Robotica este una dintre cele mai interesante și mai perturbatoare activități școlare. Ea învață cum să compun algoritmi, gamifică procesul educațional și îi inițiază pe copii în programare. În unele școli, începând din clasa I, se învață informatica, învață să asambleze roboți și să întocmească organigrame. Pentru a ajuta copiii să înțeleagă cu ușurință robotica și programarea și să studieze matematica și fizica în profunzime în liceu, am lansat un nou set educațional LEGO Education SPIKE Prime. Vă vom spune mai multe despre asta în această postare.
LEGO Education SPIKE Prime este conceput pentru a preda copiii din clasele 5-7 în școli și cluburi de robotică. Setul vă permite să construiți algoritmi folosind diagrame de flux și să admirați modul în care imaginile de pe ecran se transformă în mișcări și acțiuni. Pentru școlarii moderni, vizibilitatea și efectul WOW sunt importante, iar SPIKE Prime este o momeală care poate captiva copiii cu programare și științe exacte.
Setați prezentarea generală
Setul vine într-o cutie minimalistă din plastic galben și alb. Sub capac se află un carton cu instrucțiuni de început și o diagramă a amplasării pieselor în tăvi. Trusa este concepută pentru a fi ușor de început și necesită o pregătire suplimentară minimă pentru profesor.
Piesele în sine sunt ambalate în pungi cu numere care corespund numerelor celulelor din tăvi.
Setul de bază conține peste 500 de elemente LEGO, inclusiv altele noi.
- Mai multe cadre noi care reduc timpul de prototipare și permit construirea de modele mai mari.
- Cub nou 2x4 cu orificiu pentru axa Technic. Vă permite să combinați elementele Technic și LEGO System într-un singur proiect.
- Placă de bază actualizată din gama Technic.
- Noi roți înguste care oferă un control de precizie și măresc manevrabilitatea modelelor.
- Noua roata pivotanta sub forma unei role de sustinere.
- Noile cleme de sârmă, disponibile în mai multe culori, vă permit să fixați bine cablurile.
Pe lângă piesele în sine, există trei motoare în interior - unul mare și două medii, precum și trei senzori: distanță, culoare și putere.
Motoarele sunt conectate direct la butuc și au senzori de rotație cu o precizie de 1 grad. Această caracteristică este prevăzută pentru a sincroniza funcționarea motoarelor, astfel încât acestea să se poată mișca simultan la o viteză constantă. În plus, senzorul poate fi folosit pentru a măsura viteza și distanța de mișcare a modelului.
Senzorul de culoare distinge până la 8 culori și poate fi folosit ca senzor de lumină. De asemenea, are încorporat un senzor infraroșu care poate citi reflexiile luminii, de exemplu.
Senzorul tactil recunoaște următoarele situații: buton apăsat, apăsat, apăsat puternic. În acest caz, senzorul determină forța de presiune în Newtoni sau ca procent.
Senzorul IR este folosit pentru a determina distanța de la robot până la un anumit punct sau pentru a preveni coliziunile. Capabil să măsoare distanța în procente, centimetri și inci.
Puteți extinde capacitățile setului de bază folosind setul de resurse, care constă din 603 părți. Include: un set suplimentar mare și un senzor de lumină, două roți mari, roți dințate conice mari care vă permit să construiți platouri mari.
Hub
Butucul are încorporat un giroscop care poate determina poziția acestuia în spațiu: orientare, înclinare, rulare, determinarea muchiei de sus, starea cădere a butucului etc. Memoria încorporată vă permite să încărcați și să stocați până la 20 de programe. Numărul programului este afișat pe un ecran de 5x5 pixeli, unde sunt afișate și imaginile utilizatorului și starea de funcționare a hub-ului.
De asemenea, situat la hub:
- Conector MicroUSB pentru încărcarea bateriei sau conectarea la un PC.
- Buton de sincronizare Bluetooth, cu ajutorul căruia puteți stabili o conexiune wireless cu un PC pentru a programa hub-ul.
- 6 porturi (AF) pentru executarea comenzilor sau primirea de informatii de la senzori.
- Trei butoane de control al butucului.
- Difuzor încorporat.
Software
Software-ul LEGO Education SPIKE este disponibil pentru Windows, Mac OS, Android, iOS și Chromebook și poate fi descărcat . Mediul software se bazează pe limbajul de programare pentru copii Scratch. Constă dintr-un set de comenzi, fiecare dintre acestea fiind un bloc grafic de o anumită formă și culoare cu parametri care pot fi modificați manual, de exemplu, viteza și intervalul de mișcare, unghiul de rotație etc.
În același timp, seturi de comenzi asociate cu diverse componente ale soluției (motoare, senzori, variabile, operatori etc.) sunt evidențiate în culori diferite, ceea ce vă permite să vă dați seama rapid și intuitiv cum să programați ceea ce aveți nevoie.
Aplicația în sine conține, de asemenea, multe planuri de lecție, precum și aproximativ 30 de instrucțiuni diferite pentru asamblarea modelelor.
Primii pași
După lansarea aplicației și selectarea unei limbi, sunt oferiți imediat trei pași de pornire:
1) Programați hub-ul astfel încât o față zâmbitoare să fie afișată pe ecran;
2) Familiarizați-vă cu funcționarea motoarelor și senzorilor;
3) Asamblați modelul „Flea” și programați-l să se miște.
Cunoașterea SPIKE Prime începe cu o descriere a opțiunilor de conectivitate (prin microUSB sau Bluetooth) și a modului de lucru cu ecranul pixelilor.
Mai întâi trebuie să setați o secvență de comenzi care ar trebui să fie executată după pornirea programului și, de asemenea, să selectați anumiți pixeli care se vor aprinde pe ecranul hub.
Al doilea pas implică asamblarea și programarea răspunsului motoarelor la diferite semnale de la senzori. De exemplu, puteți programa un motor să înceapă să se rotească atunci când aduceți mâna sau orice obiect în apropierea senzorului de distanță.
Pentru a face acest lucru, creăm o secvență de comenzi: dacă obiectul este mai aproape de n centimetri de senzor, atunci motorul începe să funcționeze.
Al treilea și cel mai interesant pas: asamblați un purice robot și programați-l să sară la comandă. Pentru a face acest lucru, mai întâi trebuie să asamblați robotul însuși din piese și două motoare.
Apoi începem programarea. Pentru a face acest lucru, setăm următorul algoritm: când programul este pornit, „purice” trebuie să sară înainte de două ori, astfel încât cele două motoare trebuie să facă două rotații complete în același timp. Vom seta viteza de rotație la 50% pentru ca robotul să nu sară prea mult.
Rezultatul este un robot mic care sare înainte când începe programul. Frumuseţe!
Robotul purici s-a repezit repede înainte și și-a găsit prima victimă, dar ceva a mers prost.
După finalizarea acestei instruiri, puteți începe proiecte mai complexe: în aplicație există mai mult de 60 de diagrame bloc pentru diferite părți ale setului (motoare, butuc, senzori etc.) În plus, fiecare diagramă bloc poate fi ușor modificată folosind parametrii. De asemenea, în interiorul software-ului există și posibilitatea de a crea variabile și propriile diagrame.
Pentru profesori
Incluse cu setul sunt pentru profesori. Acestea includ programe de studii, sarcini cu soluții gata făcute și sarcini pentru care nu există niciun răspuns și trebuie să veniți cu o soluție creativă. Acest lucru vă permite să începeți rapid să lucrați cu recrutarea și să creați programe de formare.
În total, 4 cursuri sunt pregătite pe site. „Inventor Squad” este un curs pentru lecții de tehnologie care întărește înțelegerea de către studenți a procesului de desfășurare a activităților proiectului. Două cursuri sunt legate de informatică. „Starting a Business” oferă abilități de bază de programare și algoritmice, iar „Useful Devices” introduce principiile Internet of Things. Al patrulea curs - „Pregătit pentru competiții” - este conceput pentru a se pregăti pentru competiții și necesită atât un set de bază, cât și un set de resurse.
Fiecare curs conține de la 5 la 8 lecții, care include o soluție metodologică gata făcută care poate fi implementată în procesul educațional pentru consolidarea competențelor STEAM.
Comparați cu alte seturi
LEGO Education SPIKE Prime face parte din linia de robotică LEGO Education, care include seturi pentru copii de diferite vârste:
- Express „Tânăr programator” pentru învățământul preșcolar.
- WeDo 2.0 pentru școala elementară.
- LEGO Education SPIKE Prime pentru gimnaziu.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 pentru elevii de liceu și anul I.
Funcționalitatea SPIKE Prime se suprapune cu LEGO WeDo 2.0, care are suport Scratch începând cu acest an. Dar, spre deosebire de WeD0 2.0, care vă permite să simulați experimente fizice, SPIKE Prime este mai potrivit pentru crearea de roboți. Este conceput pentru a introduce elevii în robotică din clasele 5-7.
Cu ajutorul acestei soluții, școlarii vor putea să stăpânească principiile algoritmizării, să dezvolte abilități de rezolvare a problemelor și să se familiarizeze cu elementele de bază ale roboticii într-un mod ludic. După SPIKE Prime, puteți trece la LEGO MINDSTORMS Education EV3, care are capabilități MycroPython și este potrivit pentru a învăța concepte mai avansate de robotică și programare.
PS Niciun roboți sau husky nu au fost răniți în timpul scrierii acestui articol.
Sursa: www.habr.com