La robotique est l'une des activités scolaires les plus intéressantes et révolutionnaires. Elle enseigne comment faire des algorithmes, gamifie le processus d'apprentissage, initie les enfants à la programmation. Dans certaines écoles, dès la 1ère année, ils sont engagés dans l'informatique, ils apprennent à assembler des robots et à établir des organigrammes. Pour que les enfants puissent facilement comprendre la robotique et la programmation, et puissent étudier les mathématiques et la physique en profondeur au lycée, nous avons sorti un nouvel ensemble d'apprentissage LEGO Education SPIKE Prime. Nous vous en dirons les détails dans cet article.
LEGO Education SPIKE Prime est conçu pour enseigner aux enfants de la 5e à la 7e année dans les écoles et les cercles de robotique. L'ensemble vous permet de créer des algorithmes à l'aide d'organigrammes et d'admirer la façon dont les images à l'écran se transforment en mouvements et en actions. Pour les écoliers modernes, la visibilité et l'effet WOW sont importants, et SPIKE Prime est un leurre qui peut captiver les enfants avec la programmation et les sciences exactes.
Aperçu de l'ensemble
L'ensemble est livré dans une boîte en plastique minimaliste jaune et blanche. Sous le couvercle se trouve une boîte en carton avec des instructions pour commencer et un schéma du placement des pièces dans les plateaux. L'ensemble est conçu pour qu'il soit facile de commencer à travailler avec et que l'enseignant ait besoin d'un minimum de formation supplémentaire.
Les pièces elles-mêmes sont emballées dans des sachets dont les numéros correspondent aux numéros de cellules dans les plateaux.
L'ensemble de base comprend plus de 500 éléments LEGO, dont de nouveaux.
- Plusieurs nouveaux cadres qui réduisent le temps de prototypage et vous permettent de créer de grands modèles.
- Nouveau cube 2x4 avec trou d'axe Technic. Il vous permet de combiner des éléments de Technic et LEGO System dans un seul projet.
- Plaque de base mise à jour de la gamme Technic.
- Nouvelles roues étroites qui offrent un contrôle précis et augmentent la maniabilité des modèles.
- Nouvelle roue pivotante sous la forme d'un rouleau de support.
- De nouveaux serre-câbles, disponibles en plusieurs couleurs, vous permettent de fixer soigneusement les câbles.
En plus des pièces elles-mêmes, il y a trois moteurs à l'intérieur - un grand et deux moyens, ainsi que trois capteurs : distances, couleurs et forces.
Les moteurs sont connectés directement au moyeu et disposent de capteurs de rotation avec une précision de 1 degré. Cette fonctionnalité est prévue pour synchroniser le fonctionnement des moteurs afin qu'ils puissent se déplacer simultanément à une vitesse constante. De plus, le capteur peut également être utilisé pour mesurer la vitesse et la distance du modèle.
Le capteur de couleur distingue jusqu'à 8 couleurs et peut être utilisé comme capteur de lumière. Il dispose également d'un capteur infrarouge intégré qui peut lire, par exemple, la réflexion de la lumière.
Le capteur tactile reconnaît les situations suivantes : bouton enfoncé, relâché, forte pression. Dans ce cas, le capteur détermine la force de pression en newtons ou en pourcentage.
Le capteur IR est utilisé pour déterminer la distance entre le robot et un certain point ou pour éviter les collisions. Capable de mesurer la distance en pourcentage, centimètres et pouces.
Vous pouvez étendre les capacités de l'ensemble de base à l'aide de l'ensemble de ressources, qui se compose de 603 parties. Il comprend: un grand ensemble supplémentaire et un capteur de lumière, deux grandes roues, de grands engrenages coniques qui permettent de construire de grandes platines.
Centre
Le moyeu intègre un gyroscope qui permet de déterminer sa position dans l'espace : orientation, inclinaison, roulis, détection des bords par le haut, état de chute du moyeu, etc. La mémoire intégrée permet de télécharger et de stocker jusqu'à 20 programmes. Le numéro de programme est affiché sur un écran de 5 x 5 pixels, qui affiche également des images utilisateur et l'état du hub.
Sur le hub se trouvent également :
- Connecteur microUSB pour le chargement de la batterie ou la connexion au PC.
- Bouton de synchronisation Bluetooth qui vous permet de vous connecter sans fil à un PC pour la programmation du concentrateur.
- 6 ports (AF) pour exécuter des commandes ou recevoir des informations de capteurs.
- Trois boutons de contrôle du hub.
- Haut-parleur intégré.
Logiciel
Le logiciel LEGO Education SPIKE est disponible pour Windows, Mac OS, Android, iOS et Chromebook et peut être téléchargé . L'environnement logiciel est basé sur le langage de programmation pour enfants Scratch. Il se compose d'un ensemble de commandes, dont chacune est une boîte graphique d'une certaine forme et couleur avec des paramètres qui peuvent être modifiés manuellement, tels que la vitesse et la distance de déplacement, l'angle de rotation, etc.
Parallèlement, les jeux de commandes associés aux différents composants de la solution (moteurs, capteurs, variables, opérateurs, etc.) sont mis en évidence dans différentes couleurs, ce qui permet de comprendre rapidement et intuitivement comment programmer ce dont on a besoin.
Même dans l'application elle-même, de nombreux plans de cours sont collectés, ainsi qu'environ 30 instructions différentes pour assembler des modèles.
Premiers pas
Après avoir lancé l'application et choisi une langue, trois étapes de démarrage sont immédiatement proposées :
1) Programmez le hub pour qu'un smiley s'affiche à l'écran ;
2) Se familiariser avec le fonctionnement des moteurs et des capteurs ;
3) Assemblez le modèle Bloch et programmez-le pour le mouvement.
La connaissance de SPIKE Prime commence par une description des options de connectivité (via microUSB ou Bluetooth) et fonctionne avec l'écran pixel.
Vous devez d'abord définir une séquence de commandes à exécuter après le démarrage du programme, ainsi que sélectionner des pixels spécifiques qui s'allumeront sur l'écran du concentrateur.
La deuxième étape consiste à assembler et à programmer la réponse des moteurs aux différents signaux des capteurs. Par exemple, vous pouvez programmer le moteur pour qu'il commence à tourner lorsque vous approchez votre main ou tout objet près du capteur de distance.
Pour ce faire, nous créons une séquence de commandes : si l'objet est à moins de n centimètres du capteur, alors le moteur se met à fonctionner.
La troisième et la plus intéressante étape consiste à assembler un robot puce et à le programmer pour qu'il saute sur commande. Pour ce faire, vous devez d'abord assembler le robot lui-même à partir de pièces et de deux moteurs.
Ensuite, nous commençons la programmation. Pour ce faire, nous avons défini l'algorithme suivant : lorsque le programme est activé, la "puce" doit sauter deux fois vers l'avant, donc deux moteurs doivent faire deux rotations complètes en même temps. Réglez la vitesse de rotation à 50% pour que le robot ne saute pas trop.
A la sortie, on a un petit robot qui saute en avant quand le programme démarre. Beauté!
Le robot aux puces s'est rapidement précipité vers l'avant, a trouvé la première victime, mais quelque chose s'est mal passé.
Après cela, la formation est terminée, vous pouvez passer à des projets plus complexes : dans l'application, il y a plus de 60 schémas de principe pour différentes parties de l'ensemble (moteurs, moyeu, capteurs, etc.). En même temps, chaque le schéma fonctionnel peut être légèrement modifié à l'aide des paramètres . Également à l'intérieur du logiciel, il y a la possibilité de créer des variables et vos propres schémas fonctionnels.
Pour les enseignants
Attaché à l'ensemble pour les enseignants. Ils comprennent des programmes, des tâches avec des solutions toutes faites et des tâches pour lesquelles il n'y a pas de réponse et pour lesquelles vous devez faire preuve de créativité. Cela vous permet de démarrer rapidement avec l'ensemble et de créer des programmes d'entraînement.
Il y a 4 cours au total sur le site. L'Inventor Squad est un cours de cours de technologie qui renforce la compréhension des étudiants du processus de conduite des activités du projet. Deux cours sont liés à l'informatique. "Lancer une entreprise" fournit des compétences de base en programmation et en algorithmique, et "Appareils utiles" présente les principes de l'Internet des objets. Le quatrième cours - "Prêt pour les compétitions" - est conçu pour se préparer aux compétitions et nécessite à la fois une base et un ensemble de ressources.
Chaque cours contient de 5 à 8 leçons, qui incluent une solution méthodologique prête à l'emploi qui peut être mise en œuvre dans le processus éducatif pour consolider les compétences STEAM.
Comparer avec d'autres ensembles
LEGO Education SPIKE Prime fait partie de la ligne robotique LEGO Education, qui comprend des ensembles pour les enfants d'âges différents :
- Express "Jeune programmeur" pour l'éducation préscolaire.
- WeDo 2.0 pour l'école primaire.
- LEGO Education SPIKE Prime pour le lycée.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 pour les lycéens et les élèves de première année.
Les fonctionnalités de SPIKE Prime se chevauchent avec LEGO WeDo 2.0, qui prend en charge Scratch à partir de cette année. Mais contrairement à WeD0 2.0, qui permet de simuler des expériences physiques, SPIKE Prime est plus adapté à la création de robots. Il est conçu pour commencer à apprendre la robotique de la 5e à la 7e année.
Grâce à cette solution, les écoliers pourront maîtriser de manière ludique les principes de l'algorithmique, développer des compétences en résolution de problèmes et se familiariser avec les bases de la robotique. Après SPIKE Prime, vous pouvez passer à LEGO MINDSTORMS Education EV3, qui a la capacité de fonctionner avec MycroPython et convient à l'apprentissage de concepts plus complexes de robotique et de programmation.
PS Lors de la rédaction de cet article, pas un seul robot et pas un seul husky n'a été blessé.
Source: habr.com