A robótica é unha das actividades escolares máis interesantes e innovadoras. Ela ensina a facer algoritmos, gamifica o proceso de aprendizaxe, introduce aos nenos na programación. Nalgunhas escolas, dende 1o de primaria, dedícanse á informática, aprenden a montar robots e a elaborar diagramas de fluxo. Para que os nenos poidan comprender facilmente a robótica e a programación e poidan estudar matemáticas e física en profundidade no instituto, publicamos un novo conxunto de aprendizaxe LEGO Education SPIKE Prime. Contámosche os detalles neste post.
LEGO Education SPIKE Prime está deseñado para ensinar aos nenos de 5º a 7º en escolas e clubs de robótica. O conxunto permítelle construír algoritmos mediante diagramas de fluxo e admirar como as imaxes da pantalla se converten en movementos e accións. Para os escolares modernos, a visibilidade e o efecto WOW son importantes, e SPIKE Prime é un señuelo que pode cautivar aos nenos coa programación e as ciencias exactas.
Establecer unha visión xeral
O conxunto vén nunha caixa de plástico branco e amarelo minimalista. Baixo a tapa hai unha caixa de cartón con instrucións para comezar e un esquema da colocación das pezas nas bandexas. O conxunto está deseñado para que sexa fácil comezar a traballar con el e o profesor necesita un mínimo de formación adicional.
As propias pezas están empaquetadas en bolsas con números que se corresponden cos números de cela nas bandexas.
O conxunto básico inclúe máis de 500 elementos LEGO, incluídos outros novos.
- Varios novos cadros que reducen o tempo de creación de prototipos e permiten crear modelos grandes.
- Novo cubo 2x4 con orificio de eixe Technic. Permite combinar elementos de Technic e LEGO System nun proxecto.
- Placa base actualizada da gama Technic.
- Novas rodas estreitas que proporcionan un control preciso e aumentan a manobrabilidade dos modelos.
- Nova roda xiratoria en forma de rolo de apoio.
- Novos clips de arame, dispoñibles en varias cores, permítenche fixar os cables de forma ordenada.
Ademais das propias pezas, hai tres motores no seu interior: un grande e dous medianos, así como tres sensores: distancias, cores e forzas.
Os motores están conectados directamente ao cubo e teñen sensores de rotación cunha precisión de 1 grao. Esta función preséntase para sincronizar o funcionamento dos motores para que poidan moverse simultaneamente a unha velocidade constante. Ademais, o sensor tamén se pode usar para medir a velocidade e a distancia do modelo.
O sensor de cor distingue ata 8 cores e pódese usar como sensor de luz. Tamén ten incorporado un sensor infravermello que pode ler, por exemplo, o reflexo da luz.
O sensor táctil recoñece as seguintes situacións: botón presionado, soltado, forte presión. Neste caso, o sensor determina a forza de presión en newtons ou en porcentaxe.
O sensor IR utilízase para determinar a distancia do robot ata un determinado punto ou para evitar colisións. Capaz de medir a distancia en porcentaxe, centímetros e polgadas.
Pode ampliar as capacidades do conxunto básico usando o conxunto de recursos, que consta de 603 partes. Inclúe: un conxunto grande adicional e un sensor de luz, dúas rodas grandes, grandes engrenaxes cónicas que che permiten construír grandes tocadiscos.
Hub
O concentrador ten un xiroscopio incorporado que pode determinar a súa posición no espazo: orientación, inclinación, rolamento, detección de bordos desde arriba, estado de caída do concentrador, etc. A memoria integrada permítelle descargar e almacenar ata 20 programas. O número do programa móstrase nunha pantalla de 5x5 píxeles, que tamén mostra imaxes do usuario e o estado do concentrador.
Tamén no hub están:
- Conector microUSB para carga de batería o conexión a PC.
- Botón de sincronización Bluetooth que che permite conectarse sen fíos a un PC para a programación do concentrador.
- 6 portos (AF) para executar comandos ou recibir información dos sensores.
- Tres botóns de control do hub.
- Altofalante incorporado.
Software
O software LEGO Education SPIKE está dispoñible para Windows, Mac OS, Android, iOS e Chromebook e pódese descargar . O entorno do software baséase na linguaxe de programación infantil Scratch. Consta dun conxunto de comandos, cada un dos cales é unha caixa gráfica de determinada forma e cor con parámetros que se poden modificar manualmente, como velocidade e distancia de movemento, ángulo de rotación, etc.
Ao mesmo tempo, os conxuntos de comandos asociados a varios compoñentes da solución (motores, sensores, variables, operadores, etc.) realízanse en diferentes cores, o que permite comprender rapidamente de forma intuitiva como programar o que precisa.
Incluso na propia aplicación recóllense moitos plans de lección, así como preto de 30 instrucións diferentes para montar modelos.
Primeiros Pasos
Despois de iniciar a aplicación e escoller un idioma, ofrécense inmediatamente tres pasos iniciais:
1) Programe o concentrador para que se mostre un emoticono na pantalla;
2) Familiarizarse co funcionamento de motores e sensores;
3) Montar o modelo Bloch e programalo para o movemento.
O familiarizado con SPIKE Prime comeza cunha descrición das opcións de conectividade (a través de microUSB ou Bluetooth) e traballa coa pantalla de píxeles.
Primeiro cómpre establecer unha secuencia de comandos que se deben executar despois de que se inicie o programa e tamén seleccionar píxeles específicos que se iluminarán na pantalla do concentrador.
O segundo paso consiste en montar e programar a resposta dos motores a varios sinais dos sensores. Por exemplo, podes programar o motor para que comece a xirar cando traes a man ou calquera obxecto preto do sensor de distancia.
Para iso, creamos unha secuencia de comandos: se o obxecto está máis preto de n centímetros do sensor, entón o motor comeza a funcionar.
O terceiro e máis interesante paso é montar un robot de pulgas e programalo para que salte ao mando. Para iso, primeiro cómpre montar o propio robot a partir de pezas e dous motores.
Despois comezamos a programar. Para iso, configuramos o seguinte algoritmo: cando o programa está activado, a "pulga" debe saltar cara adiante dúas veces, polo que dous motores deben facer dúas rotacións completas ao mesmo tempo. Establece a velocidade de rotación ao 50% para que o robot non salte demasiado.
Na saída, temos un pequeno robot que salta cara adiante cando se inicia o programa. Beleza!
O robot de pulgas avanzou rapidamente, atopou a primeira vítima, pero algo saíu mal.
Despois diso, o adestramento rematou, pode proceder a proxectos máis complexos: na aplicación, hai máis de 60 diagramas de bloques para varias partes do conxunto (motores, hub, sensores, etc.). Ao mesmo tempo, cada un. O diagrama de bloques pódese modificar lixeiramente usando os parámetros. Tamén dentro do software existe a posibilidade de crear variables e diagramas de bloques propios.
Para profesores
Adxunto ao conxunto para profesores. Inclúen currículos, tarefas con solucións preparadas e tarefas nas que non hai resposta e cómpre ser creativo na resolución. Isto permítelle comezar rapidamente co conxunto e crear programas de adestramento.
Hai 4 cursos en total no sitio. The Inventor Squad é un curso para clases de tecnoloxía que reforza a comprensión dos estudantes sobre o proceso de realización de actividades do proxecto. Dous cursos están relacionados coa informática. "Lanzar un negocio" proporciona habilidades básicas de programación e algorítmico, e "Dispositivos útiles" presenta os principios da Internet das cousas. O cuarto curso -"Listo para competicións"- está deseñado para preparar os concursos e require tanto un conxunto básico como de recursos.
Cada curso contén de 5 a 8 leccións, que inclúe unha solución metodolóxica xa preparada que se pode implementar no proceso educativo para consolidar as competencias de STEAM.
Comparar con outros conxuntos
LEGO Education SPIKE Prime forma parte da liña de robótica LEGO Education, que inclúe xogos para nenos de diferentes idades:
- Express "Xoven programador" para educación preescolar.
- WeDo 2.0 para primaria.
- LEGO Education SPIKE Prime para o instituto.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 para estudantes de bacharelato e primeiro curso.
As funcións de SPIKE Prime se solapan con LEGO WeDo 2.0, que ten soporte para Scratch a partir deste ano. Pero a diferenza de WeD0 2.0, que permite simular experimentos físicos, SPIKE Prime é máis axeitado para crear robots. Está deseñado para comezar a aprender robótica nos cursos 5-7.
Coa axuda desta solución, os escolares de forma lúdica poderán dominar os principios da algoritmo, desenvolver habilidades para resolver problemas e familiarizarse cos conceptos básicos da robótica. Despois de SPIKE Prime, podes pasar a LEGO MINDSTORMS Education EV3, que ten a capacidade de traballar con MycroPython e é axeitado para aprender conceptos máis complexos de robótica e programación.
PD Ao escribir este artigo, nin un robot nin un só husky sufriron danos.
Fonte: www.habr.com