Zestaw narzędzi dla nauczyciela - Cel tego ćwiczenia
Programowanie za pomocą ramienia i pazura pozwala robotowi wykonywać inne zadania, zamiast po prostu poruszać się do przodu, do tyłu, w lewo lub w prawo. Podczas tego ćwiczenia uczniowie nauczą się prawidłowej sekwencji ruchów potrzebnych do zbliżenia się, złapania, podniesienia i przesunięcia przedmiotu. Przedmiotem może być pusta puszka aluminiowa lub pusta butelka po wodzie. To ćwiczenie przygotuje uczniów do wyzwania Package Dash Challenge, podczas którego uczniowie będą musieli chwycić i przenieść obiekt po wyznaczonym kursie. Uczniowie planują ścieżkę przy użyciu pseudokodu.
Aby uzyskać więcej informacji na temat bloków [Spin for] i [Spin to position] lub innych używanych w tym ćwiczeniu, odwiedź informacje pomocy w VEXcode IQ. Aby uzyskać więcej informacji na temat tego wbudowanego narzędzia pomocy, kliknij tutaj.
Poniżej znajduje się zarys tego, co Twoi uczniowie będą robić w ramach tego ćwiczenia:
-
Obejrzyj filmy instruktażowe Poruszanie ramieniem i Otwórz pazur .
-
Opisz kroki potrzebne do podejścia, złapania, podniesienia i przeniesienia obiektu za pomocą pseudokodu (Google Doc/.docx/.pdf).
-
Zaprogramuj przygotowaną przez siebie sekwencję w pseudokodzie, używając VEXcode IQ.
-
Pobierz, uruchom i przetestuj projekt, aby sprawdzić, czy działa zgodnie z oczekiwaniami.
Zaprogramujmy sekwencję!
W tym ćwiczeniu nakreślisz plan sekwencji ruchów, które będzie musiał wykonać robot, aby chwycić, podnieść i przesunąć obiekt.
Najpierw zapoznasz się z dwoma filmami instruktażowymi dotyczącymi programowania pazura i ramienia. Następnie zidentyfikujesz prawidłową sekwencję kroków, aby podejść, chwycić i podnieść obiekt, a także zaplanować projekt za pomocą pseudokodu.
Następnie utworzysz, pobierzesz i uruchomisz projekt, korzystając z pseudokodu, który pomógł Ci zaplanować!
-
Upewnij się, że masz wymagany sprzęt, swój notatnik inżynierski i VEXcode IQ pobrany i gotowy.
Wskazówki dla nauczycieli
Jeśli uczeń po raz pierwszy korzysta z VEXcode IQ, może w dowolnym momencie skorzystać z tutoriali. Samouczki znajdują się na pasku narzędzi.
Ilość | Potrzebne materiały |
---|---|
1 |
Super zestaw VEX IQ |
1 |
Kod VEX IQ |
1 |
Notatnik inżynieryjny |
1 |
Miernik lub linijka |
1 |
Przykładowy projekt szablonu Clawbot (2-silnikowy układ napędowy). |
1 |
Aluminiowa puszka lub pusta butelka po wodzie |
Wskazówki dla nauczycieli
Modeluj każdy etap rozwiązywania problemów dla uczniów.
Krok 1: Przygotowanie do eksploracji
Czy zanim rozpoczniesz ćwiczenie, masz gotowy każdy z tych elementów? Konstruktor powinien sprawdzić każdy z poniższych elementów:
-
Czy wszystkie silniki i czujniki są podłączone do właściwych portów?
-
Czy inteligentne kable są całkowicie włożone do wszystkich silników i czujników?
-
Czy Brain jest włączony?
-
Czy akumulator jest naładowany?
-
Czy radio jest włożone do Robot Brain?
Krok 2: Rozpocznij planowanie ścieżki
Zanim zaczniesz planować ścieżkę, którą będzie podążał Twój robot, najpierw przejrzyj filmy instruktażowe dotyczące poruszania ramieniem i otwierania pazura w VEXcode IQ.
- Film instruktażowy dotyczący poruszania ramieniem
- Otwórz film instruktażowy dotyczący pazurów
Teraz w swoim notatniku inżynierskim użyj pseudokodu (Google Doc / .docx / .pdf ) , aby zapisać prawidłową sekwencję kroków, aby podejść, chwycić i podnieść przedmiot jak pustą butelkę po wodzie lub puszka aluminiowa.
-
Części tego problemu, o których należy pamiętać:
-
Najpierw musisz zmierzyć w milimetrach odległość obiektu od robota. Będzie to potrzebne do określenia, jak daleko do przodu i do tyłu powinien poruszać się robot.
-
Określ, o ile stopni pazur będzie musiał się otworzyć i zamknąć, w zależności od jego zakresu ruchu i wielkości obiektu. Aby uzyskać dodatkową pomoc, zapoznaj się z poprzednią stroną w sekcji Odtwórz.
-
Wskazówka: Otwórz menu urządzenia i zobacz, o ile stopni zamknie się pazur, gdy obiekt znajduje się w środku.
-
-
Określ, jak wysoko (w stopniach) uniesie się ramię, aby unieść przedmiot.
-
Kiedy zbliżasz się do obiektu, pazur powinien być już otwarty. Jeśli zbliżysz się do przedmiotu z zamkniętym pazurem, zamknięty pazur może przewrócić przedmiot.
-
Robot będzie musiał także chwycić obiekt w szpony, podnieść go do góry, cofnąć się, aby przenieść obiekt, a następnie odłożyć obiekt z powrotem i puścić go.
-
Wskazówki dla nauczycieli - Ćwiczenie pseudokodu
W przypadku, gdy uczniowie nie są zaznajomieni z pseudokodem (Google Doc/.docx/.pdf) i sposobem jego wykorzystania w planowaniu projektu, podany link wyjaśnia. Można zastosować rubrykę (Google Doc/.docx/.pdf) do sprawdzania pseudokodu, która zostanie ponownie podana w sekcji Przemyśl, kiedy uczniowie zostaną poproszeni o napisanie pseudokodu. Możliwość napisania pseudokodu może być traktowana jako praktyka do późniejszego planowania, a udostępnianie rubryk dotyczących pseudokodu może teraz pomóc w tej praktyce.
Zestaw narzędzi dla nauczycieli - Rozwiązanie
Odległość między obiektem a robotem może się różnić w zależności od ucznia lub grupy. Przed zapisaniem pseudokodu upewnij się, że uczniowie zmierzyli odległość.
Należy pamiętać, że przy pierwszym otwarciu pazura i następnym jego zamknięciu w celu złapania przedmiotu stopień nie jest taki sam. Ponieważ pazur zamyka się na przedmiocie i nie powinien go zgniatać, stopnie powinny się zatrzymać, gdy pazur owinie się wokół obiektu.
Ramię powinno unieść wystarczająco wysoko nad ziemię, aby skutecznie przetransportować obiekt.
Prawidłowa seria kroków, których będą potrzebować uczniowie, jest następująca. Odległość zmierzona w tym przykładzie wyniosła 15 mm. To może się zmienić w zależności od ucznia lub grupy:
-
Otwórz pazur pod kątem 75 stopni.
-
Podjedź 15 mm do przodu, aby zbliżyć się do obiektu.
-
Zamknij pazur o 60 stopni, aby chwycić przedmiot.
-
Podnieś ramię o 315 stopni, aby podnieść przedmiot.
-
Jedź do tyłu o 15 mm, aby przenieść obiekt w nowe miejsce.
-
Opuść ramię o 315 stopni, aby umieścić przedmiot z powrotem w dół.
-
Otwórz pazur pod kątem 60 stopni, aby uwolnić przedmiot.
Wskazówki dla nauczycieli
- Ponieważ jest to początek zajęć z programowaniem, nauczyciel powinien modelować poszczególne kroki, a następnie poprosić uczniów o wykonanie tych samych czynności. Następnie nauczyciel powinien monitorować uczniów, aby upewnić się, że prawidłowo wykonują podane czynności.
- Upewnij się, że uczniowie wybrali szablon Clawbot (Drivetrain2-motor).
- Możesz wskazać uczniom, że na stronie Przykłady w VEXcode IQ jest kilka opcji do wyboru. Budując i używając swoich robotów, będą mieli okazję korzystać z różnych szablonów.
- Możesz poprosić uczniów o dodanie swoich inicjałów do nazwy projektu. Pomoże to rozróżnić projekty, jeśli poprosisz uczniów o ich przesłanie.
- Upewnij się, że uczniowie mierzą odległość między obiektem a robotem w milimetrach (mm).
Krok 3: Programowanie sekwencji
-
Otwórz przykładowy projekt szablonu Clawbot (2-silnikowy układ napędowy).
-
Aby uzyskać pomoc w otwieraniu przykładowego projektu, obejrzyj film instruktażowy dotyczący używania przykładowych projektów i szablonów w blokach VEXcode IQ.
-
Zmień nazwę i zapisz projekt jako „Sekwencja”.
-
Aby uzyskać pomoc w zmianie nazwy i zapisaniu projektu, zapoznaj się z samouczkiem Nazywanie i zapisywanie projektu w VEXcode IQ.
-
Teraz utwórz swój projekt, używając swojego pseudokodu. Najpierw opisz swój projekt za pomocą komentarzy, aby wstawić swój pseudokod. Przykład pokazany poniżej jest odniesieniem. Pomiary stopnia i odległości mogą się różnić w zależności od odległości i rozmiaru obiektu.
-
Użyj bloków [Drive], [Spin for] i [Spin to position] , aby utworzyć projekt w oparciu o pseudokod.
Nie zapomnij zresetować pozycji silnika ramienia do 0 i uwzględnić 3-sekundowy limit czasu dla silnika kłowego.
Użyj poniższego obrazu jako przykładu organizacji projektu. Poniższy projekt nie jest ukończony, ale powinieneś całkowicie zaprogramować swój.
-
Po ukończeniu projektu przewiduj, co będzie robił. Zapisz swoje przewidywania w swoim notatniku inżynierskim.
Krok 4: Przetestuj projekt!
Teraz, gdy masz już projekt umożliwiający podejście, złapanie, podniesienie i obiekt, przetestujmy go!
-
Pobierz i uruchom swój projekt Sequence. Aby uzyskać pomoc, obejrzyj film instruktażowy dotyczący pobierania i uruchamiania projektu w VEXcode IQ. Będzie miał następującą ikonę:
Czy Twój projekt działał zgodnie z założeniami? Zapisz swoje obserwacje w swoim notatniku inżynierskim, porównując swój pseudokod z ostatecznym projektem i odpowiedz na następujące pytania:
-
Czy w Twoim projekcie robot miał chwytać, podnosić i przesuwać obiekt?
-
Dlaczego ta sekwencja ruchów jest ważna?
Zestaw narzędzi dla nauczycieli - Rozwiązanie
Projekty uczniów będą się różnić w zależności od obiektu i odległości od robota. Studenci powinni potrafić zastanowić się nad swoim pseudokodem i projektem, który został zaprogramowany w oparciu o pseudokod. Czy błąd wynikał z pseudokodu, czy z programowania? Uczniowie powinni przejrzeć pseudokod, aby zobaczyć, który krok w projekcie mógł zostać błędny.
To ćwiczenie powinno uświadomić uczniom, że kolejność ruchów jest ważna. Jeżeli kolejność ruchów zostałaby zmieniona, robot mógłby nie podnieść i nie poruszyć obiektu. Przykładowo, jeśli pazur nie został wcześniej otwarty, robot może przewrócić przedmiot, gdy się do niego zbliży.
Poniżej znajduje się przykładowe rozwiązanie:
Rozszerz swoją naukę - [Ustaw zatrzymanie silnika] Blok
Jeśli uczniowie zaprogramują swojego robota tak, aby podnosił i przenosił cięższe przedmioty, obiekty te mogłyby ciągnąć ramię w dół ze względu na swój ciężar.
W takim przypadku można zastosować blok [Ustaw zatrzymanie silnika] , aby ramię nie opadło pod wpływem grawitacji i ciężaru podnoszonego przedmiotu. Blok ten może zostać użyty na początku projektu i będzie zastosowany do wszystkich przyszłych bloków silnikowych w pozostałej części projektu.
Blok [Ustaw zatrzymanie silnika] ma trzy ustawienia:
-
Hamulec powoduje natychmiastowe zatrzymanie silnika.
-
Wybieg pozwala silnikowi stopniowo obracać się aż do zatrzymania.
-
Hold powoduje natychmiastowe zatrzymanie silnika i powrót do pozycji zatrzymania w przypadku poruszenia.