Fundo
Designers, engenheiros e informáticos criam soluções que resolvem problemas todos os dias. Nesta unidade do Parade Float, os alunos utilizarão o Processo de Projeto de Engenharia para resolver um problema autêntico. Os alunos irão explorar como projetar, construir e codificar um carro alegórico robótico autónomo para navegar por um labirinto que imita os obstáculos do mundo real de uma rota de desfile.
O que é um carro alegórico?
Um desfile é um grupo grande ou pequeno de pessoas que caminham juntas e muitas vezes fantasiadas, seguido de bandas marciais e carros alegóricos. O carro alegórico é uma plataforma decorada, construída sobre um veículo ou rebocada por este. Os desfiles são normalmente realizados em feriados ou para homenagear alguém e são normalmente algum tipo de celebração.
Iteração
A iteração é definida como o ato ou processo de repetição. Para os nossos propósitos, a iteração é o ciclo sistemático e cíclico de design no qual os produtos são planeados, construídos, testados e melhorados até que resolvam eficazmente um problema de engenharia. A iteração é a parte do EDP onde os produtos são prototipados, testados, refinados e prototipados novamente até cumprirem os critérios estabelecidos pela equipa de design. Iterar é melhorar o design do seu produto.
Nesta unidade, os alunos darão vida ao primeiro projeto do seu carro alegórico, discutirão sobre o projeto e como melhorá-lo. Vão fazer modificações, testar e refinar novamente, repetindo este ciclo, ou iterando, até que estejam satisfeitos com o design e este cumpra os requisitos do projeto.
O Processo de Projecto de Engenharia
Os alunos utilizarão o Processo de Projeto de Engenharia (EDP) para projetar e construir um carro alegórico. O EDP é uma série de passos que os engenheiros seguem para encontrar soluções para os problemas. Muitas vezes, a solução envolve a conceção de um produto que cumpra determinados critérios ou realize uma determinada tarefa.
O PDE pode ser dividido nas seguintes etapas: DEFINIR → DESENVOLVER SOLUÇÕES → OTIMIZAR.
- Definir problemas de engenharia implica declarar o problema a resolver o mais claramente possível em termos de critérios de sucesso e restrições ou limites.
- Conceber soluções para problemas de engenharia começa por gerar uma série de diferentes soluções possíveis e, em seguida, avalia as potenciais soluções para ver quais delas satisfazem melhor os critérios e restrições do problema.
- A otimização da solução de design envolve um processo no qual as soluções são sistematicamente testadas e refinadas e o design final é melhorado através da troca de características menos importantes por aquelas que são mais importantes.
O EDP é cíclico ou iterativo por natureza. É um processo de fabrico, teste, análise e refinamento de um produto ou processo. Com base nos resultados dos testes, novas iterações são criadas e continuam a ser modificadas até que a equipa de design esteja satisfeita com os resultados.
Nesta unidade, os alunos vão utilizar o EDP para sonhar, planear e construir um carro alegórico robótico. Após uma construção inicial, os grupos testarão e melhorarão o design do seu flutuador para cumprir os critérios e restrições do projeto.
O que é o pseudocódigo?
O pseudocódigo é uma notação abreviada para codificação que combina descrições verbais e escritas do código.
Muitas vezes, os alunos podem “adivinhar e verificar” o caminho para encontrar uma solução. Isto, no entanto, não resulta na construção de uma compreensão conceptual dos conceitos de codificação. A escrita do pseudocódigo ajuda os alunos a ir além de uma compreensão superficial da codificação, para uma compreensão mais conceptual. O pseudocódigo exige que os alunos pensem conceptualmente na sua solução de codificação antes de começarem a codificar. Os professores devem discutir o pseudocódigo com os alunos, perguntando-lhes:
- O que é que eles querem que o seu projeto realize?
- Como vai dividir a intenção ou o objetivo do projeto em breves afirmações específicas?
Neste exemplo, se fosse pedido aos alunos que criassem um pseudocódigo para querer que o robô avance, detete uma parede, vire à direita e depois avance novamente, seria o seguinte:
- Conduza o robô para a frente até que este esteja a 50 mm de distância de uma parede
- Pare o robô
- Rode o robô 90 graus
- Pare o robô
- Avance 600 mm
Depois de um pseudocódigo ser criado, os alunos criarão o código para instruir o robô sobre como completar com êxito cada passo do pseudocódigo.
Decomposição
A decomposição envolve a divisão de um problema complexo em comportamentos que são mais geríveis e mais fáceis de compreender. Dividir o problema em partes mais pequenas significa que cada parte pode ser examinada com mais detalhe e resolvida com maior facilidade. Por exemplo, se um aluno quiser que o seu robô se mova num quadrado, terá de o dividir em comandos mais pequenos. É importante refinar o processo de divisão para os alunos praticarem, pois podem não dividir os comandos em componentes mais pequenos no início:
| Mover-se numa divisão quadrada 1 | Mover-se numa divisão quadrada 2 | Mover-se numa divisão quadrada 3 |
|---|---|---|
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Sequenciamento
Sequenciação é a ordem específica pela qual os comportamentos são executados num algoritmo ou conjunto de instruções. Uma ação ou evento leva à próxima ação ordenada numa sequência. A sequenciação é importante para que os alunos possam codificar os seus robôs corretamente.
Para dizer a um robô exata e precisamente como se deve mover, são necessárias tanto a decomposição como a sequenciação. Em primeiro lugar, o problema, como navegar num labirinto, será decomposto em incrementos e comportamentos mais pequenos. Depois, uma vez identificados esses comportamentos, eles precisam de ser organizados na sequência correta. Isto é importante porque o robô só se moverá exatamente como foi programado.
Os alunos codificarão o seu carro alegórico para se mover através de um labirinto de desfile. Terão de sequenciar os comandos no seu projeto para que o seu carro alegórico se mova para a frente, para trás, para a esquerda e para a direita na ordem correta para navegar no labirinto do desfile.
O que é o VEXcode GO?
O VEXcode GO é um ambiente de codificação utilizado para comunicação com robôs VEX GO. Os alunos utilizam a interface de arrastar e largar para criar projetos VEXcode GO que controlam as ações dos seus robôs. Cada o propósito do bloco pode ser identificado utilizando pistas visuais, como o seu forma, cor e etiqueta.
Os seguintes blocos VEXcode GO serão utilizados nesta unidade:
[Drive for] - move o grupo motopropulsor para a frente ou para trás uma determinada distância. Escolha a direção em que o grupo motopropulsor se vai mover e defina até que ponto se vai mover, inserindo um valor no formato oval.
[Turn for] - roda o grupo motopropulsor para a esquerda ou para a direita por um determinado número de graus. Escolha a direção em que o grupo motopropulsor irá rodar e defina a distância que se irá deslocar, inserindo um número de graus na oval.
[Wait] - Aguarda um período de tempo específico antes de passar para o bloco seguinte.
[Comentário] - permite aos programadores escrever informação para ajudar a descrever o seu projeto. Os comentários não alteram o projeto nem os blocos que o rodeiam.
[Spin for] - irá rodar um motor numa determinada direção por uma determinada distância de onde se encontra no momento.
- Por defeito, outros blocos irão esperar até que o motor termine de se mover. Pode selecionar a seta para expandir "e não esperar" - isto fará com que outros blocos continuem a funcionar enquanto o Motor ou o Grupo de Motores se move.
Para começar a utilizar o VEXcode GO na sua sala de aula, descarregue a aplicação VEX Classroom no dispositivo do professor, em seguida, siga os passos doUtilizando o aplicativo VEX Classroom artigo para saber como atualizar o GO Firmware do Brain, renomeie e localize o GO Brains e monitorize as baterias do GO Brains na sua sala de aula. Para mais informações sobre o VEXcode GO, aceda ao Secção VEXcode GO da Biblioteca VEX da VEX Robotics.