Öğretmen Araç Kutusu - Etkinlik Taslağı
-
Bu keşif, öğrencilere mekanik hareket aralığı kavramını ve bunun kol ve pençe kullanılarak nasıl keşfedilebileceğini tanıtacaktır.
-
Öğrenciler ayrıca kolu ve tırnağı güvenli bir şekilde programlamak için kullanılabilecek farklı blokları da keşfedecekler.
Hareket aralığını keşfedelim!
Bu keşif, kolun ve pençenin uzayabileceği minimum ve maksimum dereceleri görmenizi sağlayacaktır.
- Gerekli donanıma ve mühendislik not defterinize sahip olduğunuzdan emin olun.
Miktar | İhtiyac duyulan malzemeler |
---|---|
1 |
VEX IQ Süper Kiti |
1 |
VEXcode IQ |
1 |
Mühendislik Defteri |
Öğretmen İpuçları
Öğrenciler için sorun giderme adımlarının her birini modelleyin.
Adım 1: Keşif için Hazırlık
Etkinliğe başlamadan önce bu öğelerin her biri hazır mı? İnşaatçı aşağıdakilerden her birini kontrol etmelidir:
-
Tüm motorlar ve sensörler doğru bağlantı noktalarına takılı mı?
-
Akıllı kablolar tüm motorlara ve sensörlere tam olarak yerleştirilmiş mi ?
-
Beyin açıkmi?
-
Pil şarjlı mı?
-
Radyo Robot Beyintakılı mı?
Öğretmen İpuçları
-
Bu, VEX IQ Brain'de gezinmeye yönelik bir başlangıç etkinliği olduğundan, öğretmen adımları modellemeli ve ardından öğrencilerden aynı eylemleri tamamlamalarını istemelidir. Daha sonra öğretmen, adımları doğru takip ettiklerinden emin olmak için öğrencileri izlemelidir.
-
Ayarlar menüsünden Cihaz Bilgisi'ni seçmeden önce öğrencilerin parmaklarıyla tırnağı yavaşça ve dikkatlice tamamen açtıklarından emin olun. Bu, pençenin en çok açıldığı nokta olarak 0 dereceyi ayarlamasını sağlar.
Adım 2: Cihaz Menüsü
ile Robot Beynini açarak başlayın ve Ayarlar menüsüne gitmek için X Düğmesini seçin.
Parmaklarınızı kullanarak Clawbot'un Pençesini yavaşça tamamen açın.
Ayarlar menüsü açıldığında, Cihaz Menüsünü açmak üzere Cihaz Bilgisi'ni seçmek için Brain'deki Yukarı ve Aşağı tuşlarını kullanın.
Cihaz Menüsü ekranı, o bağlantı noktasına bağlı cihaz hakkındaki bilgileri görüntüler. IQ Brain'de 12 bağlantı noktası vardır.
Pençe Motoru olan Port 11 Motoruna gitmek için okları kullanın.
-
Bağlantı Noktası 11 Motoru: Pençe Motoru.
-
Hız: Motorun ne kadar hızlı (dakika başına devir cinsinden) döndüğünü görüntüler.
-
Açı: Motorun mevcut konumunu derece cinsinden görüntüler.
-
Dönüş: Motorun kaç tur döndüğünü gösterir.
-
Motoru başlatmak ve durdurmak için Kontrol Düğmesine basın. Pençe manuel olarak da açılıp kapatılabilir.
Öğretmen Araç Kutusu - Adımları Gözden Geçirin
Bu, duraklatmak ve öğrencilerin Cihaz Menüsü ekranına gitmek için henüz tamamlanan adımları gözden geçirmelerini sağlamak için iyi bir noktadır.
Adım 3: Pençe ve Kol Hareketini Keşfetmek
-
Cihaz Menüsünü açmadan önce pençenizi tamamen açtıysanız, Pençe Motoru, Cihaz Menüsünde görüntülendiği gibi tamamen açık konumunu 0 derece olarak değerlendirdi.
Mühendislik defterinizde, yanları hafifçe birbirine doğru iterek tırnağı kapattığınızda Port 11 Motorunun (Pençe Motoru) değerlerinin ne olacağını tahmin edin. Pençe kapatıldığında Açı değeri derece olarak ne olacaktır?
-
İpucu: Bildirilen değer aşağıdaki resimde gösterilenle aynı olmayacaktır.
-
-
Pençeyi yavaşça iterek tahmininizi test edin. Pençe Motorunun Cihaz Menüsünde şimdi hangi açı gösteriliyor?
Öğretmen Araç Kutusu - Beklenen Değerler
Öğrenciler Cihaz Menüsünü açmadan önce Clawbot'un pençesini tamamen açtıysa, tam açık konum 0 derecedir. Pençeyi kapattıktan sonra Pençe Motoru yaklaşık 70 derecelik bir açıya sahip olmalıdır.
- Açının değiştiğini görebilmeniz için tırnağı yavaşça açıp kapatmak için ellerinizi kullanmaya devam edin.
-
Pençe Motorunun derece cinsinden açı aralığı hakkında ne fark ediyorsunuz? Açı değerleri artmaya devam ediyor mu, yoksa sınırları var mı?
-
Pençe Motorunun Açı değeri aralığını yazın: Tamamen açıldığında Açı değerinden, tamamen kapalı olduğunda Açı değerine kadar.
-
Pençe açıkken Açı değerleri her zaman aynı mıdır? Pençe kapalıyken Açı değerleri her zaman aynı mıdır? Neden bu olduğunu düşünüyorsun?
Öğretmen Araç Kutusu - Beklenen Yanıtlar
-
Kol Motoru daha geniş bir hareket aralığına sahiptir ve dolayısıyla motorun Açı değeri daha geniş bir derece aralığına sahiptir.
-
Cihaz Menüsü seçildiğinde kol muhtemelen tamamen aşağı pozisyonda olduğundan başlangıç Açısı 0 dereceye ayarlandı. Kol, Clawbot'un arkasına kadar dönebildiği için menzil 0'dan başlar ve birden fazla kez 360 derece geçer. Görüntülenen Açı değeri 360 derecenin üzerine çıkmaya devam etmez ve bunun yerine 0'dan yeniden başlar. Sonuç olarak Dönüş değeri, Kol Motorunun kaç derece döndüğünü hesaplamak açısından da önemlidir. Örneğin, görüntülenen Açı değeri 45 derece olabilir ancak Dönüş değeri 3,12'dir. Bu, Kol Motorunun tamamen 3 kez veya 1080 derece artı 45 derece yani toplam 1125 derece döndüğü anlamına gelir. Bu, Pençe Motorunun sahip olduğundan çok daha geniş bir menzildir.
Öğretmen Araç Kutusu - Durdurun ve Tartışın
Öğrencilerin kol ve pençe motorunda neler gözlemlediğine dair bir tartışma başlatın. Aşağıdaki gibi sorular sorun:
-
Pençenin ve kolun hareket aralıkları neydi? Hep aynı mıydılar?
-
Programlama sırasında bu neden yararlı olsun?
Pençe Motorunun Açısı için bildirilen değer aralıkları her zaman aynı değildi. Aralık 0 ila yaklaşık 70 derece arasındaydı ancak genellikle birkaç derece farklılık gösteriyordu. Kol Motorunun Açısı için bildirilen değer aralıkları da aynı değildi. Kol elle kaldırılıp indirildiğinde 0 ile yaklaşık 1125 derece arasında değişiyordu ancak her seferinde birkaç derece artıp azalıyordu.
Bu, programlama sırasında faydalıdır çünkü programcının, bir motorun limitine ulaşana kadar ne kadar güvenli bir şekilde dönebileceğini bilmesi gerekir. Bu sınırın ötesinde güç verdiği kısma aşırı güç uygulayabilir. Programcının bunu bilmesi önemlidir çünkü motorun açısını ayarlamanın veya hasarı önlemek için motorun dönüşünü sınırlamanın yolları vardır. Derste bundan sonra bu yollardan bazılarını gözden geçireceğiz.
Adım 4: Hareket Aralığıyla Programlama
Pençeler veya kollar gibi alt sistemler genellikle sınırlı bir hareket aralığına sahiptir ve bu da sürekli dönmelerini engeller. Pençeler mekanik bir sınıra ulaşmadan önce ancak belli bir miktar açılıp kapanabilir. Benzer şekilde, bir kolun hareket aralığı genellikle zemin veya robotun gövdesi ile sınırlıdır. Sınırlı hareket aralığına sahip alt sistemlerle çalışırken, ister robotu uzaktan kontrol ediyor olun, ister onu otonom hareket edecek şekilde programlıyor olun, bu aralık içinde kalmak çok önemlidir. Bir alt sistem bir sınıra ulaştığında motorlara güç sağlamaya devam etmek, motor ve bağlı bileşenler üzerinde gereksiz strese neden olacaktır.
Öğretmen İpuçları
Öğrencilere, Adım 3'te pençe ve kolun sınırlı hareket aralıklarını test etmelerini ve deneyimlemelerini sağladığını belirtin. Pençenin hareket aralığı, açılmasında Clawbot'un diğer parçalarıyla, kapanmasında ise pençenin iki tarafının birbirini ittiği noktayla sınırlıdır. Kolun hareket aralığı, indirildiğinde zeminle, tamamen kaldırıldığında ise robotun arka tarafıyla sınırlıdır.
Pençenin ve kolun sınırlı hareket aralığına nasıl ayar yapılacağını öğrenmeden önce, pençeyi ve kolu programlamak için kullanılan bloklara bakalım.
VEXcode IQ'da kolu kaldırıp indirmek ve tırnağı belirli bir konuma açıp kapatmak için kullanılabilecek iki blok vardır.
[Spin for] bloğu ve [Pozisyonuna döndür] bloğu.
-
[Spin for] bloğu, motoru halihazırda bulunduğu yerden seçilen bir mesafe boyunca seçilen yönde döndürür.
-
[Pozisyona dön] bloğu, motorun geçerli konumuna bağlı olarak motoru seçilen konuma döndürür. [Pozisyona dön] bloğu, pozisyona ulaşmak için döndürülecek en iyi yönü belirler.
Bu bloklar ne zaman kullanılacak? Kolunuzu kaldırıp indirmeye programladığınızı, ancak indirirken sıfır derecelik başlangıç pozisyonuna tamamen inmediğini hayal edin. Bunun yerine 15 dereceye kadar düşer. Daha sonra 90 derece yükseltmek için [Spin for] bloğunu kullanırsanız, kol şu anda bulunduğu yerden 90 derece yükselecek ve gerçekten 105 dereceye kadar kaldırılacaktır.
Ancak aynı durumda kol 15 derecedeyse ve 90 dereceye yükseltmek için [Pozisyona döndür] bloğu kullanılırsa kol 75 derece yükselerek istenilen 90 derecelik pozisyona ulaşır.
Bunu anlamak önemlidir, çünkü [Spin for] bloğu kullanılırsa ve kol tamamen indirilmezse veya pençe tamamen kapatılmazsa, kol veya pençe hareket edebileceği sınıra yaklaşabilir.
Robotunuzu daha hassas programlamalarına yardımcı olan [Spin for] ve [Pozisyonuna döndür] blokla birlikte kullanılacak bloklara bakalım.
-
[Set motor timeout] bloğu, konumlarına ulaşamayan hareket bloklarının yığındaki diğer blokların çalışmasını engellemesini önlemek için kullanılır. Konumuna ulaşamayan bir motorun örneği, mekanik sınırına ulaşan ve hareketini tamamlayamayan bir kol veya pençedir.
-
[Spin for] bloğu kullanılırsa ve pençe veya kol hareket aralığı sınırına ulaşırsa ne olur? Kol veya pençe daha fazla hareket edemediği için proje duracak mı?
Blok görevini tamamlayana kadar proje durmayacak. Pençe 100 derece açılmaya çalışıyor ancak 50 dereceden başlayıp hareket aralığının ötesinde dönmeye çalışıyorsa, pençe açılamasa da açılmaya devam edecektir. Bu iyi bir durum değildir çünkü bu, parçaları zorlayabilir ve aküyü tüketebilir.
Bu durumda [Motor zaman aşımını ayarla] blok kullanılabilir. Bu blok, bir motorun mekanik sınırına ulaşması durumunda belirli bir süre sonra projenin geri kalanına devam edebilmesi için bir arıza emniyeti görevi görür.
Aşağıdaki örnekte, pençe 200 derecenin tamamını açtıktan veya üç saniyelik zaman aşımına ulaştıktan sonra robot ileri doğru hareket edecektir.
-
[Motor konumunu ayarla] bloğu, motorun Açı değerini (konumunu) seçilen bir değere ayarlamak için kullanılır. Motorun konumunu sıfırlamak için 0 dereceye de ayarlanabilir.
-
Motorun mevcut açısının ne olduğunu bildiğiniz zaman [Pozisyona dön] bloğunu programlamak daha kolaydır. Ancak bazen kol birkaç derece kaldırıldığında tamamen aşağıdaymış gibi görünebilir.
[Motor konumunu ayarla] blok , motor Açısının olmasını istediğiniz dereceleri ayarlamanıza olanak tanır. Bu, motorun konumunu 0 dereceye sıfırlamak için çok kullanışlıdır.
Aşağıdaki örnekte robotun Kol Motoru, 360 derece konumuna dönüp ileri doğru hareket etmeden önce, o anda nerede olursa olsun 0 dereceye sıfırlanır.
Öğretmen Araç Kutusu - [Motor zaman aşımını ayarla] ve [Motor konumunu ayarla] Blokları
Kol ve pençe motoru [Spin for] ve [Spin to Position] bloklarıyla programlanırken [Set motor timeout] ve [Set motor Position] blokları her zaman gerekli değildir. Bununla birlikte, bir projede daha fazla hareket bloğu olması, motorun Açı değerinde (konumunda) bir miktar sapma olma ihtimalini artırır. Kol ve pençe sıfır dereceye dönmeyebilir ve [Döndürme] veya [Döndürme konumu] blok, kolun veya pençenin mekanik sınırına çarpma riski taşır. Bir projenin başlangıcında [Motor zaman aşımını ayarla] bloğunun ayarlanması veya [Motor pozisyonunu ayarla] bloğunun [Pozisyona dön] bloğundan önce kullanılması, projenin çalışmaya devam etmesini engelleyebilecek arıza güvenliği uygulamaları açısından yararlı olabilir. Mekanik bir sınıra ulaşıldığında motor.
Öğreniminizi Genişletin
Cihaz Menüsü, IQ Clawbot'a bağlı tüm cihazların değerlerini bildirir. Zaman kalırsa öğrencilerin diğer motorlar ve cihazlar için bildirilen değerleri keşfetmelerine izin verin. Örneğin, Bağlantı Noktası 2'deki Dokunmatik LED, Basıldığını veya Bırakıldığını, LED'in AÇIK mı yoksa KAPALI mı olduğunu ve LED'in o anda hangi renkte olduğunu bildirir. Bunların hepsi projeleri programlarken kullanılabilecek sensör okumalarıdır.
Öğrencilerden her cihazın durumunu değiştirerek bu değerleri keşfetmelerini ve değiştirmelerini isteyin. Örneğin, ne zaman Basıldığını, LED'in AÇIK olduğunu ve LED'in o anda hangi renkte yandığını rapor ettiğini görmek için Dokunmatik LED'e art arda basın.