Rentang Gerak
Kotak Alat Guru
-
Garis Besar Aktivitas
-
Eksplorasi ini akan memperkenalkan siswa pada konsep rentang gerak mekanis dan bagaimana hal itu dapat dieksplorasi menggunakan lengan dan cakar.
-
Siswa juga akan menjelajahi berbagai blok yang dapat digunakan untuk memprogram lengan dan cakar dengan aman.
Mari jelajahi rentang gerak!
Eksplorasi ini akan memungkinkan Anda melihat derajat minimum dan maksimum yang dapat diulurkan oleh lengan dan cakar.
- Pastikan Anda memiliki perangkat keras yang diperlukan dan buku catatan teknik Anda.
| Kuantitas | Bahan-bahan yang Dibutuhkan |
|---|---|
| 1 |
Kit Super VEX IQ |
| 1 |
Kode VEX IQ |
| 1 |
Buku Catatan Teknik |
Tips Guru
Modelkan setiap langkah pemecahan masalah untuk siswa.
Langkah 1: Persiapan Eksplorasi
Sebelum Anda memulai kegiatan, apakah Anda sudah menyiapkan masing-masing barang ini? Pembangun harus memeriksa masing-masing hal berikut ini:
-
Apakah semua motor dan sensor terpasang pada port yang benar?
-
Apakah kabel pintar dimasukkan sepenuhnya ke semua motor dan sensor?
-
Apakah Otak dihidupkan?
-
Apakah baterai terisi?
-
Apakah Radio dimasukkan ke dalam Otak Robot?
Tips Guru
-
Karena ini merupakan aktivitas awal dalam menavigasi VEX IQ Brain, guru harus memodelkan langkah-langkahnya, lalu meminta siswa menyelesaikan tindakan yang sama. Guru kemudian harus memantau siswa untuk memastikan bahwa mereka mengikuti langkah-langkah dengan benar.
-
Pastikan siswa telah membuka cakar sepenuhnya dengan jari mereka dengan lembut dan hati-hati sebelum memilih Info Perangkat dari menu Pengaturan. Ini memastikan bahwa cakar menetapkan 0 derajat sebagai titik saat paling terbuka.
Langkah 2: Menu Perangkat
Mulailah dengan menyalakan Robot Brain dan memilih Tombol X untuk menavigasi ke menu Pengaturan.
Buka Clawbot's Claw secara perlahan menggunakan jari Anda.
Setelah menu Pengaturan terbuka, gunakan tombol Atas dan Bawah pada Brain untuk memilih Info Perangkat untuk membuka Menu Perangkat.
Layar Menu Perangkat menampilkan informasi tentang perangkat yang terhubung ke port tersebut. Ada 12 port pada IQ Brain.
Gunakan tanda panah untuk menuju ke Motor Port 11, yang merupakan Motor Cakar.
- Motor Port 11: Motor Cakar.
- Kecepatan: Menampilkan seberapa cepat (dalam putaran per menit) motor berputar.
- Sudut: Menampilkan posisi motor saat ini dalam derajat.
- Putaran: Menampilkan berapa kali putaran motor telah berputar.
- Tekan Tombol Periksa untuk memulai dan menghentikan motor. Cakar juga dapat dibuka dan ditutup secara manual.
Kotak Alat Guru
-
Tinjau Langkah-Langkahnya
Ini adalah saat yang tepat untuk berhenti sejenak dan meminta siswa meninjau kembali langkah-langkah yang baru saja diselesaikan untuk menavigasi ke layar Menu Perangkat.
Langkah 3: Menjelajahi Gerakan Cakar dan Lengan
-
Jika Anda membuka cakar Anda sepenuhnya sebelum membuka Menu Perangkat, maka Motor Cakar menganggap posisi terbuka sepenuhnyanya sebagai 0 derajat - seperti yang ditampilkan di Menu Perangkat.
Dalam buku catatan teknik Anda, prediksikan nilai Motor Port 11 (Motor Cakar) saat Anda menutup cakar dengan mendorong kedua sisinya secara perlahan. Berapakah nilai Sudut dalam derajat saat cakar ditutup?
-
Petunjuk: Nilai yang dilaporkan tidak akan sama dengan yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
-
-
Uji prediksi Anda dengan mendorong cakar hingga tertutup perlahan. Sudut berapa yang sekarang ditampilkan di Menu Perangkat untuk Motor Cakar?
Kotak Alat Guru
-
Nilai yang Diharapkan
Jika siswa membuka penuh cakar Clawbot sebelum membuka Menu Perangkat, maka posisi terbuka penuh adalah 0 derajat. Setelah mendorong cakar hingga tertutup, Motor Cakar harus memiliki sudut sekitar 70 derajat.
- Terus gunakan tangan Anda untuk membuka dan menutup cakar dengan lembut sehingga Anda dapat melihat perubahan sudutnya.
- Apa yang Anda perhatikan tentang rentang sudut dalam derajat untuk Motor Cakar? Apakah nilai Sudut terus meningkat, atau ada batasnya?
- Tuliskan rentang nilai Sudut untuk Motor Cakar: nilai Sudut saat terbuka penuh hingga nilai Sudut saat tertutup penuh.
- Apakah nilai Sudut saat cakar terbuka selalu sama? Apakah nilai Sudut saat cakar ditutup selalu sama? Menurut Anda mengapa demikian?
Kotak Alat Guru
-
Jawaban yang Diharapkan
-
Motor Lengan memiliki jangkauan gerak yang lebih besar dan karenanya, rentang derajat nilai Sudut motor juga lebih besar.
-
Karena lengan kemungkinan berada dalam posisi sepenuhnya di bawah saat Menu Perangkat dipilih, Sudut awal ditetapkan pada 0 derajat. Karena lengan dapat berputar hingga ke bagian belakang Clawbot, jangkauannya dimulai dari 0 dan melewati 360 derajat lebih dari sekali. Nilai Sudut yang ditampilkan tidak terus meningkat melampaui 360 derajat dan malah dimulai ulang pada 0. Oleh karena itu, nilai Putaran juga penting untuk mengetahui jumlah derajat putaran Motor Lengan. Misalnya, nilai Sudut yang ditampilkan mungkin 45 derajat tetapi nilai Putaran adalah 3,12. Artinya Motor Lengan telah berputar penuh sebanyak 3 kali atau 1080 derajat ditambah 45 derajat sehingga totalnya menjadi 1125 derajat. Jangkauannya jauh lebih besar dibandingkan dengan Motor Cakar.
Kotak Alat Guru
-
Berhenti dan Diskusikan
Memfasilitasi diskusi tentang apa yang telah diamati siswa dari motor lengan dan cakar. Ajukan pertanyaan seperti:
-
Berapa jangkauan gerak cakar dan lengannya? Apakah mereka selalu sama?
-
Mengapa ini membantu saat pemrograman?
Rentang nilai yang dilaporkan untuk Sudut Motor Cakar tidak selalu sama. Kisarannya dari 0 hingga sekitar 70 derajat tetapi sering kali berbeda beberapa derajat. Rentang nilai yang dilaporkan untuk Sudut Lengan Motor juga tidak sama. Ketika lengan dinaikkan dan diturunkan dengan tangan, suhunya berkisar antara 0 hingga sekitar 1125 derajat, tetapi suhunya juga meningkat atau menurun beberapa derajat setiap kali.
Hal ini berguna saat pemrograman karena pemrogram perlu mengetahui seberapa banyak motor dapat berputar dengan aman hingga mencapai batasnya. Di luar batas itu, ia dapat memberikan kekuatan berlebihan pada bagian yang diberi daya. Hal ini penting untuk diketahui oleh programmer karena ada cara untuk mengatur sudut motor atau membatasi putaran motor untuk mencegah kerusakan. Pelajaran selanjutnya akan mengulas beberapa cara ini.
Langkah 4: Pemrograman dengan Rentang Gerak
Subsistem seperti cakar atau lengan biasanya memiliki rentang gerak terbatas, yang mencegahnya berputar terus-menerus. Cakar hanya dapat membuka atau menutup begitu saja sebelum mencapai batas mekanis. Demikian pula, jangkauan gerak lengan sering dibatasi oleh tanah atau badan robot itu sendiri. Saat bekerja dengan subsistem yang memiliki jangkauan gerak terbatas, sangat penting untuk tetap berada dalam jangkauan tersebut, terlepas dari apakah Anda mengendalikan robot dari jarak jauh atau memprogramnya untuk bergerak secara mandiri. Terus menyediakan daya ke motor setelah subsistem mencapai batasnya akan menimbulkan tekanan yang tidak perlu pada motor dan komponen apa pun yang terhubung.
Tips Guru
Jelaskan kepada siswa bahwa Langkah 3 meminta mereka menguji dan merasakan keterbatasan rentang gerak cakar dan lengan. Jangkauan gerak cakar dibatasi pada bagian pembukaannya oleh bagian Clawbot lainnya dan dibatasi pada bagian penutupannya oleh titik di mana kedua sisi cakar saling mendorong satu sama lain. Jangkauan gerak lengan dibatasi oleh tanah saat diturunkan dan oleh bagian atas bagian belakang robot saat diangkat sepenuhnya.
Sebelum mempelajari cara menyesuaikan rentang gerak cakar dan lengan yang terbatas, mari kita lihat blok yang digunakan untuk memprogram cakar dan lengan.
Ada dua blok di VEXcode IQ yang dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan lengan serta membuka dan menutup cakar ke posisi tertentu.
Blok [Putar selama] dan blok [Putar ke posisi] .
- Blok [Putar selama] memutar motor ke arah yang dipilih untuk jarak yang dipilih dari lokasinya saat ini.
- Blok [Putar ke posisi] memutar motor ke posisi yang dipilih berdasarkan posisi motor saat ini. Blok [Putar ke posisi] menentukan arah terbaik untuk memutar guna mencapai posisi tersebut.
Kapan blok ini akan digunakan? Bayangkan Anda memprogram lengan Anda untuk naik dan turun, tetapi saat turun, lengan Anda tidak sepenuhnya turun kembali ke posisi awal nol derajat. Sebaliknya, suhunya turun kembali ke 15 derajat. Bahasa Indonesia: Jika Anda kemudian menggunakan blok [Putar untuk] untuk menaikkannya 90 derajat - lengan akan terangkat 90 derajat dari tempatnya saat ini dan benar-benar terangkat hingga 105 derajat.
Namun, dalam situasi yang sama, jika lengan berada pada 15 derajat dan blok [Putar ke posisi] digunakan untuk menaikkannya hingga 90 derajat, lengan akan terangkat 75 derajat untuk mencapai posisi yang diinginkan yaitu 90 derajat.
Ini penting untuk dipahami, karena jika blok [Putar untuk] digunakan dan lengan tidak diturunkan sepenuhnya atau cakar tidak tertutup sepenuhnya, lengan atau cakar dapat mendekati batas sejauh mana ia dapat bergerak.
Mari kita lihat blok yang digunakan dengan blok [Putar untuk] dan [Putar ke posisi] yang membantu Anda memprogram robot Anda dengan lebih tepat.
- Blok [Set motor timeout] digunakan untuk mencegah blok gerak yang tidak mencapai posisinya menghalangi blok lain dalam tumpukan untuk berjalan. Contoh motor yang tidak mencapai posisinya adalah lengan atau cakar yang mencapai batas mekanisnya dan tidak dapat menyelesaikan gerakannya.
- Apa yang terjadi jika blok [Putar selama] digunakan dan cakar atau lengan mencapai batas jangkauan geraknya? Apakah proyek akan berhenti karena lengan atau cakar tidak dapat bergerak lebih jauh?
Proyek tidak akan berhenti sampai balok menyelesaikan tugasnya. Jika cakar mencoba membuka 100 derajat tetapi mulai dari 50 derajat dan mencoba berputar melampaui jangkauan geraknya, cakar akan terus mencoba membuka meskipun tidak berhasil. Ini bukan situasi yang baik karena dapat membuat komponen menjadi tegang dan menguras baterai.
Dalam kasus ini, blok [Set motor timeout] dapat digunakan. Blok ini bertindak sebagai pengaman sehingga jika motor mencapai batas mekanisnya, ia dapat melanjutkan sisa proyek setelah jangka waktu tertentu.
Dalam contoh berikut, robot akan melaju maju setelah cakar terbuka penuh 200 derajat atau mencapai batas waktu tiga detik.
- Blok [Atur posisi motor] digunakan untuk mengatur nilai Sudut motor (posisinya) ke nilai yang dipilih. Dapat juga diatur ke 0 derajat untuk mengatur ulang posisi motor.
- Blok [Putar ke posisi] lebih mudah diprogram jika Anda mengetahui sudut motor saat ini. Namun terkadang, lengan mungkin terlihat seperti sepenuhnya turun saat sebenarnya dinaikkan beberapa derajat.
Blok [Atur posisi motor] memungkinkan Anda mengatur derajat Sudut motor yang Anda inginkan. Hal ini sangat berguna untuk mengatur ulang posisi motor ke 0 derajat.
Dalam contoh berikut, Motor Lengan robot diatur ulang ke 0 derajat di mana pun ia berada sebelum berputar ke posisi 360 derajat dan bergerak maju.
Kotak Alat Guru
-
Blok [Atur batas waktu motor] dan [Atur posisi motor]
Blok [Set motor timeout] dan [Set motor position] tidak selalu diperlukan saat memprogram motor lengan dan cakar dengan blok [Spin for] dan [Spin to position] . Namun, semakin banyak blok gerakan dalam suatu proyek, semakin besar kemungkinan terjadinya penyimpangan pada nilai Sudut (posisi) motor. Lengan dan cakar tidak boleh kembali ke nol derajat dan blok [Putar untuk] atau [Putar ke posisi] berisiko menabrak batas mekanis lengan atau cakar. Menetapkan blok [Set motor timeout] di awal proyek atau menggunakan blok [Set motor position] sebelum blok [Spin to position] dapat menjadi praktik pengaman yang berguna yang dapat mencegah proyek terus menjalankan motor jika batas mekanis tercapai.
Perluas Pembelajaran Anda
Menu Perangkat melaporkan nilai untuk semua perangkat yang terhubung ke IQ Clawbot. Jika waktu memungkinkan, izinkan siswa menjelajahi nilai yang dilaporkan untuk motor dan perangkat lain. Misalnya, LED Sentuh di Port 2 melaporkan apakah ditekan atau dilepas, apakah LED menyala atau mati, dan apa warna LED saat ini. Ini semua adalah pembacaan sensor yang dapat digunakan saat memprogram proyek.
Minta siswa untuk menjelajahi dan memanipulasi nilai-nilai ini dengan mengubah status setiap perangkat. Misalnya, tekan LED Sentuh berulang kali untuk melihat laporannya saat ditekan, saat LED menyala, dan warna apa yang sedang digunakan LED tersebut.