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Laboratoire STEM
Faire ou ne pas faire

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Icône de la boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant  - Le but de cette activité

Dans la page précédente, les élèves programmaient le bras pour qu'il tourne vers le haut à l'aide du bouton Brain Up. Cette page s'appuiera sur le projet précédent pour programmer également la rotation du bras à l'aide du bouton Brain Down.

Cette activité présentera aux étudiants la programmation avec [If then else] blocs ainsi que l'utilisation de blocs de détection et d'opérateur pour que le robot vérifie si les boutons Brain Up ou Down sont enfoncés. Si le bouton Brain Up est enfoncé, le bras du Clawbot se lèvera. Si le bouton Brain Down est enfoncé, le bras du Clawbot s'abaissera. Cela s'appuie sur l'activité précédente et jettera également les bases du défi de l'interface utilisateur dans la section Repenser.

Pour le défi de l'interface utilisateur, les étudiants devront programmer leur Clawbot pour lever le bras, abaisser le bras, ouvrir la griffe et fermer la griffe, le tout à l'aide des boutons du cerveau du robot IQ.

Pour plus d'informations sur le bouton [If then], [If then else], <Brain enfoncé>ou les blocs [Spin] , consultez les informations d'aide dans VEXcode IQ. Pour plus d'informations sur cet outil d'aide intégré, cliquez sur ici.

Voici un aperçu de ce que vos élèves feront dans cette activité :

  • Utilisez l'ArmUp2 existant pour créer le projet ArmUpDown fourni et prédire ce que le projet fera.

  • Affichez un organigramme pour expliquer le flux des blocs du projet.

  • Affiner leurs explications sur ce que fait le projet ArmUpDown .

  • Regardez la vidéo du didacticiel If Then Else Blocks .

  • Modifiez leur projet en utilisant les blocs [If then else] .

  • Arrêtez-vous et discutez : Les élèves réfléchiront à leurs prédictions sur ce que le projet fera faire au Clawbot par rapport à leurs observations réelles.

  • Programmez la griffe en utilisant le même schéma de projet que lors de la programmation du bras.

Matériaux nécessaires:
Quantité Les matériaux nécessaires
1

Kit Super VEX IQ

1

VEXcode IQ

1

Cahier d'ingénierie

1

Modèle Clawbot (transmission)

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Pour des suggestions sur les stratégies d'enseignement pour cette section, consultez la colonne Livraison du Guide de rythme À faire ou à ne pas faire (Google / .docx / .pdf).

Le bras Clawbot est prêt à monter et descendre !

Cette activité vous donnera les outils nécessaires pour programmer votre robot avec des comportements conditionnels.
Le bloc [If then else] est l'objectif principal de l'activité, mais d'autres blocs de détection, de contrôle et d'opérateur sont également utilisés.

Vous pouvez utiliser les informations d'aide contenues dans VEXcode IQ pour en savoir plus sur les blocs. Pour obtenir des conseils sur l'utilisation de la fonctionnalité Aide , consultez le didacticiel Utilisation de l'aide.

Icône Conseils pour les enseignants Conseils aux enseignants

Si c'est la première fois que l'étudiant utilise VEXcode IQ, il peut également consulter les didacticiels dans la barre d'outils pour acquérir d'autres compétences de base.

Étape 1 : Programmation pour abaisser le bras.

Dans la page précédente, vous avez programmé le bras du Clawbot pour qu'il tourne lorsque le bouton Brain Up était enfoncé. Mais qu’en est-il également de baisser le bras ? Revenons d'abord sur le précédent projet ArmUp2.

Serait-il possible d'utiliser le même bloc [If then] pour faire tourner le bras vers le haut afin de faire également tourner le bras vers le bas ? Essayons! Construisez le projet ci-dessous en modifiant votre projet ArmUp2 déjà existant.

  • Enregistrez le projet sous ArmUpDown. Si les étudiants ont besoin d'aide pour enregistrer le projet, reportez-vous au didacticiel Nommer et enregistrer.

  • Vérifiez que le nom du projet ArmUpDown est maintenant dans la fenêtre au centre de la barre d'outils.

  • Prédisez ce que le projet demandera au Clawbot de faire dans votre cahier d'ingénierie. Expliquez les comportements de l'utilisateur et du Clawbot.

  • Testez pour voir si votre prédiction de ce que le projet demande au Clawbot de faire est correcte.

    • Téléchargez le projet sur Slot 3 sur le Clawbot, puis exécutez-le.

    • Pour obtenir de l'aide sur le téléchargement et l'exécution d'un projet, consultez le didacticiel de VEXcode IQ qui explique comment télécharger et exécuter un projet.
      Télécharger et exécuter un didacticiel de projet

  • Vérifiez vos explications du projet et ajoutez des notes pour les corriger si nécessaire.

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Le projet que les étudiants construisent ci-dessus fonctionnera. Lorsque le bouton Brain Up est enfoncé, le bras tourne vers le haut et lorsque le bouton Brain Down est enfoncé, le bras tourne vers le bas. Même si le projet fonctionne tel quel, il n’est pas écrit de manière optimale. Il pourrait y avoir un cas où les deux conditions pourraient être vraies en même temps. Notez également que puisque la condition d'appuyer sur le bouton Brain Up est la première, si le bouton Brain Up est maintenu enfoncé et que le bouton Brain Down est également enfoncé, le bras continuera à tourner vers le haut. Cette action ne s'arrêtera pas tant que le bouton Brain Up ne sera pas relâché. Ainsi, le projet sera réécrit à l'étape suivante pour inclure un bloc [If then else] afin d'éviter ces problèmes potentiels.

Icône de la boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant  - Arrêtez-vous et discutez

Maintenant que les élèves ont testé le projet, demandez-leur comment leurs prédictions se comparent à leurs observations. Facilitez la discussion en posant les questions suivantes :

  • Votre prédiction était-elle la même que votre observation ?

  • Que semble-t-il se passer dans le projet ?

  • Les conditions d'actionnement des boutons Haut et Bas ne sont-elles vérifiées qu'une seule fois ?

  • Pensez-vous que le projet pourrait être réorganisé pour fonctionner plus efficacement ?

Étape 2 : Comprendre le déroulement du projet.

Lors de l’étape précédente, le projet a effectivement levé et abaissé le bras. Cependant, étant donné que la condition selon laquelle le bouton Brain Up commence à être enfoncé est la première, si le bouton Brain Up est maintenu enfoncé et que le bouton Brain Down est également enfoncé, le bras continuera à tourner puisque cette action ne s'arrêtera pas tant que le bouton Brain Up n'est pas enfoncé. est libérée. Consultez l'organigramme suivant qui explique le déroulement du projet.

Ainsi, le projet peut remplacer les blocs [If then] par des blocs [If then else] afin qu'une seule instance puisse être vraie à tout moment.

Regardez le didacticiel vidéo suivant sur les blocs [If then else]  :

Commencez par regarder la vidéo du didacticiel If-Then-Else dans VEXcode IQ.

Tutoriel Si-Alors-Sinon

L'utilisation des blocs [If then else] éliminera également le besoin des blocs [Attendre jusqu'à] car le bras continuera à tourner jusqu'à ce que le bouton Brain Up soit relâché. Cela se produit parce que la partie « else » de [If then else] n'est jamais atteinte jusqu'à ce que la condition du bouton Brain Up soit fausse (relâchée).

Le bloc [Forever] permet de vérifier en continu la première condition.

Explorons la modification du projet en ajoutant [If then else] blocs. Le moteur du bras continuera maintenant à tourner jusqu'à ce que le bouton Brain Up ne soit plus enfoncé (relâché). En raison du bloc [Forever] , cette condition continuera à être vérifiée jusqu'à ce qu'elle soit fausse.

Une fois que la condition du bouton Brain Up est fausse, le projet passera au bloc suivant, qui consiste à vérifier la condition si le bouton Brain Down est enfoncé. Si la condition d'appui sur le bouton Brain Down est vraie, le bras tournera vers le haut. Encore une fois, en raison du bloc [Forever] , cette condition continuera à être vérifiée jusqu'à ce qu'elle soit fausse.

Une fois que la condition du bouton Brain Up est fausse, le projet passera au bloc suivant, qui est le bloc [Arrêter le moteur] . Ainsi, le moteur du bras ne s'arrêtera que lorsque les deux conditions sont fausses (aucun bouton n'est enfoncé).

Icône Motiver la discussion Motiver les discussions

Q : Quelle est la progression du déroulement du projet si la condition d'appui sur le bouton Brain Up est FALSE (relâché) ?
A : Si la condition est fausse, le flux du projet continuera à vérifier la condition de la pression du bouton Brain Down.

Q : Quel est le but des blocs [If then else] dans le projet ci-dessus ?
A : L'utilisation des blocs [If then else] permet à une seule instance d'être vraie à la fois. Ainsi, les boutons Brain Up et Brain Down ne peuvent pas être vrais en même temps en utilisant les blocs [If then else] , puisque la deuxième condition de l'actionnement du bouton Brain Down ne serait même pas une option à moins que la première condition du bouton Brain Down ne soit activée. Le bouton Brain Up enfoncé était faux. L'autre objectif est d'améliorer l'efficacité de la programmation.

Q : Quelle est la progression du flux du projet si les deux conditions d'appui sur les boutons Haut et Bas sont fausses ?
A : Si les deux conditions sont fausses, le flux du projet continuera jusqu'au bloc [Arrêter le moteur] avant de revenir au sommet de la pile en se répétant indéfiniment.

Étape 3 : Programmation avec [If then else] blocs.

Utilisons les blocs [If then else]  :

  • Ajoutez les blocs [If then else] à votre projet ArmUpDown pour que votre projet ressemble à ce qui suit :

  • Enregistrez le projet sous ArmUpDown2. Si les étudiants ont besoin d'aide pour enregistrer le projet, reportez-vous au didacticiel Nommer et enregistrer.

  • Téléchargez le projet sur Slot 4 sur le Clawbot, puis exécutez-le.

  • Pour obtenir de l'aide sur le téléchargement et l'exécution d'un projet, consultez le didacticiel de VEXcode IQ qui explique télécharger et exécuter un projet.
    Télécharger et exécuter un didacticiel de projet

  • Testez pour voir si le bras va maintenant tourner vers le haut lorsque le bouton Brain Up est enfoncé et vers le bas lorsque le bouton Brain Down est enfoncé.

  • Vérifiez que lorsque les boutons Brain Up et Down ne sont pas enfoncés (relâchés), le moteur du bras s'arrête.

  • Écrivez vos observations sur le comportement du Clawbot avant et après l'ajout des blocs if then else à votre projet dans votre cahier d'ingénierie.

Icône de la boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant  - Arrêtez-vous et discutez

Une fois que les élèves ont testé le projet avant et après avoir ajouté le bloc [If then else] , discutez avec eux de la façon dont cela permet au bras de continuer à tourner jusqu'à ce que le bouton Brain Up soit relâché. Demandez aux étudiants de partager leurs observations tirées de leurs cahiers d’ingénierie. Animez une discussion en posant les questions suivantes :

  • Voyez-vous le Clawbot se comporter différemment entre l'utilisation des blocs [If then else] et uniquement les blocs [If then]  ?

  • Pourquoi pensez-vous que l’efficacité du programme est importante ?

  • La condition du bouton Brain Up n’est-elle cochée qu’une seule fois dans le projet ?

Les cahiers d'ingénierie des étudiants peuvent être tenus et notés individuellement (Google / .docx / .pdf) ou en équipe (Google / .docx / .pdf). Les liens précédents fournissent une rubrique différente pour chaque approche. Chaque fois qu’une rubrique est incluse dans la planification éducative, il est de bonne pratique de l’expliquer ou au moins d’en donner des copies aux élèves avant le début de l’activité.

Icône de la boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant

Les élèves peuvent ne pas voir beaucoup de différence dans la façon dont leur Clawbot se comporte entre l'utilisation des blocs [If then else] et celle des blocs [If then] . Si les élèves ne peuvent pas physiquement voir une grande différence, animez une discussion sur l’efficacité de la programmation et sur la manière dont la simplification d’un projet peut conduire à utiliser moins de blocs. Utiliser moins de blocs dans un projet peut réduire le nombre d'erreurs potentielles.

Étape 4 : Programmation de la griffe.

À l'étape précédente, le projet a été optimisé pour fonctionner plus efficacement en utilisant [If then else] blocs. Dans l’exemple précédent, le bras a été manipulé à l’aide des boutons Brain Up et Down.

En utilisant exactement le même schéma de projet, la Griffe peut également être manipulée.

  • Passez en revue le projet ArmUpDown2 et remplacez les blocs [Spin] par ClawMotor au lieu d'ArmMotor en utilisant le menu déroulant.

    Assurez-vous que le bouton Brain Up fait tourner la griffe « ouverte » et que le bouton Brain Down fait tourner la griffe « fermée » en utilisant les menus déroulants.

  • Enregistrez le projet sous ClawUpDown. Si les étudiants ont besoin d'aide pour enregistrer le projet, reportez-vous au didacticiel Nommer et enregistrer.

  • Téléchargez le projet sur Slot 1 sur le Clawbot, puis exécutez-le.

  • Pour obtenir de l'aide sur le téléchargement et l'exécution d'un projet, consultez le didacticiel de VEXcode IQ qui explique télécharger et exécuter un projet.
    Télécharger et exécuter un didacticiel de projet

  • Testez pour voir si la griffe va maintenant s'ouvrir lorsque le bouton Brain Up est enfoncé et se fermer lorsque le bouton Brain Down est enfoncé.

  • Vérifiez que lorsque les boutons Brain Up et Down ne sont pas enfoncés (relâchés), le moteur à griffes s'arrête.

  • Écrivez vos observations sur le comportement du Clawbot avant et après l'ajout des blocs if then else à votre projet dans votre cahier d'ingénierie.

Icône de la boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant

Maintenant que les élèves possèdent les compétences nécessaires pour manipuler le bras et la griffe à l'aide de boutons, demandez-leur de réfléchir à la façon dont ils peuvent effectuer les quatre actions dans le même projet (bras levé, bras baissé, griffe ouverte et griffe fermée).
Les élèves utiliseront un autre bloc [if then else] dans la section repenser pour permettre à leur robot d'effectuer les quatre actions.

Icône Étendez votre apprentissage Prolongez votre apprentissage  - jeu de blocs d'arrêt du moteur

Si les élèves programment leur robot pour lever et abaisser le bras, le poids de la griffe pourrait faire dériver le bras vers le bas.
Dans ce cas, le bloc [Réglage arrêt moteur] peut être utilisé pour que le bras ne tombe pas sous l'effet de la gravité et du poids de la griffe. Ce bloc pourra être utilisé au début du projet et sera appliqué à tous les futurs blocs moteurs pour le reste du projet.

Le bloc d'arrêt du moteur réglé a trois réglages :

  • Le frein provoque l'arrêt immédiat du moteur.

  • Roue libre permet au moteur de tourner progressivement jusqu'à l'arrêt.

  • Maintenir provoque l'arrêt immédiat du moteur et le ramène à sa position d'arrêt s'il est déplacé.