Dans cette unité, les élèves comprendront ce que sont les données et comment les capteurs produisent des données qui peuvent être utilisées pour résoudre des problèmes du monde réel. Ils agiront comme inspecteurs de ponts et utiliseront le capteur oculaire sur la base de code GO pour scanner les « ponts » afin de détecter les fissures à l'aide des données du capteur oculaire. Ils apprendront à analyser les données pour tirer des conclusions sur la sécurité des ponts et à utiliser les données ainsi que la méthode scientifique pour formuler et tester une hypothèse sur les ponts en particulier qui ont besoin d’être réparés. rendront compte de leurs résultats basés sur des données dans un rapport d'inspection du pont.
Qu'est-ce que les données ?
Les données sont des informations collectées et utilisées à des fins de référence ou d’analyse. Il existe de nombreux types de données différents avec lesquels les étudiants interagissent quotidiennement. Qu'il s'agisse de consulter les prévisions météorologiques pour décider quoi porter ou d'utiliser le GPS pour voyager, les données sont une présence constante. Dans les contextes professionnels, les données informent sur tout, des stratégies commerciales aux diagnostics médicaux. Dans cette unité, les étudiants se concentreront sur les données liées à VEX GO.
Un capteur rapporte des données sur le monde qui l’entoure. Les données des capteurs peuvent être utilisées par un robot pour prendre des décisions, ou peuvent être collectées et présentées comme preuve afin de soutenir ou de réfuter une affirmation. Dans cette unité, les élèves apprennent à collecter des données de capteurs oculaires, puis à utiliser ces données pour tester une affirmation qui leur est présentée. Tout au long de l’unité, ils enregistrent et présentent les données à l’aide de feuilles de collecte de données et affichent leurs données dans des rapports d’inspection de pont. À la fin de l’unité, ils formuleront leurs propres affirmations, collecteront des données de capteurs pour tester l’affirmation et utiliseront les données collectées comme preuve pour déterminer si leur affirmation est vraie. Bien que cette unité se concentre sur les données des capteurs, la collecte, l’organisation et l’interprétation des données, puis leur utilisation pour étayer une affirmation, constituent une compétence précieuse que les étudiants utiliseront dans toutes les disciplines académiques.
Qu'est-ce qu'un capteur ?
Un capteur est un dispositif qui aide un robot ou un appareil à comprendre le monde qui l'entoure. Il y parvient en collectant des données provenant de son environnement et en les convertissant en un format qui peut être lu et compris. Nous interagissons quotidiennement avec des capteurs. Un exemple courant est celui d’une porte automatique dans un supermarché. Un capteur de mouvement monté au-dessus de la porte émet des signaux micro-ondes ou des ondes ultrasonores, qui rebondissent vers le capteur. Lorsqu’une personne s’approche de la porte, les ondes sont interrompues, modifiant le schéma des signaux qui rebondissent. Le capteur détecte ce changement et envoie un signal électrique au mécanisme de commande de la porte, l' à s'ouvrir.
Pour que les élèves apprennent avec succès à coder un robot, ils doivent comprendre comment fonctionnent les capteurs qu'ils utilisent, car les données d'un capteur ne sont bonnes que si elles correspondent aux données qu'il reçoit. Dans notre exemple de porte automatique, si le capteur de la porte détecte un changement dans les ondes ultrasonores qui rebondissent vers elle en raison d'une forte pluie, la porte s'ouvrira même s'il n'y a personne pour la laisser entrer dans le magasin.
Une compréhension du fonctionnement du capteur de porte permet de procéder au dépannage pour résoudre le problème. Peut-être que l'ajout d'un auvent plus grand au-dessus des portes du magasin empêcherait le capteur d'être affecté par la pluie. Il en va de même pour les étudiants qui apprennent à coder un robot. Lors du codage, des données de capteur inattendues peuvent amener le robot à se comporter d'une manière que les élèves n'anticipent pas, les amenant parfois à penser que le robot ou le capteur est cassé. Les étudiants doivent comprendre comment les capteurs obtiennent et rapportent des informations afin d'éviter cela et d'avoir une base sur laquelle baser le dépannage d'un projet de codage.
Dans cette unité, les élèves utiliseront le capteur oculaire pour collecter des données. Les élèves devront savoir comment le capteur oculaire collecte les données afin d’utiliser les données avec succès pour répondre aux questions. Cette compréhension permettra également aux étudiants de créer et de déboguer des projets plus complexes à l’aide du capteur oculaire à l’avenir.
Le capteur oculaire VEX GO
Comment fonctionne le capteur oculaire VEX GO
Le capteur oculaire VEX GO ne détecte pas les couleurs. Au lieu de cela, il détecte si un objet est proche et, si tel est le cas, affiche la valeur de teinte numérique de cet objet. Le capteur fonctionne en émettant une lumière blanche. La lumière est ensuite réfléchie par l’objet et le capteur oculaire mesure l’intensité des couleurs de la lumière réfléchie. Le capteur effectue un calcul basé sur ces niveaux d'intensité pour déterminer une valeur de teinte, qui est signalée dans le moniteur VEXcode GO. La valeur de teinte peut être interprétée en utilisant un tableau de teintes pour déterminer une couleur.
Vous avez peut-être utilisé le capteur oculaire dans un projet dans lequel le robot exécutait un comportement basé sur la couleur détectée (comme tourner à droite si du bleu était détecté). Pour ce faire, la valeur de teinte déterminée par le capteur est comparée aux plages prédéterminées pour le rouge, le bleu et le vert. Si la valeur est dans cette plage, elle sera signalée comme « Vrai » ; si ce n'est pas le cas, elle sera signalée comme « Faux ». Le capteur ne détecte toujours pas la couleur rouge, bleu ou vert – il compare les données numériques à des plages de valeurs connues et « convertit » essentiellement les données en couleurs pour nous.
Affichage des données du capteur
Les données rapportées par le capteur oculaire peuvent être consultées dans la console du moniteur pendant l'exécution d'un projet. Pour afficher les données du capteur dans le moniteur, faites glisser un bloc de détection de la boîte à outils vers l'icône du moniteur. La teinte des yeux en degrés sera affichée sous forme de valeur de teinte, qui peut être comparée par les élèves au tableau des teintes afin de déterminer la couleur que le capteur oculaire pense détecter.
Pour un rappel sur la façon de surveiller les valeurs des capteurs, sélectionnez le bouton Comment surveiller à tout moment.
Le tableau des teintes
Le tableau des teintes représente les valeurs numériques de chaque couleur telles que rapportées par le capteur oculaire. La valeur de teinte varie de 0 à 360 degrés, en commençant par le rouge et en se déplaçant dans l'ordre de l'arc-en-ciel autour du graphique circulaire. Parfois, la valeur de teinte détectée peut ne pas correspondre à la couleur que vous voyez présente dans l'environnement. Cela peut être dû à la qualité de la lumière ambiante présente autour du capteur et ne signifie pas que le capteur fonctionne mal.
La lumière ambiante et le capteur oculaire
Étant donné que la couleur est une lumière réfléchie, la lumière ambiante (lumière présente dans la zone où le capteur est utilisé) affectera la valeur de teinte signalée par le capteur. Par exemple, un faisceau VEX GO vert peut signaler le nombre « 57 », qui tombe dans la zone « jaune » du tableau des teintes. Cela n’est pas dû à un dysfonctionnement du capteur, mais plutôt à la lumière ambiante présente autour du capteur. Les valeurs de teinte peuvent être différentes pour différents élèves d'une même classe, même s'ils scannent le même objet avec le capteur oculaire. Tout dépend de la quantité de lumière dans la zone où se trouvent les étudiants. Être assis près d'une fenêtre, par exemple, ou lors d'une journée particulièrement nuageuse, peut modifier la façon dont le capteur signale les données de valeur de teinte.
Dans le laboratoire 1, les élèves visualiseront les données numériques du capteur oculaire dans le moniteur VEXcode GO. Ils enregistreront les données des différentes sections du pont qu'ils scannent à l'aide du capteur oculaire et feront correspondre les données numériques au tableau des teintes. Ils compareront ensuite les valeurs rapportées par le capteur avec et sans utiliser l’Eye Light. Ces valeurs seront différentes car lorsque plus de lumière éclaire l'objet détecté par le capteur, l'intensité de la lumière réfléchie changera, modifiant ainsi la valeur de teinte signalée. Cela aidera les élèves à mieux comprendre comment le capteur oculaire détecte les informations.
Noir, blanc et gris
Les étudiants peuvent remarquer que les valeurs de teinte indiquées pour le noir, le blanc ou le gris (comme les couleurs sur la tuile) ne sont pas fiables. C’est parce que le noir est essentiellement l’absence de couleur et le blanc est essentiellement la combinaison de toutes les couleurs. Lorsque vous comparez cette idée au tableau des teintes, aucune option n’est disponible pour toutes les couleurs ou zéro couleur. Il est donc possible que la valeur de teinte indiquée ne corresponde pas à la perception que nous avons de la couleur.
Téléchargement et ouverture des projets VEX GO
Dans certains laboratoires, les étudiants recevront des projets pour imprimer des données sur la console d'impression. Ces projets doivent être téléchargés avant de commencer la leçon, afin qu'ils puissent être ouverts et utilisés en cas de besoin. Vous pouvez choisir de les télécharger pour les étudiants ou de demander aux étudiants de les télécharger eux-mêmes. Les fichiers des projets se trouvent dans la liste des matériaux. Pour en savoir plus sur la manière de charger et d'ouvrir des projets téléchargés, consultez ces articles de la bibliothèque VEX spécifiques à chaque appareil :