Robotika je jedna od najzanimljivijih i najprodornijih školskih aktivnosti. Podučava kako izraditi algoritme, igrificirati proces učenja, upoznaje djecu s programiranjem. U nekim školama od 1. razreda se bave informatikom, uče sastavljati robote i crtati dijagrame toka. Kako bi djeca lakše razumjela robotiku i programiranje te mogla dublje učiti matematiku i fiziku u srednjoj školi, izdali smo novi LEGO Education SPIKE Prime set za učenje. Reći ćemo vam detalje o tome u ovom postu.
LEGO Education SPIKE Prime osmišljen je za podučavanje djece od 5. do 7. razreda u školama i robotičkim klubovima. Set vam omogućuje izradu algoritama pomoću dijagrama toka i divljenje kako se slike na ekranu pretvaraju u pokrete i akcije. Za suvremene školarce važna je vidljivost i WOW-efekt, a SPIKE Prime je mamac koji djecu može očarati programiranjem i egzaktnim znanostima.
Pregled skupa
Set dolazi u minimalističkoj žuto-bijeloj plastičnoj kutiji. Ispod poklopca nalazi se kartonska kutija s uputama za početak i dijagramom postavljanja dijelova u ladice. Set je koncipiran tako da je lako započeti s radom, a nastavniku je potrebna minimalna dodatna obuka.
Sami dijelovi pakirani su u vrećice s brojevima koji odgovaraju brojevima ćelija u ladicama.
Osnovni set uključuje više od 500 LEGO elemenata, uključujući nove.
- Nekoliko novih okvira koji skraćuju vrijeme izrade prototipova i omogućuju izradu velikih modela.
- Nova kocka 2x4 sa Technic rupom za osovinu. Omogućuje vam kombiniranje elemenata Technic i LEGO sustava u jednom projektu.
- Ažurirana osnovna ploča iz asortimana Technic.
- Novi uski kotači koji omogućuju preciznu kontrolu i povećavaju upravljivost modela.
- Novi okretni kotač u obliku potpornog valjka.
- Nove kopče za žice, dostupne u više boja, omogućuju vam uredno pričvršćivanje kabela.
Osim samih dijelova, unutra se nalaze tri motora - jedan veliki i dva srednja, kao i tri senzora: udaljenosti, boje i sile.
Motori su spojeni izravno na hub i imaju senzore rotacije s točnošću od 1 stupnja. Ova je značajka predviđena za sinkronizaciju 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, primjerice, refleksiju svjetla.
Senzor za dodir prepoznaje sljedeće situacije: tipka pritisnuta, otpuštena, jak pritisak. U ovom slučaju senzor određuje silu pritiska u newtonima ili postocima.
IR senzor služi za određivanje udaljenosti od robota do određene točke ili za izbjegavanje sudara. Mogućnost mjerenja udaljenosti u postocima, centimetrima i inčima.
Mogućnosti osnovnog seta možete proširiti pomoću seta resursa koji se sastoji od 603 dijela. Uključuje: dodatni veliki set i senzor svjetla, dva velika kotača, velike konusne zupčanike koji vam omogućuju izradu velikih gramofona.
Središte
Hub ima ugrađen žiroskop koji može odrediti njegov položaj u prostoru: orijentaciju, nagib, kotrljanje, detekciju ruba odozgo, stanje pada huba itd. Ugrađena memorija omogućuje preuzimanje i pohranjivanje do 20 programa. Broj programa prikazuje se na ekranu veličine 5x5 piksela, koji također prikazuje korisničke slike i status huba.
Također u središtu su:
- MicroUSB konektor za punjenje baterije ili povezivanje s računalom.
- Bluetooth tipka za sinkronizaciju koja vam omogućuje bežično povezivanje s računalom za programiranje središta.
- 6 priključaka (AF) za izvršavanje naredbi ili primanje informacija od senzora.
- Tri gumba za upravljanje glavčinom.
- Ugrađeni zvučnik.
Softver
Softver LEGO Education SPIKE dostupan je za Windows, Mac OS, Android, iOS i Chromebook i može se preuzeti . Programsko okruženje temelji se na dječjem programskom jeziku Scratch. Sastoji se od skupa naredbi od kojih je svaka grafički okvir određenog oblika i boje s parametrima koji se mogu ručno mijenjati, poput brzine i udaljenosti kretanja, kuta rotacije itd.
U isto vrijeme, skupovi naredbi povezanih s različitim komponentama rješenja (motori, senzori, varijable, operatori itd.) istaknuti su različitim bojama, što vam omogućuje da brzo intuitivno shvatite kako programirati ono što vam je potrebno.
Čak iu samoj aplikaciji skupljeno je mnoštvo nastavnih planova, kao i 30-ak različitih uputa 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) Upoznati rad motora i senzora;
3) Sastavite Blochov model i programirajte ga za kretanje.
Upoznavanje sa SPIKE Prime započinje opisom mogućnosti povezivanja (preko microUSB-a ili Bluetooth-a) i rada s ekranom piksela.
Prvo morate postaviti slijed naredbi koje bi se trebale izvršiti nakon pokretanja programa, te također odabrati određene piksele koji će svijetliti na hub ekranu.
Drugi korak uključuje sastavljanje i programiranje odgovora 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 sastaviti robota buhu i programirati ga da skoči na naredbu. Da biste to učinili, prvo morate sastaviti samog robota od dijelova i dva motora.
Zatim krećemo s programiranjem. Da bismo to učinili, postavili smo sljedeći algoritam: kada je program uključen, "buha" mora skočiti naprijed dva puta, tako da dva motora moraju napraviti dva puna okretaja u isto vrijeme. Postavite brzinu rotacije na 50% kako robot ne bi previše skakao.
Na izlazu smo dobili malog robota koji skače naprijed kada se program pokrene. Ljepota!
Robot buha brzo je pojurio naprijed, pronašao prvu žrtvu, ali nešto je pošlo po zlu.
Nakon toga, obuka je gotova, možete nastaviti sa složenijim projektima: u aplikaciji postoji više od 60 blok dijagrama za različite dijelove skupa (motori, čvorište, senzori itd.). Istovremeno, svaki blok dijagram se može malo promijeniti pomoću parametara. Također unutar softvera postoji mogućnost kreiranja varijabli i vlastitih blok dijagrama.
Za učitelje
Priloženo uz set za učitelje. Obuhvaćaju nastavne planove i programe, zadatke s gotovim rješenjima te zadatke u kojima nema odgovora i treba biti kreativan u rješavanju. To vam omogućuje da brzo započnete s postavljanjem i izgradnjom programa obuke.
Na stranici postoje ukupno 4 tečaja. Inventor Squad je tečaj za tehnološke lekcije koji kod učenika učvršćuje razumijevanje procesa provođenja projektnih aktivnosti. Dva kolegija su vezana uz informatiku. “Pokretanje posla” pruža osnovne programerske i algoritamske vještine, a “Korisni uređaji” uvodi u principe Interneta stvari. Četvrti tečaj - "Spremni za natjecanja" - osmišljen je za pripremu za natjecanja i zahtijeva i osnovni i skup resursa.
Svaki tečaj sadrži od 5 do 8 lekcija, što uključuje gotovo metodološko rješenje koje se može implementirati u obrazovni proces za konsolidaciju STEAM kompetencija.
Usporedi s drugim setovima
LEGO Education SPIKE Prime dio je LEGO Education linije robotike koja uključuje setove za djecu različite dobi:
- Express "Mladi programer" za predškolski odgoj.
- WeDo 2.0 za osnovnu školu.
- LEGO Education SPIKE Prime za srednju školu.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 za srednjoškolce i studente prve godine.
Značajke SPIKE Prime preklapaju se s LEGO WeDo 2.0, koji od ove godine ima podršku za Scratch. Ali za razliku od WeD0 2.0, koji vam omogućuje simulaciju fizičkih eksperimenata, SPIKE Prime je prikladniji za stvaranje robota. Osmišljen je za početak učenja robotike od 5. do 7. razreda.
Uz pomoć ovog rješenja školarci će moći savladati principe algoritmizacije, razviti vještine rješavanja problema te se na razigran način upoznati s osnovama robotike. Nakon SPIKE Prime, možete prijeći na LEGO MINDSTORMS Education EV3, koji ima MycroPython mogućnosti i prikladan je za učenje naprednije robotike i koncepata programiranja.
PS Prilikom pisanja ovog članka niti jedan robot niti jedan haski nije stradao.
Izvor: www.habr.com