ระยะการเคลื่อนที่
กล่องเครื่องมือครู - โครงร่าง กิจกรรม
-
การสำรวจนี้จะแนะนำให้นักเรียนรู้จักกับแนวคิดของช่วงการเคลื่อนที่เชิงกลและวิธีการสำรวจโดยใช้แขนและกรงเล็บ
-
นอกจากนี้นักเรียนยังจะได้สำรวจบล็อกต่างๆที่สามารถใช้ในการตั้งโปรแกรมแขนและกรงเล็บได้อย่างปลอดภัย
มาสำรวจการเคลื่อนไหวที่หลากหลายกันเถอะ!
การสำรวจนี้จะช่วยให้คุณเห็นองศาต่ำสุดและสูงสุดที่แขนและกรงเล็บสามารถขยายได้
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นและสมุดบันทึกวิศวกรรมของคุณ
จำนวน | วัสดุที่จำเป็น |
---|---|
1 |
VEX IQ Super Kit |
1 |
VEXcode IQ |
1 |
สมุดบันทึกวิศวกรรม |
เคล็ดลับสำหรับครู
สร้างแบบจำลองแต่ละขั้นตอนการแก้ไขปัญหาสำหรับนักเรียน
ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมความพร้อมสำหรับการสำรวจ
ก่อนที่คุณจะเริ่มกิจกรรมคุณมีไอเท็มแต่ละรายการเหล่านี้พร้อมหรือยัง? ผู้สร้างควรตรวจสอบแต่ละข้อต่อไปนี้:
-
มอเตอร์และเซ็นเซอร์ทั้งหมดเสียบเข้ากับพอร์ตที่ถูกต้องหรือไม่?
-
สายเคเบิลอัจฉริยะเสียบ เข้ากับมอเตอร์และเซ็นเซอร์ทั้งหมดหรือไม่?
-
สมอง เปิดอยู่หรือเปล่า?
-
มีการ ชาร์จแบตเตอรี่หรือไม่?
เคล็ดลับสำหรับครู
-
เนื่องจากนี่เป็นกิจกรรมเริ่มต้นด้วยการใช้ vex IQ Brain ครูควรสร้างแบบจำลองขั้นตอนจากนั้นขอให้นักเรียนดำเนินการเดียวกัน จากนั้นครูควรตรวจสอบนักเรียนเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาทำตามขั้นตอนอย่างถูกต้อง
-
ตรวจสอบให้แน่ใจว่านักเรียนได้ใช้นิ้วเปิดกรงเล็บอย่างนุ่มนวลและระมัดระวังก่อนที่จะเลือกข้อมูลอุปกรณ์จากเมนูการตั้งค่า เพื่อให้แน่ใจว่ากรงเล็บตั้ง 0 องศาเป็นจุดเมื่อเปิดมากที่สุด
ขั้นตอนที่ 2: เมนูอุปกรณ์
เริ่มต้นด้วย การ เปิด Robot Brain และเลือกปุ่ม X เพื่อไปที่เมนูการตั้งค่า
ค่อยๆเปิด Clawbot's Claw อย่างเต็มที่โดยใช้นิ้วของคุณ
เมื่อเปิดเมนูการตั้งค่าแล้วให้ใช้ปุ่มขึ้นและลงบนสมองเพื่อเลือกข้อมูลอุปกรณ์เพื่อเปิดเมนูอุปกรณ์
หน้าจอเมนูอุปกรณ์จะแสดงข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตนั้น มี 12 พอร์ตบน IQ Brain
ใช้ลูกศรเพื่อไปที่ Port 11 Motor ซึ่งก็คือ Claw Motor
- มอเตอร์พอร์ต 11: มอเตอร์กรงเล็บ
- ความเร็ว: แสดงความเร็ว (รอบต่อนาที) ที่มอเตอร์หมุน
- มุม: แสดงตำแหน่งปัจจุบันของมอเตอร์เป็นองศา
- การหมุน: แสดงจำนวนรอบที่มอเตอร์หมุน
- กดปุ่มตรวจสอบเพื่อเริ่มและหยุดมอเตอร์ กรงเล็บยังสามารถเปิดและปิดได้ด้วยตนเอง
กล่องเครื่องมือครู - ตรวจสอบขั้นตอน
นี่เป็นจุดที่ดีที่จะหยุดชั่วคราวและให้นักเรียนทบทวนขั้นตอนที่เพิ่งทำเสร็จเพื่อไปยังหน้าจอเมนูอุปกรณ์
ขั้นตอนที่ 3: สำรวจการเคลื่อนไหวของกรงเล็บและแขน
-
หากคุณเปิดกรงเล็บของคุณอย่างเต็มที่ก่อนที่จะเปิดเมนูอุปกรณ์มอเตอร์กรงเล็บถือว่าตำแหน่งที่เปิดอย่างเต็มที่เป็น 0 องศา - ตามที่แสดงในเมนูอุปกรณ์
ในสมุดบันทึกวิศวกรรมของคุณให้คาดการณ์ว่าค่าของมอเตอร์พอร์ต 11 (มอเตอร์กรงเล็บ) จะเป็นอย่างไรเมื่อคุณปิดกรงเล็บโดยค่อยๆดันด้านข้างเข้าด้วยกัน ค่ามุมเป็นองศาจะเป็นอย่างไรเมื่อกรงเล็บถูกปิด?
-
คำแนะนำ : ค่าที่รายงานจะไม่เหมือนกับที่แสดงในภาพด้านล่าง
-
-
ทดสอบการคาดการณ์ของคุณโดยการดันกรงเล็บปิดเบาๆ มุมใดที่แสดงในเมนูอุปกรณ์สำหรับมอเตอร์กรงเล็บในตอนนี้?
กล่องเครื่องมือครู - ค่าที่ คาดหวัง
หากนักเรียนเปิดกรงเล็บของ Clawbot อย่างเต็มที่ก่อนที่จะเปิดเมนูอุปกรณ์ตำแหน่งที่เปิดอย่างเต็มที่คือ 0 องศา หลังจากดันกรงเล็บปิดแล้วมอเตอร์กรงเล็บควรมีมุมประมาณ 70 องศา
- ใช้มือค่อยๆเปิดและปิดกรงเล็บเพื่อให้เห็นมุมที่เปลี่ยนไป
- คุณสังเกตเห็นอะไรเกี่ยวกับช่วงของมุมเป็นองศาสำหรับ Claw Motor? ค่ามุมยังคงเพิ่มขึ้นหรือมีขีดจำกัดหรือไม่?
- เขียนช่วงของค่ามุมสำหรับมอเตอร์กรงเล็บ: ค่ามุมเมื่อเปิดเต็มที่ไปยังค่ามุมเมื่อปิดเต็มที่
- ค่ามุมสำหรับเมื่อกรงเล็บเปิดอยู่เสมอเหมือนกันหรือไม่? ค่ามุมสำหรับเมื่อกรงเล็บปิดเหมือนกันเสมอหรือไม่? ท่านคิดว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น?
กล่องเครื่องมือครู - คำตอบ ที่คาดหวัง
-
มอเตอร์แขนมีช่วงการเคลื่อนไหวที่มากขึ้นและดังนั้นช่วงขององศาที่มากขึ้นของค่ามุมของมอเตอร์
-
เนื่องจากแขนน่าจะอยู่ในตำแหน่งลงอย่างสมบูรณ์เมื่อเลือกเมนูอุปกรณ์มุมเริ่มต้นถูกตั้งไว้ที่ 0 องศา เนื่องจากแขนสามารถหมุนไปทางด้านหลังของคลอว์บอตได้ระยะเริ่มต้นที่ 0 และผ่าน 360 องศามากกว่าหนึ่งครั้ง ค่ามุมที่แสดงจะไม่เพิ่มขึ้นต่อเนื่องเกิน 360 องศาและรีสตาร์ทที่ 0 แทน ดังนั้นค่า Turns จึงเป็นสิ่งสำคัญในการหาจำนวนองศาที่ Arm Motor หมุน ตัวอย่างเช่นค่ามุมที่แสดงอาจเป็น 45 องศาแต่ค่า Turns คือ 3.12 นั่นหมายความว่า Arm Motor หมุนอย่างสมบูรณ์ 3 ครั้งหรือ 1080 องศาบวก 45 องศารวมเป็น 1125 องศา นั่นคือช่วงที่มากกว่ามอเตอร์กรงเล็บมาก
กล่องเครื่องมือครู - หยุดและพูดคุย
อำนวยความสะดวกในการสนทนาเกี่ยวกับสิ่งที่นักเรียนสังเกตเห็นจากแขนและกรงเล็บ ถามคำถามเช่น:
-
ช่วงการเคลื่อนไหวของกรงเล็บและแขนคืออะไร? พวกเขาเหมือนกันเสมอหรือไม่?
-
เหตุใดสิ่งนี้จึงเป็นประโยชน์เมื่อเขียนโปรแกรม?
ช่วงของค่าที่รายงานสำหรับมุมของมอเตอร์กรงเล็บไม่เหมือนกันเสมอไป ช่วงอยู่ที่ตั้งแต่ 0 ถึงประมาณ 70 องศาแต่มันมักจะแตกต่างกันสองสามองศา ช่วงของค่าที่รายงานสำหรับมุมของมอเตอร์แขนยังไม่เหมือนกัน เมื่อแขนถูกยกขึ้นและลดลงด้วยมือมันอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึงประมาณ 1125 องศาแต่มันยังเพิ่มขึ้นหรือลดลงสองสามองศาในแต่ละครั้ง
สิ่งนี้จะเป็นประโยชน์เมื่อเขียนโปรแกรมเพราะโปรแกรมเมอร์จำเป็นต้องรู้ว่ามอเตอร์สามารถหมุนได้อย่างปลอดภัยจนกว่าจะถึงขีดจำกัด เกินขีดจำกัดนั้นมันสามารถใช้กำลังมากเกินไปในส่วนที่มันมีพลัง สิ่งนี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับโปรแกรมเมอร์ที่ต้องรู้เพราะมีวิธีตั้งค่ามุมของมอเตอร์หรือจำกัดการหมุนของมอเตอร์เพื่อป้องกันความเสียหาย บทเรียนจะทบทวนบางวิธีต่อไป
ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรมด้วยช่วงการเคลื่อนไหว
ระบบย่อยเช่นกรงเล็บหรือแขนมักจะมีช่วงการเคลื่อนไหวที่จำกัดซึ่งป้องกันไม่ให้หมุนอย่างต่อเนื่อง กรงเล็บสามารถเปิดหรือปิดได้มากก่อนที่จะถึงขีดจำกัดเชิงกล ในทำนองเดียวกันช่วงของการเคลื่อนไหวของแขนมักจะถูกจำกัดโดยพื้นดินหรือร่างกายของหุ่นยนต์เอง เมื่อทำงานกับระบบย่อยที่มีช่วงการเคลื่อนไหวที่จำกัดสิ่งสำคัญคือต้องอยู่ในช่วงนั้นไม่ว่าคุณจะควบคุมหุ่นยนต์จากระยะไกลหรือตั้งโปรแกรมให้เคลื่อนที่อัตโนมัติ การให้พลังงานแก่มอเตอร์อย่างต่อเนื่องเมื่อระบบย่อยถึงขีดจำกัดจะทำให้เกิดความเครียดที่ไม่จำเป็นต่อมอเตอร์และส่วนประกอบที่เชื่อมต่อ
เคล็ดลับสำหรับครู
ชี้ให้นักเรียนเห็นว่าขั้นตอนที่ 3 ให้พวกเขาทดสอบและสัมผัสกับช่วงการเคลื่อนไหวที่จำกัดของกรงเล็บและแขน ช่วงการเคลื่อนไหวของกรงเล็บถูกจำกัดในการเปิดโดยชิ้นส่วนอื่นๆของกรงเล็บและถูกจำกัดในการปิดโดยจุดที่ทั้งสองด้านของกรงเล็บดันซึ่งกันและกัน ช่วงการเคลื่อนไหวของแขนถูกจำกัดโดยพื้นเมื่อมันถูกลดลงและโดยด้านบนของด้านหลังของหุ่นยนต์เมื่อยกขึ้นเต็มที่
ก่อนที่จะเรียนรู้วิธีการปรับช่วงการเคลื่อนไหวที่จำกัดของกรงเล็บและแขนเรามาดูบล็อกที่ใช้ในการตั้งโปรแกรมกรงเล็บและแขนกันก่อน
มีสองบล็อกใน VEXcode IQ ที่สามารถใช้ในการยกและลดแขนและเปิดและปิดกรงเล็บไปยังตำแหน่งที่
เฉพาะเจาะจงบล็อก [Spin for] และ บล็อก [Spin to position]
- บล็อก [Spin for] จะหมุนมอเตอร์ในทิศทางที่เลือกสำหรับระยะทางที่เลือกจากตำแหน่งปัจจุบัน
- บล็อก [หมุนไปยังตำแหน่ง] หมุนมอเตอร์ไปยังตำแหน่งที่เลือกตามตำแหน่งปัจจุบันของมอเตอร์ บล็อก [หมุนไปยังตำแหน่ง] จะกำหนดทิศทางที่ดีที่สุดในการหมุนเพื่อไปยังตำแหน่ง
บล็อกเหล่านี้จะถูกใช้เมื่อใด? ลองนึกภาพว่าคุณตั้งโปรแกรมแขนของคุณให้ยกขึ้นและลดลงแต่เมื่อมันลดลงมันจะไม่ลดระดับกลับลงไปที่ตำแหน่งเริ่มต้นที่ศูนย์องศา แต่มันกลับลดลงเหลือ 15 องศา หากคุณใช้ บล็อก [Spin for] เพื่อยกขึ้น 90 องศา - แขนจะยกขึ้น 90 องศาจากที่เป็นอยู่ในปัจจุบันและจะยกขึ้นถึง 105 องศาจริงๆ
อย่างไรก็ตามในสถานการณ์เดียวกันหากแขนอยู่ที่ 15 องศาและใช้ บล็อก [หมุนไปยังตำแหน่ง] เพื่อยกขึ้นเป็น 90 องศาแขนจะยกขึ้น 75 องศาเพื่อให้ได้ตำแหน่งที่ต้องการ 90 องศาสิ่ง
นี้เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจเพราะหากใช้ บล็อก [Spin for] และแขนไม่ได้ลดลงอย่างเต็มที่หรือกรงเล็บไม่ได้ปิดสนิทแขนหรือกรงเล็บสามารถเข้าใกล้ขีดจำกัดของมันได้ว่าจะสามารถเคลื่อนที่ได้ไกลแค่ไหน
มาดูบล็อกที่จะใช้กับบล็อก [Spin for] และ [Spin to position] ที่ช่วยให้พวก เขาสามารถตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์ของคุณได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น
- บล็อก [ตั้งค่าการหมดเวลาของมอเตอร์] ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้บล็อกการเคลื่อนไหวที่ไม่ถึงตำแหน่งจากการป้องกันไม่ให้บล็อกอื่นๆในสแต็คทำงาน ตัวอย่างของมอเตอร์ที่ไปไม่ถึงตำแหน่งของมันคือแขนหรือกรงเล็บที่ไปถึงขีดจำกัดทางกลของมันและไม่สามารถทำให้การเคลื่อนไหวของมันเสร็จสมบูรณ์ได้
- จะเกิดอะไรขึ้นหากมีการใช้ บล็อก [Spin for] และกรงเล็บหรือแขนถึงขีดจำกัดสำหรับช่วงการเคลื่อนไหว โครงการจะหยุดเพราะแขนหรือกรงเล็บไม่สามารถเคลื่อนไหวได้อีกต่อไปหรือไม่?
โครงการจะไม่หยุดจนกว่าบล็อกจะเสร็จสิ้นภารกิจ หากกรงเล็บพยายามเปิด 100 องศาแต่เริ่มจาก 50 องศาและพยายามหมุนเกินช่วงการเคลื่อนไหวกรงเล็บจะพยายามเปิดต่อไปแม้ว่าจะไม่สามารถทำได้ นี่ไม่ใช่สถานการณ์ที่ดีเพราะสิ่งนี้สามารถทำให้ชิ้นส่วนเครียดและทำให้แบตเตอรี่หมดได้
ในกรณีนี้สามารถใช้ บล็อก [ตั้งค่าการหมดเวลาของมอเตอร์] ได้ บล็อกนี้ทำหน้าที่เป็นความปลอดภัยที่ล้มเหลวเพื่อที่ว่าหากมอเตอร์ถึงขีดจำกัดเชิงกลของมันก็สามารถดำเนินการต่อกับส่วนที่เหลือของโครงการหลังจากระยะเวลาหนึ่ง
ในตัวอย่างต่อไปนี้หุ่นยนต์จะขับเคลื่อนไปข้างหน้าหลังจากกรงเล็บเปิดเต็ม 200 องศาหรือถึงเวลาหมดเวลาสามวินาที - บล็อก [ตั้งค่าตำแหน่งมอเตอร์] ถูกใช้เพื่อตั้งค่ามุมของมอเตอร์ (ตำแหน่ง) เป็นค่าที่เลือก นอกจากนี้ยังสามารถตั้งค่าเป็น 0 องศาเพื่อรีเซ็ตตำแหน่งของมอเตอร์
- บล็อก [หมุนไปที่ตำแหน่ง] จะง่ายต่อการตั้งโปรแกรมเมื่อคุณรู้ว่ามุมของมอเตอร์ในปัจจุบันคืออะไร แต่บางครั้งแขนอาจดูเหมือนคว่ำลงเต็มที่เมื่อยกขึ้นสองสามองศา บล็อก [ตั้ง
ค่าตำแหน่งมอเตอร์] ช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าองศาที่คุณต้องการให้มุมของมอเตอร์อยู่ที่ สิ่งนี้มีประโยชน์มากสำหรับการรีเซ็ตตำแหน่งของมอเตอร์เป็น 0 องศา
ในตัวอย่างต่อไปนี้มอเตอร์แขนกลของหุ่นยนต์จะถูกรีเซ็ตเป็น 0 องศาไม่ว่าจะอยู่ที่ใดในปัจจุบันก่อนที่มันจะหมุนไปที่ตำแหน่ง 360 องศาและขับเคลื่อนไปข้างหน้า
กล่องเครื่องมือครู - บล็อก [ตั้งค่ามอเตอร์หมดเวลา] และ [ตั้งค่าตำแหน่งมอเตอร์]
บล็อก [ตั้งค่ามอเตอร์หมดเวลา] และ [ตั้งค่าตำแหน่งมอเตอร์] ไม่จำเป็นเสมอไปเมื่อตั้งโปรแกรมแขนและกรงเล็บมอเตอร์ด้วย บล็อก [หมุนสำหรับ] และ [หมุนไปยังตำแหน่ง] อย่างไรก็ตามบล็อกการเคลื่อนไหวที่มากขึ้นภายในโครงการทำให้มีแนวโน้มว่าอาจมีการลอยบางส่วนในค่ามุม (ตำแหน่ง) ของมอเตอร์ แขนและกรงเล็บอาจไม่กลับไปเป็นศูนย์องศาและ [Spin for] หรือ [Spin to position] ปิดกั้นความเสี่ยงที่จะวิ่งขึ้นไปบนขีดจำกัดเชิงกลของแขนหรือกรงเล็บ การตั้งค่า บล็อก [ตั้งค่ามอเตอร์หมดเวลา] ที่จุดเริ่มต้นของโครงการหรือใช้บล็อก [ตั้งค่าตำแหน่งมอเตอร์] ก่อน บล็อก [หมุนไปที่ตำแหน่ง] อาจเป็น วิธีปฏิบัติที่ปลอดภัยต่อความล้มเหลวที่มีประโยชน์ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้โครงการทำงานมอเตอร์ต่อไปได้หากถึงขีดจำกัดเชิงกล
ขยายการเรียนรู้ของท่าน
เมนูอุปกรณ์จะรายงานค่าสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับ IQ Clawbot หากมีเวลาอนุญาตให้นักเรียนสำรวจค่าที่รายงานสำหรับมอเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น Touch LED ในพอร์ต 2 จะรายงานว่ามีการกดหรือปล่อยไม่ว่า LED จะเปิดหรือปิดและสีของ LED ในปัจจุบันคืออะไร นี่คือการอ่านเซ็นเซอร์ทั้งหมดที่สามารถใช้ในขณะที่โครงการเขียนโปรแกรม
ขอให้นักเรียนสำรวจและจัดการค่าเหล่านี้โดยเปลี่ยนสถานะของอุปกรณ์แต่ละเครื่อง ตัวอย่างเช่นกด Touch LED ซ้ำๆเพื่อดูรายงานเมื่อมีการกดเมื่อไฟ LED เปิดอยู่และไฟ LED สว่างในขณะนี้เป็นสีใด