Tanári eszköztár
-
Tevékenységvázlat
-
Ez a feltárás bevezeti a hallgatókat a mechanikus mozgási tartomány fogalmába, valamint a kar és a karom segítségével történő felfedezésének módjába.
-
A tanulók különböző blokkokat is felfedeznek, amelyek segítségével biztonságosan programozhatják a karokat és a karomokat.
Fedezzük fel a mozgásteret!
Ez a feltárás lehetővé teszi, hogy megtekintse azt a minimális és maximális fokot, amelyet a kar és a karom nyújthat.
- Győződjön meg arról, hogy rendelkezik a szükséges hardverrel és mérnöki notebookjával.
| Mennyiség | Szükséges anyagok |
|---|---|
| 1 |
VEX IQ Super Kit |
| 1 |
VEXcode IQ |
| 1 |
Mérnöki jegyzetfüzet |
Tanári tippek
Modellezze az egyes hibaelhárítási lépéseket a tanulók számára.
1. lépés: Felkészülés a felfedezésre
Mielőtt elkezdené a tevékenységet, készen van az összes ilyen elem? Az építőnek ellenőriznie kell a következők mindegyikét:
-
Az összes motor és érzékelő a megfelelő portokhoz van csatlakoztatva?
-
Az intelligens kábelek teljesen be vannak dugva az összes motorba és érzékelőbe?
-
A Brain be van kapcsolva?
-
Az akkumulátor fel van töltve?
Tanári tippek
-
Mivel ez egy kezdő tevékenység a VEX IQ Brain navigációjával, a tanárnak modelleznie kell a lépéseket, majd meg kell kérnie a tanulókat, hogy hajtsák végre ugyanazokat a műveleteket. A tanárnak ezután figyelnie kell a tanulókat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy helyesen követik-e a lépéseket.
-
Győződjön meg arról, hogy a tanulók finoman és óvatosan teljesen kinyitották a karmot az ujjaikkal, mielőtt kiválasztják a Beállítások menü Device Info elemét. Ez biztosítja, hogy a karom 0 fokban legyen az a pont, amikor a legjobban kinyílik.
2. lépés: Az Eszköz menü
Kezdje azzal, hogy kapcsolja be a Robot Brain-t, és válassza ki az X gombot a Beállítások menü megnyitásához.
Óvatosan nyissa ki teljesen a Clawbot's Claw-t az ujjaival.
Ha megnyílik a Beállítások menü, használja a Fel és Le gombokat az Agyon az Eszközinformáció kiválasztásához az Eszközmenü megnyitásához.
A Device Menu (Eszközmenü) képernyő információkat jelenít meg az adott porthoz csatlakoztatott eszközről. Az IQ Brain 12 porttal rendelkezik.
A nyilak segítségével lépjen a 11-es port motorhoz, ami a körmös motor.
-
11-es port motor: A körmös motor.
-
Sebesség: Megjeleníti, milyen gyorsan (percenkénti fordulatszámban) forog a motor.
-
Szög: A motor aktuális helyzetét jeleníti meg fokban.
-
Fordulatok: Megjeleníti, hogy a motor hány fordulatot fordult meg.
-
Nyomja meg a Check gombot a motor indításához és leállításához. A Claw manuálisan is nyitható és zárható.
Tanári eszköztár
-
Tekintse át a lépéseket
Ez egy jó pont, hogy szünetet tartson, és kérje meg a tanulókat, hogy tekintsék át az éppen végrehajtott lépéseket az Eszközmenü képernyőjére való navigáláshoz.
3. lépés: A karom és a kar mozgásának felfedezése
-
Ha az Eszközmenü megnyitása előtt teljesen kinyitotta a karmát, akkor a Claw Motor a teljesen nyitott helyzetét 0 foknak tekintette – ahogy az az Eszközmenüben is látható.
Mérnöki jegyzetfüzetében jósolja meg, hogy mik lesznek a Port 11 motor (körömmotor) értékei, amikor az oldalakat finoman összenyomva bezárja a karmot. Mekkora lesz a szög fokban kifejezett értéke, ha a köröm zárva van?
-
Tipp: A jelentett érték nem lesz ugyanaz, mint az alábbi képen.
-
-
Tesztelje előrejelzését úgy, hogy óvatosan nyomja össze a karmot. Milyen szög látható most a körmös motor Eszközmenüjében?
Tanári eszköztár
-
Várható értékek
Ha a tanulók teljesen kinyitották a Clawbot karmát az Eszközmenü megnyitása előtt, akkor a teljesen nyitott helyzet 0 fok. A körmök zárása után a körmös motornak körülbelül 70 fokos szögben kell lennie.
- Továbbra is a kezével óvatosan nyissa ki és zárja be a karmot, hogy láthassa a szög változását.
-
Mit vesz észre a Claw Motor szögtartományában fokban? Tovább nőnek a Szög értékek, vagy vannak határai?
-
Írja fel a körmös motor szögértékének tartományát: a Szög értékét teljesen nyitott állapotban a Szög értékére teljesen zárva.
-
Mindig ugyanazok a szögértékek, amikor a karom nyitva van? Mindig ugyanazok a szögértékek, amikor a köröm zárva van? Szerinted miért?
Tanári eszköztár
-
Várható válaszok
-
Az Arm Motor nagyobb mozgási tartománnyal rendelkezik, és ezért nagyobb a motor szögértékének foktartománya.
-
Mivel a kar valószínűleg teljesen lefelé volt az Eszközmenü kiválasztásakor, a kiindulási szöget 0 fokra állítottuk. Mivel a kar egészen a Clawbot hátuljáig tud pörögni, a tartomány 0-tól kezdődik, és többször halad át 360 fokban. A kijelzett szögérték nem növekszik tovább 360 foknál, hanem 0-ról indul újra. Következésképpen a Turns érték is fontos az Arm Motor forgási fokának meghatározásához. Például a kijelzett szögérték 45 fok lehet, de a fordulatok értéke 3,12. Ez azt jelenti, hogy az Arm Motor teljesen elfordult háromszor vagy 1080 fokkal plusz 45 fokkal, összesen 1125 fokkal. Ez sokkal nagyobb hatótávolság, mint a Claw Motoré.
Tanári eszköztár
-
Állj meg és beszéld meg
Megbeszélés elősegítése arról, hogy a tanulók mit figyeltek meg a kar és a karom motorjából. Tegyen fel kérdéseket, például:
-
Mekkora volt a karom és a kar mozgási tartománya? Mindig egyformák voltak?
-
Miért lenne ez hasznos programozáskor?
A körmös motor szögére jelentett értéktartomány nem mindig volt azonos. A tartomány 0 és körülbelül 70 fok között volt, de gyakran néhány fokkal eltért. A karmotor szögére jelentett értéktartomány sem volt azonos. Amikor a kart kézzel emelték és süllyesztették, 0 és körülbelül 1125 fok között mozgott, de minden alkalommal nőtt vagy csökkent néhány fokkal.
Ez hasznos programozáskor, mert a programozónak tudnia kell, hogy egy motor mennyit tud biztonságosan forogni, amíg el nem éri a határértéket. Ezt a határt túllépve túlzott erőt fejthet ki az általa meghajtott részre. Ezt fontos tudnia a programozónak, mert vannak módok a motor szögének beállítására vagy a motor forgásának korlátozására a sérülések elkerülése érdekében. A lecke a következőképpen áttekint néhány ilyen módot.
4. lépés: Programozás mozgási tartománnyal
Az olyan alrendszerek, mint a karmok vagy karok, általában korlátozott mozgási tartományban vannak, ami megakadályozza, hogy folyamatosan forogjanak. A karmok csak annyira tudnak kinyílni vagy zárni, hogy elérnék a mechanikai határt. Hasonlóképpen, egy kar mozgási tartományát gyakran korlátozza a talaj vagy maga a robot teste. Ha korlátozott mozgási tartománnyal rendelkező alrendszerekkel dolgozik, nagyon fontos, hogy ezen a tartományon belül maradjon, függetlenül attól, hogy a robotot távolról irányítja, vagy önálló mozgásra programozza. A motorok áramellátásának folytatása, ha egy alrendszer elérte a határértéket, szükségtelen terhelést okoz a motoron és a csatlakoztatott alkatrészeken.
Tanári tippek
Mutass rá a tanulókra, hogy a 3. lépés során tesztelték és megtapasztalták a karom és a kar korlátozott mozgástartományát. A karom mozgási tartományát a nyílásban a Clawbot többi darabja korlátozza, zárását pedig az a pont, ahol a karom két oldala egymásnak nyomja. A kar mozgási tartományát leengedve a talaj korlátozza, teljesen felemelt állapotban pedig a robot hátoldalának teteje.
Mielőtt megtanulná, hogyan kell igazodni a karom és a kar korlátozott mozgástartományához, nézzük meg a karom és a kar programozásához használt blokkokat.
A VEXcode IQ-ban két blokk található, amelyek segítségével felemelhető és süllyeszthető a kar, valamint a karom egy adott pozícióba nyitható és zárható.
A [Spin for] blokk és a [Spin to position] blokk.
-
A [Spin for] blokk egy kiválasztott irányba forgatja a motort egy kiválasztott távolságra attól a helytől, ahol jelenleg található.
-
A [Spin to position] blokk a motor aktuális pozíciója alapján egy kiválasztott pozícióba forgatja a motort. A [Spin to position] blokk határozza meg a legjobb forgásirányt a pozíció eléréséhez.
Mikor használják ezeket a blokkokat? Képzelje el, hogy felemelésére és leengedésére programozza a karját, de amikor leengedi, nem süllyed vissza teljesen nulla fokos kiindulási helyzetébe. Ehelyett 15 fokra süllyed vissza. Ha ezután a [Spin for] blokkot használja a 90 fokkal való megemeléshez - a kar 90 fokkal felemelkedik a jelenlegi helyéről, és valóban 105 fokig emelkedik.
Azonban ugyanebben a helyzetben, ha a kar 15 fokban van, és a [Spin to position] blokk segítségével 90 fokra emeli, a kar 75 fokkal felemelkedik, hogy elérje a kívánt 90 fokos pozíciót.
Ezt fontos megérteni, mert ha a [Spin for] blokkot használják, és a kar nincs teljesen leeresztve, vagy a karom nincs teljesen bezárva, a kar vagy a karom megközelítheti a határát, ameddig tud elmozdulni.
Nézzük meg a [Spin for] és [Spin to position] blokkkal használható blokkokat, amelyek segítenek nekik a robot pontosabb programozásában.
-
A [Set motor timeout] blokk arra szolgál, hogy megakadályozza, hogy azok a mozgásblokkok, amelyek nem érik el a pozíciójukat, megakadályozzák a veremben lévő többi blokk futását. Példa arra, hogy a motor nem éri el a pozícióját, egy kar vagy karom, amely eléri mechanikai határát, és nem tudja befejezni a mozgását.
-
Mi történik, ha egy [Spin for] blokkot használnak, és a karom vagy a kar eléri a mozgási tartomány határát? Leáll a projekt, mert a kar vagy a karom nem tud tovább mozdulni?
A projekt addig nem áll le, amíg a blokk be nem fejezi a feladatát. Ha a karom 100 fokkal próbál kinyílni, de 50 fokról indul, és a mozgási tartományán túl próbál pörögni, a karom továbbra is megpróbál nyitni, bár nem tud. Ez nem jó helyzet, mert ez megfeszítheti az alkatrészeket és lemerítheti az akkumulátort.
Ebben az esetben a [Set motor timeout] blokk használható. Ez a blokk hibabiztosként működik, így ha egy motor eléri a mechanikai határát, egy bizonyos idő elteltével folytathatja a projekt többi részét.
A következő példában a robot előre fog hajtani, miután a karom teljesen kinyílt 200 fokkal, vagy elérte a három másodperces időt.
-
A [Set motor position] blokk a motor szögértékének (pozíciójának) egy kiválasztott értékre való beállítására szolgál. 0 fokra is állítható a motor helyzetének visszaállításához.
-
A [Spin to position] blokkot könnyebb programozni, ha ismeri a motor aktuális szögét. De néha a kar úgy tűnhet, mintha teljesen le van eresztve, amikor néhány fokkal fel van emelve.
A [Set motor position] blokk lehetővé teszi, hogy beállítsa azokat a fokokat, amelyeken a motor szögét szeretné elérni. Ez nagyon hasznos a motor helyzetének visszaállításához 0 fokra.
A következő példában a robot karmotorja 0 fokra áll vissza, függetlenül attól, hogy éppen hol van, mielőtt 360 fokos pozícióba pörög, és előrehalad.
Tanári eszköztár
-
A [Set motor timeout] és [Set motor position] blokkok
A [Set motor timeout] és [Set motor position] blokkok nem mindig szükségesek, ha a kar- és körmös motort a [Spin for] és [Spin to position] blokkkal programozzuk. Azonban, ha egy projekten belül több mozgásblokk van, akkor valószínűbb, hogy a motor szögértékében (pozíciójában) előfordulhat némi eltolódás. Előfordulhat, hogy a kar és a karom nem tér vissza nulla fokra, és a [Spin for] vagy [Spin to position] blokk kockázata a kar vagy a karom mechanikai határának ütközik. A [Set motor timeout] blokk beállítása a projekt elején vagy a [Set motor position] használata blokk a [Spin to position] blokk előtt hasznos hibabiztos gyakorlat lehet, amely megakadályozhatja a projekt futásának folytatását. a motort, ha elér egy mechanikai határt.
Bővítse tanulását
Az Eszközmenü az IQ Clawbothoz csatlakoztatott összes eszköz értékeit jelenti. Ha az idő engedi, engedje meg a tanulóknak, hogy felfedezzék a többi motorra és eszközre vonatkozóan közölt értékeket. Például a 2-es porton lévő Touch LED jelzi, hogy be van-e nyomva vagy felengedve, hogy a LED BE vagy KI van-e kapcsolva, és hogy milyen színű a LED. Ezek mind olyan szenzorleolvasások, amelyek projektek programozása során használhatók.
Kérje meg a tanulókat, hogy fedezzék fel és módosítsák ezeket az értékeket az egyes eszközök állapotának megváltoztatásával. Például nyomja meg többször a Touch LED-et, hogy megtudja, mikor van megnyomva, mikor világít a LED, és milyen színben világít a LED.