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Programmieren einer Sequenz - VEXcode IQ

Lehrer-Toolbox-Symbol Lehrer-Toolbox - Der Zweck dieser Aktivität

Die Programmierung mit dem Arm und der Klaue ermöglicht es dem Roboter, andere Aufgaben zu erledigen, anstatt sich nur vorwärts, rückwärts, links oder rechts zu bewegen. In dieser Übung lernen die Schüler die richtige Reihenfolge der Bewegungen, die erforderlich sind, um sich einem Objekt zu nähern, es zu greifen, zu heben und zu bewegen. Das Objekt kann eine leere Aluminiumdose oder eine leere Wasserflasche sein. Diese Aktivität bereitet die Schüler auf die Package Dash Challenge vor, bei der die Schüler ein Objekt in einem umrissenen Kurs greifen und bewegen müssen. Die Schüler werden einen Wegplan mit Pseudocode erstellen.

Weitere Informationen zu den Blöcken [Spin for] und [Spin to position] oder anderen, die in dieser Aktivität verwendet werden, finden Sie in den Hilfe-Informationen in VEXcode IQ. Weitere Informationen zu diesem integrierten Hilfetool finden Sie hier.

Im Folgenden finden Sie einen Überblick darüber, was Ihre Schüler in dieser Aktivität tun werden:

  • Sehen Sie sich die Tutorial-Videos Bewegen des Arms und Öffnen der Klaue an.

  • Beschreiben Sie die Schritte, die erforderlich sind, um sich einem Objekt mit Pseudocode (Google Doc/.docx/.pdf) zu nähern, es zu greifen, zu heben und zu bewegen.

  • Programmieren Sie ihre Sequenz, die sie unter Verwendung von VEXcode IQ im Pseudocode vorbereitet haben.

  • Laden Sie das Projekt herunter, führen Sie es aus und testen Sie es, um zu sehen, ob es wie beabsichtigt funktioniert.

Programmieren wir eine Sequenz!

In dieser Aktivität skizzieren Sie einen Plan für den Bewegungsablauf, den Ihr Roboter ausführen muss, um ein Objekt zu greifen, anzuheben und zu bewegen.

Sie werden zuerst zwei Tutorial-Videos über die Programmierung der Klaue und des Arms ansehen. Anschließend identifizieren Sie die richtige Abfolge von Schritten, um sich einem Objekt zu nähern, es zu greifen und anzuheben, und planen dieses Projekt mithilfe von Pseudocode.
Sie werden dann das Projekt mit dem Pseudocode erstellen, herunterladen und ausführen, der Ihnen bei der Planung geholfen hat!

  • Stellen Sie sicher, dass Sie die erforderliche Hardware, Ihr technisches Notizbuch und VEXcode IQ heruntergeladen und bereit haben.

Lehrer-Tipps-Symbol Lehrertipps

Wenn der Schüler zum ersten Mal VEXcode IQ verwendet, kann er während dieser Erkundung jederzeit auf die Tutorials verweisen. Die Tutorials befinden sich in der Symbolleiste.VEXcode IQ Toolbar mit dem Tutorials-Symbol, das mit einem roten Pfeil rechts neben dem Menü Datei aufgerufen wird.

Erforderliches Material:
Menge Benötigtes Material
1

VEX IQ Super Kit
1

VEXcode IQ
1

Technisches Notizbuch
1

Messstab oder Lineal
1

Musterprojekt Clawbot (Antrieb 2-Motor)
1

Aluminiumdose oder leere Wasserflasche

Lehrer-Tipps-Symbol Lehrertipps

Modellieren Sie jeden der Schritte zur Fehlerbehebung für die Schüler.

Schritt 1: Vorbereitung auf die Erkundung

Bevor Sie mit der Aktivität beginnen, haben Sie jedes dieser Elemente bereit? Der Erbauer sollte jeden der folgenden Punkte überprüfen:

Schritt 2: Beginnen Sie mit der Planung eines Pfades

Bevor Sie mit der Planung des Weges beginnen, den Ihr Roboter nehmen wird, lesen Sie zuerst die Tutorial-Videos Bewegen des Arms und Öffnen der Klaue in VEXcode IQ.VEXcode IQ Toolbar mit dem Tutorials-Symbol, das in einem roten Kästchen rechts neben dem Menü Datei aufgerufen wird.

  • Video zum Bewegen des ArmsDas Tutorial-Videosymbol lautet Moving The Arm (Bewegen des Arms) unten und zeigt ein Klauenbotsymbol mit Pfeilen, die das Bewegen des Arms anzeigen.
  • Öffne das Klauen-Tutorial-VideoDas Tutorial-Videosymbol lautet Öffnen der Klaue unten und zeigt ein Klauenbot-Symbol mit Pfeilen, die das Öffnen/Schließen der Klaue anzeigen.

Verwenden Sie nun in Ihrem technischen Notizbuch Pseudocode (Google Doc / .docx / .pdf ),  um die richtige Reihenfolge der Schritte zu schreiben, um sich einem Objekt wie einer leeren Wasserflasche oder einer Aluminiumdose zu nähern, es zu greifen und anzuheben.Clawbot IQ mit dem Arm nach unten und geöffneter Klaue mit einer Wasserflasche auf dem Tisch zwischen der Klaue.

  • Zu beachtende Teile dieses Problems:
    • Zuerst müssen Sie in Millimetern messen, wie weit das Objekt vom Roboter entfernt ist. Sie benötigen dies, um zu bestimmen, wie weit sich der Roboter vorwärts und rückwärts bewegen soll.
    • Bestimmen Sie, wie viele Grad die Klaue öffnen und schließen muss, abhängig von ihrem Bewegungsbereich und wie groß das Objekt ist. Weitere Hilfe finden Sie auf der vorherigen Seite im Abschnitt Wiedergabe.
      • Tipp: Öffnen Sie das Gerätemenü und sehen Sie, wie viele Grad die Klaue mit dem Objekt im Inneren schließen wird.
    • Bestimmen Sie, wie weit der Arm angehoben wird, um das Objekt zu tragen.
    • Wenn Sie sich einem Objekt nähern, sollte die Klaue bereits geöffnet sein. Wenn Sie sich einem Objekt mit geschlossener Klaue nähern, könnte die geschlossene Klaue das Objekt umstoßen.
    • Der Roboter muss auch das Objekt in seiner Klaue greifen, das Objekt anheben, sich rückwärts bewegen, um das Objekt zu verschieben, und dann das Objekt wieder nach unten legen und loslassen.

Lehrer-Tipps-Symbol Lehrertipps - Pseudocode üben

Falls die Schüler mit Pseudocode (Google Doc/.docx/.pdf) und dessen Verwendung in der Projektplanung nicht vertraut sind, erklärt der bereitgestellte Link. Eine Rubrik (Google Doc/.docx/.pdf) zur Überprüfung des Pseudocodes kann verwendet werden und wird im Abschnitt Umdenken erneut bereitgestellt, wenn die Schüler das nächste Mal aufgefordert werden, Pseudocode zu schreiben. Diese Gelegenheit, Pseudocode zu schreiben, kann als Praxis für die spätere Planung betrachtet werden und das Teilen der Pseudocode-Rubrik kann jetzt in dieser Praxis helfen.

Lehrer-Toolbox-Symbol Lehrer-Toolbox - Lösung

Der Abstand zwischen dem Objekt und dem Roboter kann je nach Schüler oder Gruppe variieren. Stellen Sie sicher, dass die Schüler die Entfernung messen, bevor Sie ihren Pseudocode schreiben.
Beachten Sie, dass das erste Mal, wenn die Klaue geöffnet wird und dann, wenn sie geschlossen wird, um ein Objekt zu greifen, nicht das gleiche Maß hat. Da sich die Klaue an einem Objekt schließt und es nicht zerquetschen sollte, sollten die Grade aufhören, sobald die Klaue um das Objekt gewickelt ist.

Der Arm sollte den Boden weit genug anheben, um das Objekt effektiv zu transportieren.

Die richtige Abfolge von Schritten, die die Schüler benötigen, ist die folgende. Der in diesem Beispiel gemessene Abstand betrug 15 mm. Dies kann sich pro Schüler oder Gruppe ändern:

  • Öffnen Sie die Klaue um 75 Grad.

  • Fahren Sie 15 mm vorwärts, um sich dem Objekt zu nähern.

  • Schließen Sie die Klaue um 60 Grad, um das Objekt zu greifen.

  • Heben Sie den Arm um 315 Grad an, um das Objekt anzuheben.

  • Fahren Sie 15 mm rückwärts, um das Objekt an einen neuen Ort zu bewegen.

  • Senken Sie den Arm um 315 Grad, um das Objekt wieder nach unten zu legen.

  • Öffnen Sie die Klaue um 60 Grad, um das Objekt freizugeben.

Lehrer-Tipps-Symbol Lehrertipps

  • Da dies eine Anfangsaktivität beim Programmieren ist, sollte der Lehrer die Schritte modellieren und dann die Schüler bitten, die gleichen Aktionen durchzuführen. Der Lehrer sollte dann die Schüler überwachen, um sicherzustellen, dass sie die Schritte korrekt befolgen. 
  • Stellen Sie sicher, dass die Schüler die Vorlage Clawbot (Drivetrain2-motor) ausgewählt haben.
    • Sie können die Schüler darauf hinweisen, dass es mehrere Auswahlmöglichkeiten auf der Seite Beispiele innerhalb von VEXcode IQ gibt. Während sie ihre Roboter bauen und verwenden, haben sie die Möglichkeit, verschiedene Vorlagen zu verwenden.
  • Sie können die Schüler bitten, ihre Initialen zum Projektnamen hinzuzufügen. Dies hilft, die Projekte zu differenzieren, wenn Sie die Schüler bitten, sie einzureichen. 
  • Stellen Sie sicher, dass die Schüler den Abstand zwischen dem Objekt und ihrem Roboter in Millimetern (mm) messen. 

Schritt 3: Programmieren einer Sequenz

  • Öffnen Sie das Beispielprojekt Clawbot (Drivetrain 2-motor).Beispiel für ein Projektsymbol, das den 2-Motor des Clawbot-Antriebsstrangs liest und angibt, welche Vorlage für diese Aktivität ausgewählt werden soll.
  • Wenn Sie Hilfe beim Öffnen eines Beispielprojekts benötigen, sehen Sie sich das Tutorial-Video Use Example Projects and Templates in VEXcode IQ Blocks an.Das Tutorial-Symbol lautet Use Example Projects and Templates (Beispielprojekte und Vorlagen verwenden) am unteren Rand und zeigt einen Cursor, der über ein Symbol bewegt wird.
  • Benennen Sie das Projekt um und speichern Sie es als "Sequenz".Dialogfeld Projektname in der VEXcode IQ-Symbolleiste. Slot 1 ist ausgewählt und der Projektname lautet Sequenz.
  • Um Hilfe beim Umbenennen und Speichern eines Projekts zu erhalten, sehen Sie sich das Tutorial Naming and Saving Your Project in VEXcode IQ an.
  • Erstellen Sie nun Ihr Projekt mit Ihrem Pseudocode. Beschreiben Sie zuerst Ihr Projekt mithilfe von Kommentaren, um Ihren Pseudocode einzufügen. Das unten gezeigte Beispiel ist eine Referenz. Grad- und Entfernungsmessungen können unterschiedlich sein, je nachdem, wie weit Ihr Objekt entfernt ist und wie groß es ist.VEXcode IQ-Projektplan, der einen "When started" -Block mit 7 angehängten Kommentarblöcken zeigt. Um die Kommentare zu lesen Öffnen Sie die Klaue um 75 Grad, fahren Sie 15 mm vorwärts, um sich dem Objekt zu nähern, schließen Sie die Klaue um 60 Grad, um das Objekt zu greifen, heben Sie den Arm um 315 Grad an, um das Objekt anzuheben, fahren Sie 15 mm rückwärts, um das Objekt an eine neue Stelle zu bewegen, senken Sie den Arm um 315 Grad, um das Objekt wieder nach unten zu legen, und öffnen Sie die Klaue um 60 Grad, um das Objekt freizugeben.
  • Verwenden Sie die Blöcke [Drive], [Spin for] und [Spin to position], um das Projekt basierend auf dem Pseudocode zu erstellen. Vergessen

    Sie nicht, die Position des Löffelstielmotors auf 0 zurückzusetzen und eine 3-Sekunden-Timeout für den Klauenmotor einzubeziehen.

    Verwenden Sie das folgende Bild als Beispiel für die Organisation des Projekts. Das folgende Projekt ist nicht abgeschlossen, aber Sie sollten es vollständig programmieren.Aufbauend auf dem vorherigen VEXcode IQ-Projekt mit Blöcken, die zwischen den Kommentarblöcken hinzugefügt wurden. Um zu beginnen, wird die Position des Löffelstielmotors auf 0 Grad und die Zeit des Klauenmotors auf 3 Sekunden eingestellt. Unter dem ersten Kommentar wird ein Spin für den Block hinzugefügt und auf Klauenmotor für 75 Grad geöffnet gesetzt. Unterhalb der zweiten Empfehlung ist ein Antrieb für Block auf 15 mm vorwärts eingestellt. Unter dem 3. Kommentar wird ein Spin für den Block auf Klauenmotor gesetzt, der für 60 Grad geschlossen wird. Unterhalb des 4. Kommentars wird ein Dreh-zu-Position-Block eingestellt, um den Motor auf 315 Grad zu scharf zu schalten.
  • Nachdem Ihr Projekt abgeschlossen ist, prognostizieren Sie, was es tun wird. Schreiben Sie Ihre Vorhersagen in Ihr technisches Notizbuch.

Schritt 4: Testen Sie das Projekt!

Jetzt, da Sie ein Projekt erstellt haben, um sich zu nähern, zu greifen, zu heben und zu Objekt - lassen Sie es uns testen!

  • Laden Sie Ihr Sequenzprojekt herunter und führen Sie es aus. Wenn Sie Hilfe benötigen, sehen Sie sich das Tutorial-Video zum Herunterladen und Ausführen eines Projekts in VEXcode IQ an. Es wird das folgende Symbol haben: Tutorial-Symbol, das das Herunterladen und Ausführen eines Projekts mit einem Download-Symbol und einem Dreieck darüber liest.

Ist Ihr Projekt wie beabsichtigt gelaufen? Schreiben Sie Ihre Beobachtungen in Ihr technisches Notizbuch, vergleichen Sie Ihren Pseudocode mit Ihrem Abschlussprojekt und beantworten Sie die folgenden Fragen:

  • Hatte Ihr Projekt Ihren Roboter, um ein Objekt zu greifen, anzuheben und zu bewegen?
  • Warum ist dieser Bewegungsablauf wichtig?

Lehrer-Toolbox-Symbol Lehrer-Toolbox - Lösung

Die Projekte der Schüler variieren je nach Objekt und wie weit es vom Roboter entfernt ist. Die Studierenden sollen in der Lage sein, ihren Pseudocode und das anhand des Pseudocodes programmierte Projekt zu reflektieren. War ein Fehler auf den Pseudocode oder auf die Programmierung zurückzuführen? Die Schüler sollten den Pseudocode durchsehen, um zu sehen, welcher Schritt innerhalb des Projekts falsch gewesen sein könnte.

Diese Aktivität sollte für die Schüler hervorheben, dass der Bewegungsablauf wichtig ist. Wenn die Bewegungen in einer anderen Reihenfolge neu angeordnet wurden, kann es sein, dass der Roboter das Objekt nicht aufnimmt und bewegt. Wenn beispielsweise die Klaue nicht zuerst geöffnet wurde, kann der Roboter das Objekt umstoßen, wenn es sich ihm nähert.

Im Folgenden finden Sie eine beispielhafte Lösung:Beispiellösungscode mit 15 Motion-, Antriebsstrang- und Kommentarblöcken, die an den When started-Block angehängt sind. Um zu lesen, stellen Sie die Position des Armmotors auf 0 Grad ein; stellen Sie die Zeitüberschreitung des Klauenmotors auf 3 Sekunden ein; Kommentar - öffnen Sie die Klaue um 75 Grad; drehen Sie den Klauenmotor um 75 Grad; Kommentar - fahren Sie 15 mm vorwärts, um sich dem Objekt zu nähern; fahren Sie 15 mm vorwärts; Kommentar - schließen Sie die Klaue um 60 Grad, um das Objekt zu greifen; drehen Sie den Klauenmotor um 60 Grad; Kommentar - heben Sie den Arm um 315 Grad, um das Objekt anzuheben; drehen Sie den Armmotor um 315 Grad; Kommentar - fahren Sie 15 mm rückwärts, um das Objekt an einen neuen Ort zu bewegen; fahren Sie 15 mm rückwärts; Kommentar - senken Sie den Arm um 315 Grad, um das Objekt wieder nach unten zu bringen; drehen Sie den Armmotor um 0 Grad; Kommentar - öffnen Sie die Klaue um 60 Grad, um das Objekt freizugeben; drehen Sie den Klauenmotor um 60 Grad.
 

Erweitern Sie Ihr Lernsymbol Erweitern Sie Ihr Lernen - Block [Motorstopp einstellen]

Wenn die Schüler ihren Roboter so programmieren, dass er schwerere Gegenstände hebt und trägt, könnten diese aufgrund ihres Gewichts den Arm nach unten ziehen.

In diesem Fall kann der Block [Motorstopp einstellen] verwendet werden, damit der Arm nicht aufgrund der Schwerkraft herunterfällt und das Gewicht des Objekts angehoben wird. Dieser Block kann zu Beginn des Projekts verwendet werden und wird für den Rest des Projekts auf alle zukünftigen Motorblöcke angewendet.Start der Hilfe-Informationen für den Block Motorstopp einstellen. Der Block wird mit Parametern angezeigt, die so eingestellt sind, dass der Klauenmotor zum Bremsen stoppt, und der Text lautet: Stellt das Verhalten des VEX IQ Smart Motors ein, sobald er sich nicht mehr bewegt.

Der Block [Motorstopp einstellen] hat drei Einstellungen:

  •  Durch die Bremse kommt der Motor sofort zum Stillstand.
  • Coast lässt den Motor allmählich zum Stillstand kommen.
  • Halten bewirkt, dass der Motor sofort zum Stillstand kommt und in seine gestoppte Position zurückkehrt, wenn er bewegt wird.
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