλία, Εκπαιδευτική Ρομποτική, Arduino, Πληροφορική. 1. Εισαγωγή Η Ρομποτική αποτελεί τον κλάδο που σχετίζεται με το σχεδιασμό και την κατασκευή ρομπότ που αλληλεπιδρούν με το φυσικό κόσμο και έχουν τη δυνατότητα να επιτελούν ένα σύνολο εργασιών, όπως συμβαίνει στην αυτοκινητοβιομηχανία, την ιατρική και τη διαστημική τεχνολογία. Εκτός όμως από τη χρήση τους στους παραπάνω τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας, μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει σήμερα η ένταξη των ρομπότ στην εκπαίδευση [Αλεξανδρής, Μπελεσιώτης, Φούντας (2011)], θέμα που πραγματεύεται το άρθρο αυτό. Η εκπαιδευτική ρομποτική, σχετίζεται τόσο με την παρατήρηση ή τον απλό χειρισμό ρομπότ όσο, σε μια πιο απαιτητική κατηγορία και με την εμπλοκή του μαθητή με τον προγραμματισμό, την επίλυση προβλήματος και τη λήψη αποφάσεων σε σχέση με τη συμπεριφορά του ρομπότ με στόχο την ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης που αποτελεί και το υψηλότερο επίπεδο σκέψης [Anderson et.al (2001)]. Στη δεύτερη πιο σύνθετη κατηγορία, ο μαθητής εμπλέκεται με τον προγραμματισμό και, μέσα από μια ευχάριστη παιγνιώδη διαδικασία, σχεδιάζει και δημιουργεί και τελικά ικανοποιείται, βλέποντας το αποτέλεσμα στην πράξη. Γι αυτό, μια τέτοια διαδικασία θεωρείται

4th Conference on Informatics in Education 493 κατάλληλη για ένταξή της στη διδασκαλία και μικρών σχετικά ηλικιών. Συνολικά και υπό τον κατάλληλο σχεδιασμό και προσοχή, η εκπαιδευτική ρομποτική μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το μαθητή των πρώτων τάξεων του Δημοτικού, έως και το φοιτητή ή τον ειδικευμένο επιστήμονα που εμπλέκεται με σύνθετες καταστάσεις και γλώσσες προγραμματισμού για την επίτευξη της συμπεριφοράς του ρομπότ. Είναι προφανές ότι χρειάζεται μεγάλη προσοχή ώστε, μέσα από μια πληθώρα προτάσεων που διατίθενται, να επιλέγεται εκείνο το περιβάλλον υλικού και λογισμικού που ικανοποιεί τις απαιτήσεις της βαθμίδας και το είδος σπουδών που θα χρησιμοποιηθεί. Μεταξύ των παραμέτρων που πρέπει να εκτιμώνται είναι εκείνη του κόστους ενός τέτοιου περιβάλλοντος, του βαθμού προσυναρμολόγησης τμημάτων που παραδίδεται και του είδους του προγραμματιστικού περιβάλλοντος, όπως υψηλό ή χαμηλό επίπεδο γλώσσας, ανοικτό ή κλειστό λογισμικό, λειτουργικά συστήματα στα οποία εκτελείται. Έτσι, για παράδειγμα, για διδασκαλία στις πρώτες τάξεις του Δημοτικού ένα έτοιμο σύστημα πλεονεκτεί σε σχέση με ένα άλλο που απαιτεί συναρμολόγηση πολλών μικρών τμημάτων. Παρόμοια, ένα σύστημα με λογισμικό υψηλού επιπέδου είναι κατάλληλο για τις τελευταίες τάξεις του Δημοτικού και το Γυμνάσιο. Αντίθετα, ένα σύστημα με γλώσσα προγραμματισμού χαμηλού επιπέδου και μικρό βαθμό προσυναρμολόγησης προορίζεται για περιπτώσεις που ζητάμε την εμβάθυνση από το μαθητή σε θέματα υλικού, μονάδων αλλά και λογισμικού, όπως γίνεται σε φοιτητές Τμημάτων Πληροφορικής, μαθητές τομέα Πληροφορικής ή Ηλεκτρονικών των ΕΠΑΛ ή υπό την κατάλληλη χρήση και σε μαθητές ΓΕΛ. Στις παρεχόμενες προτάσεις σχετικά με την εκπαιδευτική ρομποτική συναντάμε μια πληθώρα αξιόλογων συστημάτων, που διαφοροποιούνται λίγο ή πολύ στις παραμέτρους που προαναφέραμε. Εικόνα 1. Το περιβάλλον προγραμματισμού και μονάδες υλικού Lego NTX Στο άρθρο αυτό, θα ασχοληθούμε με την πλατφόρμα Arduino και αυτό διότι, εκτός πολλών προτερημάτων που διαθέτει σε σχέση με άλλα συστήματα, αποτελεί μια

494 Βασίλης Μπελεσιώτης, Δημήτρης Κόκκινος λύση πολύ χαμηλού κόστους, πράγμα που αντιμετωπίζει το οικονομικό πρόβλημα πολλών ελληνικών σχολείων που καθιστά συχνά απαγορευτική τη χρήση άλλων συστημάτων με υψηλότερο βαθμό ετοιμότητας και ευκολίας χρήσης και σε μικρές ηλικίες, όπως είναι το Lego Mindstorms NXT [Lego_NTX ( 2012)] (Εικόνα 1). Η διάρθρωση του άρθρου έχει ως εξής. Στην Παράγραφο 2, παρατίθενται στοιχεία σχετικά με το τεχνικό υπόβαθρο για το σύστημα Arduino, ενώ στην Παράγραφο 3 παρουσιάζουμε ένα παράδειγμα χρήσης της πλατφόρμας τόσο ως προς το υλικό όσο και ως προς το λογισμικό, σε βαθμό ανάλυσης ανάλογο της επιτρεπόμενης έκτασης του άρθρου. Τέλος, στην Παράγραφο 4, καταθέτουμε προτάσεις ένταξης της πλατφόρμας αυτής στην ελληνική εκπαίδευση. 2. Τεχνικό και Θεωρητικό υπόβαθρο Σύμφωνα και με την ομάδα δημιουργίας του [Αrduino (2012)], το Arduino παρέχει μια open-source πλατφόρμα, που αποτελείται από την πλακέτα Arduino και το λογισμικό ανάπτυξης εφαρμογών Arduino-IDE για τη δημιουργία διαδραστικών αντικειμένων. Ο λειτουργία του Arduino βασίζεται στα ακόλουθα βήματα: α) στη λήψη σημάτων από το περιβάλλον μέσω αισθητήρων ή διακοπτών, β) στην επεξεργασία των σημάτων αυτών από έναν προγραμματιζόμενο μικροελεκτή, μέσω της γλώσσας προγραμματισμού του, που είναι βασισμένη στη γλώσσα Processing (2012) που με τη σειρά της βασίζεται στη java, γ) στην επέμβαση στο περιβάλλον μέσω σημάτων εξόδου. Το όλο σύστημα μπορεί να είναι είτε αυτοδύναμο είτε να επικοινωνεί με το λογισμικό που τρέχει σε έναν υπολογιστή. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αλληλεπιδρώντων αντικειμένων [Arduino_guide (2012)], όπως για παράδειγμα ο έλεγχος φωτισμού, κινητήρων και άλλων συσκευών ή μονάδων, ή την εκτέλεση μιας σύνθετης διαδικασίας, όπως ο έλεγχος ποτίσματος μιας έκτασης. Ένα ακόμη παράδειγμα από την καθημερινότητά μας, που δείχνει τη χρησιμότητα προγραμματιζόμενων και μονάδων επικοινωνίας με τον πραγματικό κόσμο, είναι ο έλεγχος του φωτισμού μιας οικίας. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να περιλαμβάνει, μια κεντρική πλακέτα που δέχεται σήμα από έναν αισθητήρα φωτός, το επεξεργάζεται, και βάσει του λογισμικού, αν η στάθμη του σήματος πέσει κάτω ενός ορίου, οπότε χαρακτηρίζεται κατάσταση νύχτας, δίνει σήμα σε έναν αισθητήρα και εν τέλει ανάβουν τα φώτα ενός σπιτιού. Το υλικό του συστήματος Arduino παρέχεται διεθνώς με τη μορφή τόσο μεμονωμένων ηλεκτρονικών μικρο-μονάδων όπου, μέσω της κατάλληλης σύνδεσής τους επαφίεται στο χρήστη η δημιουργία ολοκληρωμένων τμημάτων, όσο και προσυναρμολογημένων τμημάτων. Το λογισμικό διατίθεται δωρεάν από τη διεύθυνση http://arduino.cc/en/main/software, υπό άδεια ανοιχτού λογισμικού, για

4th Conference on Informatics in Education 495 πολλά λειτουργικά συστήματα, όπως Windows, Mac OS X, and Linux και δίνει τη δυνατότητα σχετικά εύκολης γραφής κώδικα που μπορεί να φορτώνεται από τον υπολογιστή στη μονάδα. Πλεονεκτήματα Σήμερα έχουν αναπτυχθεί πολλοί τύποι μικροελεκτών παρόμοιων με το Arduno, όπως το Parallax Basic Stamp, Netmedia's BX-24, Phidgets, MIT's Handyboard με το Arduino να καλύπτει μια σειρά απαιτήσεων σχετικά με τη χρήση του στην εκπαίδευση και συχνά να υπερτερεί άλλων προτάσεων [Αrduino_guide (2012)]. Τέτοια πλεονεκτήματα είναι: Το χαμηλό κόστος, τόσο προσυναρμολογημένων τμημάτων αλλά και μεμονωμένων μονάδων για συναρμολόγηση από το χρήστη. Η λειτουργία του λογισμικού του σε πολλές πλατφόρμες (Cross-platform), δηλαδή σε λειτουργικά συστήματα Microsoft Windows, Macintosh OSX και Excel. Η απλότητα στον προγραμματισμό του, με δυνατότητα χρήσης του τόσο από αρχάριους, αλλά και από απαιτητικούς χρήστες. Το ανοιχτό λογισμικό που είναι επεκτάσιμο από τους χρήστες. Το υλικό του που είναι επίσης ανοιχτό και επιδέχεται επεκτάσεις. Αυτό διότι βασίζεται στους Atmel's μικροελεκτές (microcontrollers), ATMEGA8 και ATMEGA168. Τα αντίστοιχα σχέδια για τις μονάδες του βρίσκονται διαθέσιμα υπό την άδεια Creative Commons License. Αυτό επιτρέπει τη σχεδίαση, από ειδικούς, εξειδικευμένων κυκλωμάτων, παρέχοντάς τα για χρήση σε όλη την κοινότητα ως ορίζεται από την παραπάνω άδεια. 3. Εφαρμογή. Υλοποίηση ρομπότ με δύο κινητήρες Στην παράγραφο αυτή περιγράφεται μέρος της υλοποίησης ενός ρομποτικού οχήματος (Εικόνα 2) που υλοποιήσαμε, ως παράδειγμα επίδειξης του τρόπου εφαρμογής των προαναφερθέντων. Ο κώδικας σχετίζεται με την συνδεσμολογία και τον προγραμματισμό δύο σερβοκινητήρων, που κάλλιστα μπορεί αποτελέσουν λειτουργικό μέρος ενός οχήματος που αλληλεπιδρά στα σήματα ενός τηλεχειριστήριου τηλεόρασης. Πρόκειται για ένα ρομπότ το οποίο μπορούμε να κατευθύνουμε με ένα απλό χειριστήριο υπερύθρων, όπως τηλεόρασης, αποκωδικοποιώντας τους παλμούς που του στέλνει ο πομπός υπερύθρων και με το πρόγραμμα να τις επεξεργάζεται κατάλληλα. Το ρομπότ αυτό, πέρα από τις βασικές κινήσεις που μπορεί να κάνει, όπως μπροστά-πίσω, δεξιά-αριστερά, μπορεί να αποκτήσει τη δυνατότητα αλλαγής της κατεύθυνσής του ώστε να κατευθύνεται προς ένα φωτεινό σημείο, λαμβάνοντας υπόψη, μέσω ειδικού αισθητήρα φωτός, τον φωτισμό του περιβάλλοντος.

496 Βασίλης Μπελεσιώτης, Δημήτρης Κόκκινος 3.1 Υλικά Εικόνα 2: Το αποτέλεσμα του project Για να υλοποιηθεί το παραπάνω σύστημα απαιτείται συγκεκριμένο υλικό και λογισμικό, καθώς και η ανάπτυξη κώδικα για τον όλο έλεγχο του ρομπότ, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1. Απαιτούμενα συστατικά για το σύστημα Λογισμικό Υλικό Arduino IDE (http://arduino.cc/hu/main/software) Fritzing ( http://fritzing.org/ ) servo motors (2) photoresistors (3) καλώδια breadboard για vcc και ground (1) breadboard μικρές (3) Αrduino (1) usb καλώδιο (1) LED green (1) LED green red (1) μπαταρία 9V (1) δέκτη υπερύθρων (1) ξύλο για να στηρίζει την κατασκευή

4th Conference on Informatics in Education 497 3.2 Κίνηση με δύο σερβοκινητήρες Για να γίνει κατανοητός ο τρόπος που γίνεται και ελέγχεται από το λογισμικό η κίνηση του οχήματος μέσω των σερβοκινητήρων, θα περιγράψουμε κάποιες υπορουτίνες που περιέχονται στο σχετικό πρόγραμμα και πιο συγκεκριμένα στο τμήμα που ευθύνεται για την κίνηση του ρομπότ. Για να ελέγξουμε τους κινητήρες θα πρέπει να δημιουργήσουμε δύο στιγμιότυπα αντικειμένων τύπου Servo, πράγμα που γίνεται με τη δήλωση Servo servoright, servoleft, για τον δεξιό και αριστερό κινητήρα αντίστοιχα. Το αντικείμενο αυτού του τύπου, οι μέθοδοι και κάποιες ιδιότητες, βρίσκεται στο library Servo.h, το οποίο δηλώνεται στην αρχή του προγράμματος ως #include <Servo.h>. Για να κατευθύνουμε έναν servo κινητήρα χρησιμοποιούμε τη μέθοδο write, με παράμετρο μια int μεταβλητή με τιμές από το 0 μέχρι και το 180. Όταν η τιμή είναι 90 τότε ο servo κινητήρας παραμένει ακίνητος, όταν η τιμή είναι χαμηλότερη από το 90 τότε κινείται προς μια κατεύθυνση με μεγαλύτερη ταχύτητα και όσο απομακρυνόμαστε από το 90 και όταν είναι πάνω από 90 γίνεται το ίδιο αλλά ο κινητήρας στρέφεται προς την άλλη κατεύθυνση. Ο κινητήρας, ο οποίος είναι μια αναλογική συσκευή θα πρέπει να έχει συνδεθεί σε ένα ψηφιακό ακροδέκτη (pin) του Αrduino με ενσωματωμένο (built in) το pulse width modulation (PWD) (Eικόνα 3). Εικόνα 3. Διάγραμμα από το fritzing.com, όπου απεικονίζει τα schematics, για τις ανάγκες του Αrduino και των διάφορων περιφερειακών.

498 Βασίλης Μπελεσιώτης, Δημήτρης Κόκκινος Στη συνέχεια θα πρέπει να αρχικοποιήσουμε τα αντικείμενα τύπου Servo καλώντας την μέθοδο attach με παράμετρο έναν ακέραιο που υποδηλώνει το pin στο οποίο είναι συνδεδεμένα, οπότε θα έχουμε τον κώδικα που φαίνεται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2. Μέρος του κώδικα για την κίνηση του ρομπότ #include <Servo.h> void setup() Servo servoright, servoleft; servoright.attach(11); servoleft.attach(6); servoright.write(90); servoleft.write(90); void loop() if(work) if(!light) if(infravalue == 2064) //forward servoright.write(speedfront); servoleft.write(180- speedfront); delay(20); if(infravalue == 528) // back servoright.write(180 - speedfront); servoleft.write(speedfront); delay(20); if(infravalue == 16) // right servoright.write(180 - speedfront); servoleft.write(180 - speedfront); delay(20); if(infravalue == 1040) // left servoright.write(speedfront); servoleft.write(speedfront); delay(20); // end if light // end if work Θα παραθέσουμε μερικές παρατηρήσεις για να αντιληφθούμε πώς αλλάζουμε τη διεύθυνση της γωνιακής ταχύτητας των σερβοκινητήρων. Αυτό που πρέπει να προσέξουμε είναι ότι ανάλογα με την κατάσταση του συστήματος οι σερβοκινητήρες εκτελούν διαφορετική ενέργεια. Η μεταβλητή speedfront, στον παρακάτω ενδεικτικό κώδικα, ρυθμίζει την ταχύτητα που θα έχουν οι σερβοκινητήρες, ενώ μέσα στο loop ψάχνουμε για δύο κώδικες από το χειριστήριο που θα υποδείξουν αν αυτή τη μεταβλητή θα πρέπει να την αυξήσουμε ή θα πρέπει να την μειώσουμε. if(infravalue == 2192 && speedfront <= 80) speedfront += 10; delay(40); else if(infravalue == 144 && speedfront >= 10; speedfront -= 10; delay(40);

4th Conference on Informatics in Education 499 Πέρα από τον έλεγχο για το αν λάβαμε τον κατάλληλο κωδικό θα πρέπει να κάνουμε και έναν πρόσθετο σχετικά με το αν η μείωση ή αύξηση της μεταβλητής infravalue ξεπέρασε κάποια όρια. Έτσι, για παράδειγμα, για τη μετακίνηση μπροστά του ρομπότ και χωρίς κάποια μεταβλητή να ελέγχει την ταχύτητα θα είχαμε: servoright.write(0); servoleft.write(180); Οι τιμές 180 στον έναν κινητήρα και 0 στον άλλον απαιτούνται λόγω της διάταξης που έχουν οι κινητήρες στο ρομπότ, δηλαδή της συμμετρικής τους τοποθέτησης ως προς τον κύριο άξονα του ρομπότ. Με τιμές 0 και 180 έχουμε τη μέγιστη ταχύτητα, ενώ αν βάζαμε 20 και 160 θα είχαμε μικρότερη γιατί πλησιάζουν οι τιμές στο 90 που είναι η ακινησία. Οι τιμές θα πρέπει να είναι συμμετρικές ως προς το 90 για να έχουν και οι δύο σερβοκινητήρες την ίδια γωνιακή ταχύτητα για να κατευθυνθούν ευθεία μπροστά και ευθεία πίσω. Για να στρίψουν θα πρέπει να δώσουμε την ίδια ακριβώς τιμή σα παράμετρο στη μέθοδο write. Στροφή αριστερά με τη μέγιστη ταχύτητα Στροφή δεξιά με τη μέγιστη ταχύτητα servoright.write(0); servoright.write(180); ServoLeft.write(0); servoleft.write(180); Θα μπορούσαμε βέβαια να έχουμε αντί των άνω τιμών, μια μεταβλητή που λαμβάνει τιμές από το 0 μέχρι 90, οπότε ο κώδικας για κίνηση μπροστά θα ήταν: servoright.write(speedfront); servoleft.write(180 - speedfront); Ο servoright μπορεί βρίσκεται στο διάστημα 0 μέχρι και 90 και ο servoleft απο 180 μέχρι 90, με τις τιμές να είναι συμμετρικές ως προς το 90 για να διατηρήσουμε μια ευθεία πορεία. Ένα σημαντικό μέρος της συμπεριφοράς του ρομπότ μας βασίζεται στην τηλεκατεύθυνσή του, πράγμα που γίνεται μέσω υπέρυθρων και προϋποθέτει τον εφοδιασμό του συστήματος με αντίστοιχο αισθητήρα, που τον συνδέουμε στο pin 10 του Αrduino για αναλογική είσοδο, καθώς το ανάλογο μέρος κώδικα. Έτσι, αντιλαμβάνεται ο επεξεργαστής τις τιμές από τον αισθητήρα. 4. Διδακτική αξιοποίηση Σήμερα, η εκπαιδευτική ρομποτική αποτελεί μια σοβαρή συνιστώσα στην ανάπτυξη της πληροφορικής παιδείας στα εκπαιδευτικά συστήματα πολλών σύγχρονων χωρών,

500 Βασίλης Μπελεσιώτης, Δημήτρης Κόκκινος όπως φαίνεται και στο [Βarbero et. al (2012)], ενώ αναπτύσσονται πολλά projects βασισμένα στο περιβάλλον Arduino. Η διδακτική του αξιοποίηση, πιστεύουμε ότι εξελίσσεται σε δύο άξονες: α) αυτόν του χειρισμού έτοιμου συστήματος από μαθητές και β) εκείνον της δημιουργίας ενός συστήματος με τον κατάλληλο προγραμματισμό του. Και στις περιπτώσεις το βασικό πλεονέκτημα έναντι άλλων εργαλείων είναι το χαμηλό κόστος. Ένα έτοιμο σύστημα θα μπορούσε να το αποκτήσει κανείς από την αγορά, κατασκευασμένο μαζικά από έναν φορέα, από τον ίδιο το διδάσκοντα ή ακόμη από μαθητές υψηλότερου επιπέδου και ηλικίας. Εδώ, η εμπλοκή του μαθητή περιορίζεται στη χρήση του ρομπότ, για να κατανοήσει, μέσα από την αλληλεπίδραση του ρομπότ με τον κόσμο, θέματα προγραμματισμού και λεπτομερειών μονάδων υλικού. Να συνδέσει τα θέματα αυτά με εφαρμογές της καθημερινότητας, όπως σε αυτοκίνητα, στον έλεγχος συσκευών και εργασιών, όπως για παράδειγμα για πότισμα εκτάσεων. Στη δεύτερη κατηγορία ο μαθητής εμπλέκεται, προοδευτικά, με τη συναρμολόγηση τμημάτων αλλά τον προγραμματισμό τους για την επίτευξη της ζητούμενης συμπεριφοράς. Εποικοδομητική διαδικασία είναι και ο συνδυασμός προγραμματιστικών περιβαλλόντων με επεκτάσεις τους να καλύπτουν τη συνδεσιμότητα με το Arduino. Τέτοιο είναι και το Scratch (2012), περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού με πλακίδια χρήσιμο στο τέλος Δημοτικού έως και το Γυμνάσιο με ανάλογη επέκτασή του όπως φαίνεται στο [S4A (2012)]. Ο μαθητής πρέπει να αντιληφθεί τα απαραίτητα μέρη υλικού ενός ρομπότ και την ανάγκη ύπαρξης προγραμματιστικού περιβάλλοντος για την οδήγηση των συσκευών του. Επίσης ο μαθητής θα πρέπει να διαπιστώσει ότι πρέπει να υπάρχει Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας για την εκτέλεση των εντολών και μνήμη όπου θα έχουν αυτές αποθηκευτεί. Τέλος θα πρέπει να κατανοήσει το ρόλο των αισθητήρων που αποτελούν τις μονάδες εισόδου για να μεταφέρουν πληροφορίες καθώς και μονάδες εξόδου για να στέλνουν κατάλληλα σήματα που θέτουν σε λειτουργία μηχανισμούς, όπως ένα μοτέρ κίνησης. Ο σκοπός της εκπαιδευτικής ρομποτικής είναι η αύξηση του ενδιαφέροντος των μαθητών, πράγμα ζητούμενο σε κάθε διδασκαλία, με τη σύνδεση της θεωρίας με την πράξη και με εφαρμογές της καθημερινής ζωής σε μια προσπάθεια προσέγγισης της γνώσης διεπιστημονικά, με την πιθανή διασύνδεση μαθημάτων, όπως Ηλεκτρονικά, Φυσική, Πληροφορική. Σε μεγαλύτερη ηλικία, ο σκοπός μπορεί να είναι η εμβάθυνση σε θέματα προγραμματισμού, σε στοιχεία Ηλεκτρισμού, αναλογικών και ψηφιακών κυκλωμάτων, λογικών πυλών και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.

4th Conference on Informatics in Education 501 Επίλογος Το Arduino, ως περιβάλλον υλικού και λογισμικού που αλληλεπιδρά με τον πραγματικό κόσμο, επιτρέπει σε μαθητές διαφορετικών ηλικιών να αυτοσχεδιάσουν και να κατανοήσουν τα αποτελέσματα της συνεργασίας λογισμικού και υλικού. Στα σημαντικά χαρακτηριστικά του βρίσκεται το χαμηλό κόστος για βασικές κατασκευές και η δυνατότητα ανάπτυξης σύνθετων συστημάτων. Σαν αποτέλεσμα, μπορεί να καλύψει, υπό την ανάλογη χρήση και ένταξη, διαφορετικές εκπαιδευτικές βαθμίδες και κατευθύνσεις. Στο άρθρο αυτό παρουσιάστηκε ένα παράδειγμα υλοποίησης συστήματος και προτείναμε τα πλεονεκτήματα της χρήσης τέτοιων συστημάτων στην τάξη. Πιστεύουμε ότι παρόμοιες λύσεις μπορούν να ενταχθούν, υπό όρους, στην ελληνική εκπαίδευση, για την ενίσχυση της Πληροφορικής παιδείας. Αναφορές 1. Anderson, L. W., Krathwohl, D. R., Airasian, P. W., Cruikshank, K. A., Mayer,R.E., Pintrich, P. R., Raths,J.,&Wittrock,M. C. (2001). A taxonomy for learning, teaching, and assessing: < revision of Bloom s taxonomy of educational objectives. New York:Longman 2. Arduino, 2012, http://arduino.cc/ 3. Arduino_Guide (2012), http://arduino.cc/en/guide/introduction 4. Barbero, A., Demo, G. B., Vaschetto, F. (2011). A contribution to the discussion on informatics and robotics in secondary schools. In: Proceedings RiE, 2nd International Robotics in Education Conference, Wien, 2011 5. Lego_NTX, 2012, http://mindstorms.lego.com 6. Processing, 2012, http://www.processingjs.org 7. S4A (2012), http://seaside.citilab.eu/scratch/arduino 8. Scratch (2012), http://scratch.mit.edu/ 9. Αλεξανδρής Ν., Μπελεσιώτης Β., Φούντας Ε. (2011), Εισαγωγή στη Διδακτική Πληροφορικής, Πανεπιστημιακό σύγγραμμα, Εκδόσεις Varmar Abstract Teaching of Informatics in Primary and Secondary educational levels, in different countries, involves the introduction of Educational Robotics. Such an approach provides some important advantages. It stimulates the students' interest in the course, promotes creative thinking, introduces the students to programming, and enhances the students' understanding of Informatics principles. This paper overviews the Arduino platform, both with respect to hardware and software, and discusses its advantages. Based on these advantages, such as its low cost, and multiple functions, we propose the educational utilisation of the platform. We present an implemented system, and propose ways to utilise the Arduino platform in different levels of the Greek educational system. Keywords: teaching, educational robotics, Informatics.