Robootika on üks huvitavamaid ja läbimurdelisemaid koolitegevusi. Ta õpetab koostama algoritme, mängustab õppeprotsessi, tutvustab lastele programmeerimist. Mõnes koolis tegeletakse 1. klassist alates informaatikaga, õpitakse roboteid kokku panema ja vooskeemi koostama. Et lapsed saaksid hõlpsasti aru robootikast ja programmeerimisest ning saaksid keskkoolis süvendatult õppida matemaatikat ja füüsikat, oleme välja andnud uue õppekomplekti LEGO Education SPIKE Prime. Selles postituses räägime teile selle kohta üksikasjalikult.
LEGO Education SPIKE Prime on mõeldud 5.–7. klasside laste õpetamiseks koolides ja robootikaklubides. Komplekt võimaldab koostada vooskeemide abil algoritme ja imetleda, kuidas ekraanil olevad pildid muutuvad liigutusteks ja tegevusteks. Kaasaegsete kooliõpilaste jaoks on oluline nähtavus ja WOW-efekt ning SPIKE Prime on lant, mis suudab lapsi köita programmeerimise ja täppisteadustega.
Määra ülevaade
Komplekt on minimalistlikus kollases ja valges plastkarbis. Kaane all on pappkarp, kus on alustamise juhend ja skeem osade paigutusest kandikutes. Komplekt on disainitud nii, et sellega on lihtne tööle asuda ja õpetaja vajab minimaalselt lisakoolitust.
Osad ise on pakendatud kottidesse, mille numbrid vastavad salve lahtrite numbritele.
Põhikomplekt sisaldab üle 500 LEGO elemendi, sealhulgas uued.
- Mitu uut kaadrit, mis vähendavad prototüüpimise aega ja võimaldavad luua suuri mudeleid.
- Uus Technicu sillaauguga 2x4 kuubik. See võimaldab ühendada Technicu ja LEGO süsteemi elemendid ühes projektis.
- Uuendatud alusplaat Technicu sarjast.
- Uued kitsad rattad, mis tagavad täpse juhtimise ja suurendavad mudelite manööverdusvõimet.
- Uus pöörlev ratas tugirulli kujul.
- Uued juhtmeklambrid, mis on saadaval mitmes värvitoonis, võimaldavad teil kaableid korralikult kinnitada.
Lisaks osadele endile on sees kolm mootorit - suur üks ja kaks keskmist, samuti kolm andurit: kaugused, värvid ja jõud.
Mootorid on ühendatud otse rummuga ja neil on 1 kraadise täpsusega pöörlemisandurid. See funktsioon on ette nähtud mootorite töö sünkroniseerimiseks, et need saaksid liikuda samaaegselt püsiva kiirusega. Lisaks saab anduriga mõõta ka mudeli kiirust ja kaugust.
Värviandur eristab kuni 8 värvi ja seda saab kasutada valgussensorina. Sellel on ka sisseehitatud infrapunasensor, mis suudab lugeda näiteks valguse peegeldust.
Puuteandur tunneb ära järgmised olukorrad: nupp vajutatud, vabastatud, tugev surve. Sel juhul määrab andur survejõu njuutonites või protsentides.
IR-andurit kasutatakse roboti kauguse määramiseks teatud punktini või kokkupõrgete vältimiseks. Võimalik mõõta kaugust protsentides, sentimeetrites ja tollides.
Põhikomplekti võimalusi saate laiendada ressursikomplekti abil, mis koosneb 603 osast. Sisaldab: täiendavat suurt komplekti ja valgussensorit, kahte suurt ratast, suuri koonusülekandeid, mis võimaldavad ehitada suuri plaadimängijaid.
Rummu
Rummul on sisseehitatud güroskoop, mis suudab määrata selle asendit ruumis: orientatsiooni, kaldenurka, veeremist, serva tuvastamist ülalt, rummu kukkumise olekut jne. Sisseehitatud mälu võimaldab alla laadida ja salvestada kuni 20 programmi. Programmi number kuvatakse 5x5 pikslisel ekraanil, mis kuvab ka kasutaja pilte ja jaoturi olekut.
Jaoturis on ka:
- MicroUSB pistik aku laadimiseks või arvutiga ühendamiseks.
- Bluetoothi sünkroonimisnupp, mis võimaldab jaoturi programmeerimiseks juhtmevabalt arvutiga ühenduse luua.
- 6 porti (AF) käskude täitmiseks või anduritelt teabe vastuvõtmiseks.
- Kolm rummu juhtnuppu.
- Sisseehitatud kõlar.
Программное обеспечение
Tarkvara LEGO Education SPIKE on saadaval Windowsi, Mac OS-i, Androidi, iOS-i ja Chromebooki jaoks ning selle saab alla laadida . Tarkvarakeskkond põhineb laste programmeerimiskeelel Scratch. See koosneb käskude komplektist, millest igaüks on teatud kuju ja värviga graafiline kast käsitsi muudetavate parameetritega, nagu liikumiskiirus ja -kaugus, pöördenurk jne.
Samas on lahenduse erinevate komponentidega (mootorid, andurid, muutujad, operaatorid jne) seotud käskude komplektid erinevate värvidega esile tõstetud, mis võimaldab kiiresti intuitiivselt aru saada, kuidas vajalikku programmeerida.
Isegi rakenduses endas on kogutud palju tunniplaane, samuti umbes 30 erinevat juhist mudelite kokkupanemiseks.
Esimesed sammud
Pärast rakenduse käivitamist ja keele valimist pakutakse kohe kolme alustamise sammu:
1) Programmeerige jaotur nii, et ekraanil kuvatakse emotikon;
2) Tutvuda mootorite ja andurite tööga;
3) Pange Blochi mudel kokku ja programmeerige see liikumiseks.
SPIKE Prime'iga tutvumine algab ühenduvusvõimaluste (microUSB või Bluetoothi kaudu) ja piksliekraaniga töötamise kirjeldamisega.
Kõigepealt peate määrama käskude jada, mis tuleks käivitada pärast programmi käivitamist, ja valima ka konkreetsed pikslid, mis jaoturi ekraanil süttivad.
Teine etapp hõlmab mootorite reageerimise kokkupanemist ja programmeerimist erinevatele andurite signaalidele. Näiteks saate programmeerida mootori pöörlema, kui viite oma käe või mõne eseme kaugusanduri lähedusse.
Selleks loome käskude jada: kui objekt on andurile lähemal kui n sentimeetrit, siis hakkab mootor tööle.
Kolmas ja kõige huvitavam samm on kokku panna kirburobot ja programmeerida see käsu peale hüppama. Selleks tuleb esmalt robot ise osadest ja kahest mootorist kokku panna.
Siis hakkame programmeerima. Selleks paneme paika järgmise algoritmi: kui programm on sisse lülitatud, peab “kirp” kaks korda ettepoole hüppama, nii et kaks mootorit peavad tegema kaks täispööret korraga. Seadke pöörlemiskiiruseks 50%, et robot liiga palju ei hüppaks.
Väljundis saime väikese roboti, mis hüppab edasi, kui programm käivitub. Ilu!
Kirburobot tormas kiiresti ette, leidis esimese ohvri, kuid midagi läks valesti.
Pärast seda on koolitus läbi, saab edasi minna keerukamate projektide juurde: rakenduses on üle 60 plokkskeemide komplekti erinevate osade (mootorid, jaotur, andurid jne) kohta. plokkskeemi saab parameetrite abil veidi muuta. Ka tarkvara sees on võimalus luua muutujaid ja oma plokkskeeme.
Õpetajatele
Komplekti külge kinnitatud õpetajatele. Nende hulka kuuluvad õppekavad, valmislahendusega ülesanded ja ülesanded, mille puhul vastust pole ja mille lahendamisel tuleb olla loominguline. See võimaldab teil kiiresti komplektiga alustada ja treeningprogramme koostada.
Kokku on saidil 4 kursust. Inventor Squad on tehnoloogiatundide kursus, mis tugevdab õpilaste arusaamist projektitegevuste läbiviimise protsessist. Kaks kursust on seotud arvutiteadusega. “Ettevõtte käivitamine” annab elementaarsed programmeerimise ja algoritmimise oskused ning “Kasulikud seadmed” tutvustab asjade interneti põhimõtteid. Neljas kursus – „Võistlusteks valmis“ – on mõeldud võistlusteks valmistumiseks ja nõuab nii alg- kui ka ressursikomplekti.
Igal kursusel on 5-8 õppetundi, mis sisaldab valmis metoodilist lahendust, mida on võimalik õppeprotsessis rakendada STEAM-pädevuste kinnistamiseks.
Võrrelge teiste komplektidega
LEGO Education SPIKE Prime kuulub LEGO Education robootikasarja, mis sisaldab komplekte erinevas vanuses lastele:
- Väljend "Noor programmeerija" koolieelses hariduses.
- WeDo 2.0 põhikooli jaoks.
- LEGO Education SPIKE Prime keskkooli jaoks.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 gümnaasiumi ja esimese kursuse õpilastele.
SPIKE Prime'i funktsioonid kattuvad LEGO WeDo 2.0-ga, millel on alates sellest aastast Scratchi tugi. Kuid erinevalt WeD0 2.0-st, mis võimaldab simuleerida füüsilisi katseid, sobib SPIKE Prime rohkem robotite loomiseks. See on mõeldud robootika õppimise alustamiseks 5.-7.
Selle lahenduse abil saavad koolinoored mängulises vormis omandada algoritmiseerimise põhimõtted, arendada probleemide lahendamise oskusi ning tutvuda robootika põhitõdedega. Peale SPIKE Prime’i saab edasi liikuda LEGO MINDSTORMS Education EV3-le, millel on MycroPythoniga töötamise võimalus ning mis sobib robootika ja programmeerimise keerukamate kontseptsioonide õppimiseks.
PS Selle artikli kirjutamisel ei saanud viga mitte ükski robot ega ükski husky.
Allikas: www.habr.com