Προγραμματισμός του Ρομποτικού Βραχίονα - C++

Εργαλειοθήκη Εκπαιδευτικού - Περίγραμμα Δραστηριότητας

Αυτή η εξερεύνηση θα εισαγάγει τους μαθητές στον βασικό προγραμματισμό του κινητήρα βραχίονα του V5 Clawbot.
Η εκμάθηση του προγραμματισμού του μοτέρ του βραχίονα επιτρέπει στους μαθητές να ελέγχουν σωστά τις κινήσεις του βραχίονα του V5 Clawbot. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις οδηγίες που χρησιμοποιούνται σε ένα πρόγραμμα κειμένου, επισκεφθείτε τις πληροφορίες βοήθειας

Το V5 Clawbot είναι έτοιμο να φτάσει!

Αυτή η εξερεύνηση θα σας δώσει τα εργαλεία για να ξεκινήσετε να δημιουργείτε μερικά ενδιαφέροντα έργα που χρησιμοποιούν το βραχίονα του V5 Clawbot.

Οδηγίες VEXcode V5 που θα χρησιμοποιηθούν σε αυτήν την εξερεύνηση:
- ArmMotor.spinFor(προς τα εμπρός, 90,μοίρες);
- ArmMotor.setPosition(0, μοίρες);
- αναμονή(2, δευτερόλεπτα);
Για να μάθετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την οδηγία, επιλέξτε Βοήθεια και, στη συνέχεια, επιλέξτε το εικονίδιο με το ερωτηματικό δίπλα σε μια εντολή για να δείτε περισσότερες πληροφορίες.
Βεβαιωθείτε ότι έχετε κατεβάσει και είναι έτοιμο το απαραίτητο υλικό, το σημειωματάριο μηχανικής σας και το VEXcode V5.

Απαιτούμενα υλικά:

Ποσότητα	Απαιτούμενα υλικά
1	Κιτ εκκίνησης για την τάξη VEX V5 (με ενημερωμένο υλικολογισμικό)
1	Κώδικας VEX V5
1	Σημειωματάριο Μηχανικής
1	Παράδειγμα έργου Clawbot και Advanced TrainingBot (Σύστημα μετάδοσης κίνησης 2 κινητήρων, χωρίς γυροσκόπιο)

Βήμα 1: Προετοιμασία για την εξερεύνηση

Πριν ξεκινήσετε τη δραστηριότητα, έχετε έτοιμα όλα αυτά τα αντικείμενα; Ελέγξτε καθένα από τα παρακάτω:

Είναι οι κινητήρες συνδεδεμένοι στις σωστές θύρες;
Είναι τα έξυπνα καλώδιαπλήρως τοποθετημένασε όλους τους κινητήρες;
Είναι ο Εγκέφαλοςενεργοποιημένος;
Είναι η μπαταρίαφορτισμένη;

Συμβουλές για τους Δασκάλους

Δώστε στους μαθητές ένα μοντέλο για κάθε βήμα αντιμετώπισης προβλημάτων.

Βήμα 2: Ξεκινήστε ένα νέο έργο

Πριν ξεκινήσετε το έργο σας, επιλέξτε το σωστό πρότυπο έργου. Το παράδειγμα έργου Clawbot και Advanced TrainingBot (Σύστημα μετάδοσης κίνησης 2 κινητήρων, Χωρίς γυροσκόπιο) περιέχει τη διαμόρφωση των κινητήρων του Clawbot. Εάν το πρότυπο δεν χρησιμοποιηθεί, το ρομπότ σας δεν θα εκτελέσει σωστά το έργο.

Γραμμή εργαλείων VEXcode V5 με ανοιχτό το μενού Αρχείο και επισημασμένο σε κόκκινο πλαίσιο το Άνοιγμα Παραδειγμάτων. Το Άνοιγμα Παραδειγμάτων είναι το τέταρτο στοιχείο μενού κάτω από τα Νέα Έργα Μπλοκ, Νέο Έργο Κειμένου και Άνοιγμα.

Ολοκληρώστε τα ακόλουθα βήματα:

Ανοίξτε το μενού Αρχείο.
ΕπιλέξτεΆνοιγμαΠαραδείγματα.

Εικονίδιο που γράφει Clawbot και Advanced TrainingBot με ένα γκρι ρομπότ πάνω από το κείμενο.

Επιλέξτε και ανοίξτε το παράδειγμα έργου Clawbot και Advanced TrainingBot (Σύστημα μετάδοσης κίνησης 2 κινητήρων, Χωρίς γυροσκόπιο).
Εφόσον θα προγραμματίσουμε για τον έλεγχο του βραχίονα, μετονομάστε το έργο σαςArmControl.
Αποθήκευσητου έργου σας.
Ελέγξτε για να βεβαιωθείτε ότι το όνομα του έργου ArmControl βρίσκεται τώρα στο παράθυρο στο κέντρο της γραμμής εργαλείων.

Το παράθυρο διαλόγου ονόματος έργου στη γραμμή εργαλείων VEXcode V5 εμφανίζει την ένδειξη Arm Control (Έλεγχος όπλισης) και δείχνει ότι έχει επιλεγεί η Θυρίδα 1.

Συμβουλές για τους Δασκάλους

Δεδομένου ότι πρόκειται για μια αρχική δραστηριότητα με τον προγραμματισμό, ο/η εκπαιδευτικός θα πρέπει να παρουσιάσει τα βήματα και στη συνέχεια να ζητήσει από τους μαθητές να ολοκληρώσουν τις ίδιες ενέργειες. Στη συνέχεια, ο/η εκπαιδευτικός θα πρέπει να παρακολουθεί τους μαθητές για να βεβαιωθεί ότι ακολουθούν σωστά τα βήματα.
Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές έχουν επιλέξει Άνοιγμα Παραδειγμάτων από το μενού Αρχείο.
Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές έχουν επιλέξει το παράδειγμα έργου Clawbot Template (Σύστημα μετάδοσης κίνησης 2-κινητήρων, Χωρίς γυροσκόπιο).

Μπορείτε να επισημάνετε στους μαθητές ότι υπάρχουν αρκετές επιλογές από τις οποίες μπορούν να διαλέξουν στη σελίδαΠαραδείγματα. Καθώς κατασκευάζουν και χρησιμοποιούν άλλα ρομπότ, θα έχουν την ευκαιρία να χρησιμοποιούν διαφορετικά πρότυπα.
Μπορείτε να ζητήσετε από τους μαθητές να προσθέσουν τα αρχικά τους ή το όνομα της ομάδας τους στο όνομα του έργου. Αυτό θα βοηθήσει στη διαφοροποίηση των έργων αν ζητήσετε από τους μαθητές να τα υποβάλουν.

Εργαλειοθήκη Εκπαιδευτικού - Αποθήκευση Έργων

Επισημάνετε ότι όταν άνοιξαν για πρώτη φορά το VEXcode V5, το παράθυρο έφερε την ετικέτα MyProject1. Το MyProject1 είναι το προεπιλεγμένο όνομα έργου όταν ανοίγει για πρώτη φορά το VEXcode V5. Μόλις το έργο μετονομάστηκε σε Drive και αποθηκεύτηκε, η οθόνη ενημερώθηκε για να εμφανίσει το νέο όνομα του έργου. Χρησιμοποιώντας αυτό το παράθυρο στη γραμμή εργαλείων, είναι εύκολο να ελέγξετε ότι οι μαθητές χρησιμοποιούν το σωστό έργο.
Πείτε στους μαθητές ότι είναι πλέον έτοιμοι να ξεκινήσουν το πρώτο τους έργο. Εξηγήστε στους μαθητές ότι ακολουθώντας μερικά απλά βήματα, θα είναι σε θέση να δημιουργήσουν και να εκτελέσουν ένα έργο που θα ανεβάζει και θα κατεβάζει το χέρι του Clawbot.
Υπενθυμίστε στους μαθητές να αποθηκεύουν τα έργα τους καθώς εργάζονται. Αυτό το άρθροαπό τη Βάση Γνώσεων VEX Robotics εξηγεί τις πρακτικές αποθήκευσης στο VEXcode V5.

Εργαλειοθήκη Δασκάλου - Σταματήστε και Συζητήστε

Αυτό είναι ένα καλό σημείο για να σταματήσουμε και να ζητήσουμε από τις ομάδες μαθητών να επανεξετάσουν τα βήματα που μόλις ολοκληρώθηκαν για την έναρξη ενός νέου έργου στο VEXcode V5.

Βήμα 3: Μετακινήστε το χέρι προς τα πάνω

Τώρα θα ξεκινήσουμε προγραμματίζοντας το χέρι να σηκώνεται!

int main() {
  // Αρχικοποίηση διαμόρφωσης ρομπότ. ΜΗΝ ΤΟ ΑΦΑΙΡΕΙΤΕ!
  vexcodeInit();

  ArmMotor.setPosition(0, μοίρες);

}

Γράψτε την εντολή ArmMotor.setPosition(); όπως φαίνεται παραπάνω στην περιοχή προγραμματισμού για να ορίσετε την αρχική θέση για τον βραχίονα.

  ArmMotor.setPosition(0, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(προς τα εμπρός, 90, μοίρες);

Προσθέστε την εντολή ArmMotor.spinFor(); κάτω από την εντολή ArmMotor.setPosition() όπως φαίνεται παραπάνω για να μετακινήσετε τον βραχίονα προς τα πάνω. Βεβαιωθείτε ότι η εντολή Spin For έχει εσοχή ώστε να ταιριάζει με την εντολή Set Position και ότι όλες οι εντολές βρίσκονται εντός των αγκυλών.

Γραμμή εργαλείων VEXcode V5 με την επιλογή υποδοχής ανοιχτή δίπλα στο όνομα του έργου. Η υποδοχή 1 επιλέγεται και επισημαίνεται με ένα κόκκινο πλαίσιο και το όνομα του έργου αναφέρει Έλεγχος όπλισης.

Κάντε κλικ στο εικονίδιο της υποδοχής. Μπορείτε να κατεβάσετε το έργο σας σε μία από τις διαθέσιμες θέσεις στο Robot Brain. Κάντε κλικ στην υποδοχή 1.

Γραμμή εργαλείων στο VEXcode V5 με ένα κόκκινο πλαίσιο γύρω από το πράσινο εικονίδιο του εγκεφάλου. Το εικονίδιο του εγκεφάλου βρίσκεται δεξιά από το εικονίδιο του χειριστηρίου και αριστερά από το κουμπί Λήψη.

Συνδέστε το ρομπότ στον υπολογιστή ή το tablet σας. Το εικονίδιο του εγκεφάλου στη γραμμή εργαλείωνγίνεται πράσινομετά την επιτυχή πραγματοποίηση μιας σύνδεσης.

Γραμμή εργαλείων στο VEXcode V5 με ένα κόκκινο πλαίσιο γύρω από το κουμπί λήψης. Τα εικονίδια που εμφανίζονται από αριστερά προς τα δεξιά είναι Ελεγκτής, Εγκέφαλος, Λήψη, Εκτέλεση και Διακοπή.

Κάντε κλικ στο κουμπίΛήψηστη γραμμή εργαλείων για να κατεβάσετε το έργο Drive στον εγκέφαλο ρομπότ.

Εργαλειοθήκη Δασκάλου - Βοήθεια με Κείμενο

Αν οι μαθητές χρησιμοποιούν υπολογιστή, ζητήστε τους τώρα να αποσυνδέσουν το καλώδιο USB από τον εγκέφαλο του ρομπότ. Η σύνδεση του ρομπότ σε έναν υπολογιστή κατά την εκτέλεση ενός έργου θα μπορούσε να προκαλέσει το τράβηγμα του καλωδίου σύνδεσης.

Η Αρχική οθόνη του V5 Brain εμφανίζει το έργο Arm Control στην υποδοχή 1 στην κάτω αριστερή γωνία. Στην παραπάνω σειρά, τα εικονίδια είναι Μονάδα δίσκου, Συσκευές, Ρυθμίσεις και VEX.

Ελέγξτε ότι το έργο ArmControl έχει ληφθεί στον εγκέφαλο στην υποδοχή που επιλέξατε.

Εργαλειοθήκη Δασκάλου - Επιλογή για Μοντελοποίηση Πρώτα

Δώστε μοντελοποίηση στην τάξη για την εκτέλεση του έργου, προτού όλοι οι μαθητές προσπαθήσουν ταυτόχρονα. Συγκεντρώστε τους μαθητές σε μια περιοχή και αφήστε αρκετό χώρο για να μπορεί το Clawbot να κινήσει το χέρι του. Δείξτε πώς να τερματίσετε το έργο και να φέρετε το χέρι του Clawbot χαμηλά στην θέση ηρεμίας του.

Πείτε στους μαθητές ότι τώρα είναι η σειρά τους να εκτελέσουν τα έργα τους. Βεβαιωθείτε ότι έχουν επαρκή χώρο για να σηκώσουν με ασφάλεια το χέρι του Clawbot.

Εκτελέστετο έργο στο Clawbot βεβαιώνοντας ότι το έργο είναι επιλεγμένο και, στη συνέχεια, πατήστε το κουμπί Εκτέλεση. Συγχαρητήρια για τη δημιουργία του πρώτου σας έργου Claw Arm!

Βήμα 4: Δοκιμάστε το εξής: Προγραμματίστε το χέρι προς τα κάτω

Τώρα που έχετε προγραμματίσει το χέρι να κινείται προς τα πάνω, θα προγραμματίσετε τώρα το χέρι να χαμηλώνει ή να κινείται προς τα κάτω.

Εικόνα του VEXcode V5 Clawbot με το χέρι του κατεβασμένο

Προσθέστε μια δεύτερη εντολή ArmMotor.spinFor(); στο έργο ArmControl, έτσι ώστε ο βραχίονας να ανυψωθεί στις 90 μοίρες, να περιμένει 2 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια να κατέβει ξανά.
- Υπόδειξη:Θα χρειαστεί να αλλάξετε την κατεύθυνση μέσα στην οδηγία.
Παρατηρήστε ότι ο βραχίονας διατηρεί τη θέση του ενώ εκτελείται η εντολήαναμονή. Ο κινητήρας αντλεί ενέργεια από την μπαταρία για να συγκρατεί τον βραχίονα έναντι της δύναμης της βαρύτητας. Αυτό συμβαίνει επειδή η προεπιλεγμένη ρύθμιση για το σταμάτημα του κινητήρα είναι η ρύθμιση Υπάρχουν δύο άλλες ρυθμίσεις για το σταμάτημα -φρένοκαικίνηση με ελεύθερη κίνηση. Θα μάθετε γι' αυτά σε ένα άλλο εργαστήριο.

Εργαλειοθήκη Δασκάλου - Λύση

Η λύση στην πρόκληση είναι παρακάτω. Για να κατεβάσουν τον βραχίονα, οι μαθητές έπρεπε να αλλάξουν την παράμετρο "forward" σε "reverse" στην εντολή ArmMotor.spinFor(); που προστέθηκε.

// Έναρξη κώδικα έργου
int main() {
  // Αρχικοποίηση διαμόρφωσης ρομπότ. ΜΗΝ ΤΟ ΑΦΑΙΡΕΙΤΕ!
  vexcodeInit();

  ArmMotor.setPosition(0, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(προς τα εμπρός, 90, μοίρες);
  αναμονή(2,δευτερόλεπτα);
  ArmMotor.spinFor(πίσω, 90, μοίρες);
  
}

Βήμα 5: Ολοκληρώστε την Πρόκληση Ελεγκτή Κυκλοφορίας Πτήσης

Στην Πρόκληση Ελεγκτή Κυκλοφορίας Πτήσης, το Clawbot πρέπει να κινήσει το χέρι του πάνω-κάτω μία φορά για 90 μοίρες, να περιμένει 3 δευτερόλεπτα, να κινήσει το χέρι του πάνω-κάτω δύο φορές για 45 μοίρες, να περιμένει 5 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια να κινήσει το χέρι του πάνω-κάτω τρεις φορές για 90 μοίρες.

Ακολουθεί μια λίστα με τις συμπεριφορές του Clawbot:

Μετακινήστε το χέρι προς τα πάνω και μετά προς τα κάτω κατά 90 μοίρες.
Περιμένετε 3 δευτερόλεπτα.
Μετακινήστε το χέρι προς τα πάνω και μετά προς τα κάτω κατά 45 μοίρες.
Μετακινήστε το χέρι προς τα πάνω και μετά προς τα κάτω κατά 45 μοίρες.
Περιμένετε 5 δευτερόλεπτα.
Μετακινήστε το χέρι προς τα πάνω και μετά προς τα κάτω κατά 90 μοίρες.
Μετακινήστε το χέρι προς τα πάνω και μετά προς τα κάτω κατά 90 μοίρες.
Μετακινήστε το χέρι προς τα πάνω και μετά προς τα κάτω κατά 90 μοίρες.

Εργαλειοθήκη Δασκάλου - Λύση

Οι περισσότερες από τις οδηγίες σε αυτήν την πρόκληση είναι ArmMotor.spinFor();. Αφού προσθέσετε μια οδηγία για τη μετακίνηση του βραχίονα προς τα πάνω και μία για τη μετακίνηση του βραχίονα προς τα κάτω, μπορείτε να επισημάνετε τις δύο οδηγίες, να κάνετε δεξί κλικ και, στη συνέχεια, να επιλέξετε να τις αντιγράψετε και να τις επικολλήσετε όσες φορές χρειάζεται. Στη συνέχεια, οι παράμετροι μπορούν να αλλάξουν για να ανταποκριθούν στην πρόκληση και μπορούν να προστεθούν εντολές wait(); μεταξύ.

Λύση Πρόκλησης Ελεγκτή Κυκλοφορίας Πτήσης:

// Έναρξη κώδικα έργου
int main() {

  // Αρχικοποίηση διαμόρφωσης ρομπότ. ΜΗΝ ΤΟ ΑΦΑΙΡΕΙΤΕ!
  vexcodeInit();

  ArmMotor.setPosition(0, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(εμπρός, 90, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(πίσω, 90, μοίρες);
  αναμονή(3, δευτερόλεπτα)
  ArmMotor.spinFor(εμπρός, 45, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(πίσω, 45, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(εμπρός, 45, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(πίσω, 45, μοίρες);
  αναμονή(5, δευτερόλεπτα)
  ArmMotor.spinFor(εμπρός, 90, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(πίσω, 90, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(εμπρός, 90, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(πίσω, 90, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(εμπρός, 90, μοίρες);
  ArmMotor.spinFor(πίσω, 90, μοίρες);
  
}

Ρουμπρίκα Προγραμματισμού (Έγγραφο Google / .docx / .pdf)

< Πίσω Επιστροφή στα Εργαστήρια Επόμενο >