Robotika je jedna od najzanimljivijih i najnaprednijih školskih aktivnosti. Uči kako da pravi algoritme, gejmifikuje proces učenja, upoznaje decu sa programiranjem. U nekim školama se od 1. razreda bave informatikom, uče da sklapaju robote i prave dijagrame toka. Kako bi djeca mogla lako razumjeti robotiku i programiranje, te detaljno proučavati matematiku i fiziku u srednjoj školi, izdali smo novi set za učenje LEGO Education SPIKE Prime. Detalje o tome ćemo vam reći u ovom postu.
LEGO Education SPIKE Prime je dizajniran da podučava djecu od 5. do 7. razreda u školama i robotičkim klubovima. Set vam omogućava da izgradite algoritme koristeći dijagrame toka i divite se kako se slike na ekranu pretvaraju u pokrete i radnje. Savremenim školarcima važni su vidljivost i WOW-efekat, a SPIKE Prime je mamac koji može osvojiti djecu programiranjem i egzaktnim naukama.
Set overview
Set dolazi u minimalističkoj žuto-beloj plastičnoj kutiji. Ispod poklopca je kartonska kutija s uputama za početak rada i dijagramom postavljanja dijelova u tacne. Komplet je koncipiran tako da se sa njim lako počinje raditi, a nastavniku je potrebna minimalna dodatna obuka.
Sami dijelovi su pakirani u vrećice s brojevima koji odgovaraju brojevima ćelija u ladicama.
Osnovni set uključuje preko 500 LEGO elemenata, uključujući i nove.
- Nekoliko novih okvira koji skraćuju vrijeme izrade prototipa i omogućuju vam stvaranje velikih modela.
- Nova 2x4 kocka sa Technic rupom za osovinu. Omogućava vam da kombinujete elemente Technic i LEGO sistema u jednom projektu.
- Ažurirana osnovna ploča iz Technic asortimana.
- Novi uski točkovi koji pružaju preciznu kontrolu i povećavaju upravljivost modela.
- Novi okretni kotač u obliku potpornog valjka.
- Nove kopče za žice, dostupne u više boja, omogućavaju vam da uredno pričvrstite kablove.
Osim samih dijelova, unutra se nalaze tri motora - jedan veliki i dva srednja, kao i tri senzora: udaljenosti, boja i sila.
Motori su povezani direktno na glavčinu i imaju senzore rotacije sa tačnošću od 1 stepen. Ova funkcija je predviđena za sinhronizaciju rada motora tako da se mogu kretati istovremeno konstantnom brzinom. Osim toga, senzor se također može koristiti za mjerenje brzine i udaljenosti modela.
Senzor boja razlikuje do 8 boja i može se koristiti kao svjetlosni senzor. Također ima ugrađen infracrveni senzor koji može očitati, na primjer, refleksiju svjetlosti.
Senzor dodira prepoznaje sljedeće situacije: pritisnuto dugme, otpušteno, snažan pritisak. U ovom slučaju senzor određuje silu pritiska u njutnima ili u procentima.
IR senzor se koristi za određivanje udaljenosti od robota do određene točke ili za izbjegavanje sudara. Mogućnost mjerenja udaljenosti u procentima, centimetrima i inčima.
Možete proširiti mogućnosti osnovnog skupa pomoću skupa resursa koji se sastoji od 603 dijela. Uključuje: dodatni veliki set i senzor svjetla, dva velika kotača, velike konusne zupčanike koji vam omogućavaju da napravite velike gramofone.
Hub
Čvorište ima ugrađen žiroskop koji može odrediti njegovu poziciju u prostoru: orijentaciju, nagib, kotrljanje, detekciju ivica odozgo, stanje pada glavčine, itd. Ugrađena memorija omogućava preuzimanje i pohranjivanje do 20 programa. Broj programa je prikazan na ekranu veličine 5x5 piksela, koji takođe prikazuje korisničke slike i status čvorišta.
Takođe na čvorištu su:
- MicroUSB konektor za punjenje baterije ili povezivanje sa računarom.
- Dugme za Bluetooth sinhronizaciju koje vam omogućava bežično povezivanje sa računarom radi programiranja čvorišta.
- 6 portova (AF) za izvršavanje komandi ili primanje informacija od senzora.
- Tri kontrolna dugmeta čvorišta.
- Ugrađeni zvučnik.
Softver
LEGO Education SPIKE softver dostupan je za Windows, Mac OS, Android, iOS i Chromebook i može se preuzeti . Softversko okruženje je bazirano na dječijem programskom jeziku Scratch. Sastoji se od skupa naredbi, od kojih je svaka grafički okvir određenog oblika i boje sa parametrima koji se mogu mijenjati ručno, kao što su brzina i udaljenost kretanja, ugao rotacije itd.
Istovremeno, skupovi naredbi povezanih s različitim komponentama rješenja (motori, senzori, varijable, operateri itd.) su istaknuti različitim bojama, što vam omogućava da brzo intuitivno shvatite kako programirati ono što vam je potrebno.
Čak iu samoj aplikaciji sakupljeno je mnogo planova lekcija, kao i oko 30 različitih uputstava za sastavljanje modela.
prvi koraci
Nakon pokretanja aplikacije i odabira jezika, odmah se nude tri početna koraka:
1) Programirajte čvorište tako da se smajli prikazuje na ekranu;
2) Upoznavanje sa radom motora i senzora;
3) Sastavite Bloch model i programirajte ga za kretanje.
Upoznavanje sa SPIKE Prime počinje opisom mogućnosti povezivanja (preko microUSB ili Bluetooth) i rada sa ekranom piksela.
Prvo morate postaviti niz naredbi koje treba izvršiti nakon pokretanja programa, a također odabrati određene piksele koji će svijetliti na ekranu hub-a.
Drugi korak uključuje sastavljanje i programiranje reakcije motora na različite signale senzora. Na primjer, možete programirati motor da se počne okretati kada približite ruku ili bilo koji predmet senzoru udaljenosti.
Da bismo to učinili, kreiramo niz naredbi: ako je objekt bliže od n centimetara senzoru, tada motor počinje raditi.
Treći i najzanimljiviji korak je sastavljanje robota buve i programiranje da skače na komandu. Da biste to učinili, prvo morate sastaviti samog robota od dijelova i dva motora.
Zatim počinjemo sa programiranjem. Da bismo to učinili, postavili smo sljedeći algoritam: kada je program uključen, "buva" mora dvaput skočiti naprijed, tako da dva motora moraju napraviti dvije pune rotacije u isto vrijeme. Postavite brzinu rotacije na 50% tako da robot ne skače previše.
Na izlazu smo dobili malog robota koji skače naprijed kada se program pokrene. Ljepota!
Robot buva je brzo pojurio naprijed, pronašao prvu žrtvu, ali nešto je pošlo po zlu.
Nakon toga, obuka je završena, možete pristupiti složenijim projektima: u aplikaciji se nalazi više od 60 blok dijagrama za različite dijelove kompleta (motori, čvorište, senzori itd.). blok dijagram se može malo promijeniti pomoću parametara . Također unutar softvera postoji mogućnost kreiranja varijabli i vlastitih blok dijagrama.
Za nastavnike
U prilogu kompleta za nastavnike. Uključuju nastavne planove i programe, zadatke sa gotovim rješenjima i zadatke za koje nema odgovora i morate biti kreativni u rješavanju. Ovo vam omogućava da brzo započnete sa postavljanjem i sastavljanjem programa obuke.
Na sajtu se nalaze ukupno 4 kursa. Inventor Squad je kurs za tehnološke lekcije koji jača razumijevanje učenika o procesu izvođenja projektnih aktivnosti. Dva predmeta se odnose na informatiku. “Pokretanje poslovanja” pruža osnovne vještine programiranja i algoritama, a “Korisni uređaji” uvodi principe interneta stvari. Četvrti kurs - "Spremni za takmičenja" - dizajniran je za pripremu za takmičenja i zahteva i osnovni i skup resursa.
Svaki kurs ima od 5 do 8 lekcija, što uključuje gotovo metodološko rješenje koje se može implementirati u obrazovni proces za konsolidaciju STEAM kompetencija.
Uporedite sa drugim setovima
LEGO Education SPIKE Prime dio je LEGO Education linije robotike koja uključuje setove za djecu različitog uzrasta:
- Express "Mladi programer" za predškolsko vaspitanje i obrazovanje.
- WeDo 2.0 za osnovnu školu.
- LEGO Education SPIKE Prime za srednju školu.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 za srednjoškolce i studente prve godine.
SPIKE Prime karakteristike se preklapaju sa LEGO WeDo 2.0, koji od ove godine ima podršku za Scratch. Ali za razliku od WeD0 2.0, koji vam omogućava simulaciju fizičkih eksperimenata, SPIKE Prime je pogodniji za stvaranje robota. Dizajniran je za početak učenja robotike u 5-7 razredima.
Uz pomoć ovog rješenja, školarci će na razigran način moći savladati principe algoritamizacije, razviti vještine rješavanja problema i upoznati se s osnovama robotike. Nakon SPIKE Prime, možete prijeći na LEGO MINDSTORMS Education EV3, koji ima mogućnost rada s MycroPythonom i pogodan je za učenje složenijih koncepata robotike i programiranja.
PS Prilikom pisanja ovog članka, nijedan robot i nijedan haski nisu ozlijeđeni.
izvor: www.habr.com