Het ontwerpen en schalen van een renbaan

• Tijdens dit onderzoek maken leerlingen kennis met het schalen en omzetten van eenheden door een renbaan te schetsen en te ontwerpen. De studenten werken in groepen om een gebied te vinden waar ze hun parcours kunnen uitzetten. Vervolgens meten ze het gebied op dat ze voor de cursus tot hun beschikking hebben en tekenen dit gebied met de juiste afmetingen in hun technisch notitieboekje. Zodra de studenten een schets hebben van de werkelijke omvang van de cursus, gebruiken ze eenheidsomrekeningen om de cursus te verkleinen, zodat deze in hun technische notitieboekje past.

• Zodra de cursus wordt afgeschaald. Ze tekenen ook een verkleinde versie van de Speedbot op hun parcours, zodat ze kunnen visualiseren hoe groot/klein de robot is in vergelijking met hun parcours. Hiermee kunnen ze bepalen hoe de robot over het parcours kan navigeren. Zijn de bochten bijvoorbeeld breed genoeg? Kan de robot er gemakkelijk doorheen?

• Zodra de groep het verkleinde parcours heeft ontworpen, gebruiken ze deze afmetingen om het parcours op ware grootte uit te zetten met behulp van plakband of andere materialen. Vervolgens besturen ze hun robot over het parcours met behulp van het Driver Program om te testen of hun metingen en berekeningen kloppen. De studenten worden aangemoedigd om de afmetingen van hun cursus te testen en aan te passen zoals zij dat nodig achten.

• U kunt ervoor kiezen om te schalen met behulp van grafiekpapier in plaats van meerdere conversies uit te voeren.

• Deze vaardigheden zullen hen helpen slagen in de Robo Rally Challenge, waar ze hun parcours moeten combineren met dat van een andere groep en de robot zo snel mogelijk over het nieuwe gecombineerde parcours moeten rijden!

Gebruik de afmetingen van de robots tijdens het ontwerpen van de renbanen om ervoor te zorgen dat de robots voldoende ruimte hebben om te bewegen en te draaien zonder de lijnen van het parcours te overschrijden.

Geef groepen de mogelijkheid om, indien mogelijk, verschillende ruimtes in het klaslokaal te gebruiken. Als er maar één ruimte beschikbaar is, kan dezelfde ruimte worden gebruikt. Overweeg om dezelfde ruimte op verschillende manieren te gebruiken, door groepen hun rijstroken opnieuw te laten afplakken.

Een andere optie is om in plaats van alle geschaalde afstanden te meten, grafiekpapier te gebruiken. Zo kunt u de geschaalde afstand gemakkelijker tekenen.

Vraag de leerlingen om met behulp van grafiekpapier uit hun schrift een schaalversie te maken van het gebied dat u hebt geschetst, aan de hand van uw genoteerde metingen. Bepaal voordat u begint de schaal waarop u het gebied in meters wilt recreëren. Elk vakje op grafiekpapier zou bijvoorbeeld één vierkante meter kunnen voorstellen. In het bovenstaande voorbeeld is een vierkante meter gelijk aan 4 bij 4 vakjes op grafiekpapier.

Houd bij het kiezen van de schaal rekening met het formaat van het grafiekpapier. Een te grote schaal past mogelijk niet op het grafiekpapier dat u gebruikt. Voeg een geschaalde versie van de VEX V5 Speedbot toe aan uw grafiekpapier, zodat u de geschaalde afmetingen kunt visualiseren in vergelijking met het geschaalde gebied dat u hebt gemaakt.

Laat de leerlingen eerst de afmetingen omrekenen naar een standaardmaateenheid. Dit kan door de centimeterafmetingen van de robots om te rekenen naar meters (in decimalen) of door hun meterafmetingen van de ruimte om te rekenen naar centimeters. Gebruik de standaardmaateenheid om de schaal gemakkelijker te creëren.

De Speedbot heeft een geschatte afmeting van 30 cm aan de voorkant en 24 cm aan de zijkanten.

30 cm = 300 mm = 0,3 m
24 cm = 240 mm = 0,24 m

Je kunt het parcours ook schetsen op grafiekpapier:

Vraag de leerlingen om een renbaan te tekenen binnen het schaalgebied dat ze in hun techniekschrift hebben getekend. Houd rekening met de afmetingen van de VEX V5 Speedbot en hoe deze wordt weergegeven in de schaal die ze hebben gebruikt. De robot moet over het parcours kunnen navigeren zonder de zijkanten van de renbaan te verlaten.

Probeer zo creatief mogelijk te zijn met het parcours door meerdere bochten en rechte stukken toe te voegen. Gebruik pijlen of andere symbolen om aan te geven in welke richting de robot op de renbaan moet rijden. Geef daarnaast de locatie van de begin- en eindlijnen aan met behulp van een symbool of lijnen.

Laat uw leerlingen een symbool of tekening toevoegen voor de VEX V5 Speedbot op schaal, zodat ze kunnen zien of de grootte van hun parcours groot genoeg is voor de robots.

Studenten zullen waarschijnlijk aangeven dat het moeilijkste onderdeel bij het maken van een volledige versie van de cursus op basis van de geschaalde versie, de noodzaak van nauwkeurige metingen is. Deze ervaring moet menselijke fouten bij het uitvoeren van metingen aan het licht brengen, vooral wanneer een meting slechts één keer wordt uitgevoerd. Om de planning te verbeteren, kunt u meetfouten beperken door vaker te meten en het gemiddelde te nemen van de metingen die u over meerdere pogingen hebt gedaan. Op deze manier worden uw langste en kortste metingen, die beide onnauwkeurig kunnen zijn, aangepast naar een waarschijnlijk nauwkeurigere waarde.

Geef studenten de tijd om:

• Test hun renbaan

• Let op de benodigde maat-/afmetingwijzigingen

• Breng die wijzigingen aan door te schetsen en opnieuw te schalen

• Opnieuw testen.

Nadat de leerlingen hun renbanen hebben getest en de nodige verbeteringen hebben aangebracht, betrekt u ze bij een discussie in de klas. Laat de studenten eerst hun ervaringen delen met een partner of een kleine groep voordat ze er met de hele klas over discussiëren.

Faciliteer de discussie door de volgende vragen te stellen:

• Welke onderdelen van het oorspronkelijke ontwerp van uw renbaan hadden de juiste afmetingen? Welke onderdelen moesten worden aangepast en waarom?

• Hoe kon je door het schalen van je Racecourse makkelijker wijzigingen in de grootte aanbrengen?

• Heeft het feit dat je de afmetingen van de geschaalde Speedbot op de geschaalde versie van je Racecourse hebt getekend, je geholpen bij het bepalen van hoe de robot moest bewegen? Waarom wel of waarom niet?

• Als je deze activiteit opnieuw zou doen, is er dan iets dat je anders zou doen?