Hareket Aralığı
Öğretmen Araç Kutusu
-
Etkinlik Özeti
-
Bu keşif, öğrencilere mekanik hareket aralığı kavramını ve kol ve pençe kullanılarak nasıl keşfedilebileceğini tanıtacaktır.
-
Öğrenciler ayrıca kolu ve pençeyi güvenli bir şekilde programlamak için kullanılabilecek farklı blokları keşfedeceklerdir.
Hareket aralığını keşfedelim!
Bu keşif, kolun ve pençenin uzatabileceği minimum ve maksimum dereceleri görmenizi sağlayacaktır.
- Gerekli donanıma ve mühendislik defterinize sahip olduğunuzdan emin olun.
| Adet | Gerekli Malzemeler |
|---|---|
| 1 |
VEX IQ Süper Kit |
| 1 |
VEXcode IQ |
| 1 |
Mühendislik Defteri |
Öğretmen İpuçları
Öğrenciler için sorun giderme adımlarının her birini modelleyin.
Adım 1: Keşfe Hazırlık
Etkinliğe başlamadan önce, bu öğelerin her birini hazır bulunduruyor musunuz? Yapımcı aşağıdakilerin her birini kontrol etmelidir:
-
Tüm motorlar ve sensörler doğru bağlantı noktalarına takılı mı?
-
Akıllı kablolar tüm motorlara ve sensörlere tam olarak takılmış mı?
-
Beyin açıkmı?
-
Pil şarjlımı?
Öğretmen İpuçları
-
Bu, VEX IQ Brain'de gezinme ile ilgili bir başlangıç etkinliği olduğundan, öğretmen adımları modellemeli ve ardından öğrencilerden aynı eylemleri tamamlamalarını istemelidir. Öğretmen daha sonra adımları doğru takip ettiklerinden emin olmak için öğrencileri izlemelidir.
-
Ayarlar menüsünden Cihaz Bilgisi'ni seçmeden önce öğrencilerin pençeyi parmaklarıyla nazikçe ve dikkatlice açtıklarından emin olun. Bu, pençenin en çok açıldığı nokta olarak 0 dereceyi ayarlamasını sağlar.
2. Adım: Cihaz Menüsü
Robot Beynini açarak ve Ayarlar menüsüne gitmek için X Düğmesini seçerek başlayın.
Pençe Robotun Pençesini parmaklarınızı kullanarak nazikçe tamamen açın.
Ayarlar menüsü açıldığında, Cihaz Menüsünü açmak üzere Cihaz Bilgilerini seçmek için Beyin üzerindeki Yukarı ve Aşağı düğmelerini kullanın.
Cihaz Menüsü ekranı, o bağlantı noktasına bağlı olan cihaz hakkındaki bilgileri görüntüler. IQ Brain'de 12 bağlantı noktası vardır. Pençe Motoru olan Bağlantı Noktası 11 Motoruna gitmek için okları
kullanın.
- Port 11 Motor: Pençe Motoru.
- Hız: Motorun ne kadar hızlı döndüğünü (dakika başına devir cinsinden) gösterir.
- Açı: Motorun mevcut konumunu derece cinsinden gösterir.
- Turns: 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 yeni tamamlanan adımları gözden geçirmelerini sağlamak için iyi bir noktadır.
Adım 3: Pençe ve Kol Hareketini Keşfetme
-
Cihaz Menüsünü açmadan önce pençenizi tamamen açtıysanız, Pençe Motoru Cihaz Menüsünde görüntülendiği gibi tamamen açık konumunu 0 derece olarak kabul etmiştir.
Mühendislik defterinizde, yanları hafifçe birbirine iterek tırnağı kapattığınızda Bağlantı Noktası 11 Motorunun (Pençe Motoru) değerlerinin ne olacağını tahmin edin. Pençe kapatıldığında derece cinsinden Açı değeri ne olacaktır?
-
İpucu: Bildirilen değer aşağıdaki resimde gösterilenle aynı olmayacaktır.
-
-
Pençeyi nazikçe 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 açmışlarsa, tamamen açılmış pozisyon 0 derecedir. Pençeyi kapattıktan sonra, Pençe Motoru yaklaşık 70 derecelik bir açıya sahip olmalıdır.
- Açının değiştiğini görebilmeniz için pençeyi hafifçe 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 Motoru için Açı değerinin aralığını yazın: tamamen açıldığında Açı değeri tamamen kapandığında Açı değerine.
- Pençe açıkken Açı değerleri her zaman aynı mı? Pençe kapatıldığında Açı değerleri her zaman aynı mıdır? Sence neden böyle?
Öğretmen Araç Kutusu
-
Beklenen Cevaplar
-
Kol Motoru daha geniş bir hareket aralığına ve dolayısıyla motorun Açı değerinin daha geniş bir derece aralığına sahiptir.
-
Cihaz Menüsü seçildiğinde kolun tamamen aşağı konumda olması muhtemel olduğundan, başlangıç Açısı 0 dereceye ayarlandı. Kol, Clawbot'un arkasına kadar tüm yolu dönebildiğinden, aralık 0 'da başlar ve bir kereden fazla 360 derece geçer. Görüntülenen Açı değeri 360 derecenin üzerine çıkmaya devam etmez ve bunun yerine 0 'da yeniden başlar. Sonuç olarak, Dönüş değeri, Kol Motorunun döndürdüğü derece sayısını bulmak için de önemlidir. Örneğin, görüntülenen Açı değeri 45 derece olabilir, ancak Dönüş değeri 3.12 'dir. Bu, Arm Motorunun toplam 1125 derece için tamamen 3 kez veya 1080 derece artı 45 derece döndüğü anlamına gelir. Bu, Pençe Motorunun sahip olduğundan çok daha büyük bir menzil.
Öğretmen Araç Kutusu
-
Dur ve Tartış
Öğrencilerin kol ve pençe motorundan gözlemledikleri hakkında bir tartışma başlatın. Aşağıdaki gibi sorular sorun:
-
Pençenin ve kolun hareket aralıkları neydi? Hep aynı mıydılar?
-
Programlama yaparken bu neden yardımcı olur?
Pençe Motorunun Açısı için bildirilen değer aralığı her zaman aynı değildi. Aralık 0 ila yaklaşık 70 derece arasındaydı, ancak genellikle birkaç derece farklılık gösteriyordu. Kol Motorunun Açısı için bildirilen değer aralığı da aynı değildi. Kol elle kaldırılıp indirildiğinde, 0 ila yaklaşık 1125 derece arasında değişiyordu, ancak her seferinde birkaç derece arttı veya azaldı.
Bu, programlama yaparken yararlıdır, çünkü programcının bir motorun sınırına ulaşana kadar ne kadar güvenli bir şekilde dönebileceğini bilmesi gerekir. Bu sınırın ötesinde, güç verdiği kısma aşırı güç uygulayabilir. Bu, programcının bilmesi için önemlidir, çünkü motorun açısını ayarlamanın veya hasarı önlemek için motorun dönüşlerini sınırlamanın yolları vardır. Ders, bundan sonra bu yollardan bazılarını gözden geçirecektir.
Adım 4: Hareket Aralığıyla Programlama
Pençeler veya kollar gibi alt sistemler genellikle sürekli dönmelerini önleyen sınırlı bir hareket aralığına sahiptir. Pençeler ancak mekanik bir sınıra ulaşmadan önce çok fazla açılabilir veya kapanabilir. Aynı şekilde, bir kolun hareket aralığı genellikle robotun kendisi veya gövdesi ile sınırlıdır. Sınırlı bir hareket aralığına sahip alt sistemlerle çalışırken, robotu uzaktan kontrol edip etmediğinize veya otonom olarak hareket edecek şekilde programlayıp programlamadığınıza bakılmaksızın, bu aralıkta kalmak çok önemlidir. Bir alt sistem bir sınıra ulaştığında motorlara güç sağlamaya devam etmek, motor ve bağlı bileşenler üzerinde gereksiz gerilime neden olacaktır.
Öğretmen İpuçları
Öğrencilere 3. Adımın pençe ve kolun sınırlı hareket aralıklarını test etmelerini ve deneyimlemelerini sağladığını belirtin. Pençenin hareket aralığı, açıklığında Pençe Robotunun diğer parçalarıyla sınırlıdır ve kapanışında pençenin iki tarafının birbirini ittiği nokta ile sınırlıdır. Kolun hareket alanı, indirildiğinde zemin ve tamamen kaldırıldığında robotun arka tarafının üst kısmı ile sınırlıdır.
Pençe ve kolun sınırlı hareket aralıklarına nasıl ayarlanacağını öğrenmeden önce, pençe ve kolu programlamak için kullanılan bloklara bakalım.
VEXcode IQ'da kolu kaldırmak ve indirmek ve pençeyi belirli bir konuma açmak ve kapatmak için kullanılabilecek iki blok vardır. [Spin
for] bloğu ve [Spin to position] bloğu.
- [Spin for] bloğu, bir motoru şu anda bulunduğu yerden seçilen bir mesafe için seçilen bir yönde döndürür.
- [Spin to position] bloğu, motorun mevcut konumuna bağlı olarak bir motoru seçilen bir konuma döndürür. [Spin to position] bloğu, pozisyona ulaşmak için döndürülecek en iyi yönü belirler.
Bu bloklar ne zaman kullanılır? Kolunuzu kaldırıp indirecek şekilde programladığınızı hayal edin, ancak alçaldığında, sıfır derecelik başlangıç pozisyonuna tamamen geri inmez. Bunun yerine, tekrar 15 dereceye kadar alçalır. Daha sonra [Spin for] bloğunu 90 derece yükseltmek için kullanırsanız - kol şu anda olduğu yerden 90 derece yükselecek ve gerçekten 105 dereceye kadar yükseltilecektir.
Bununla birlikte, aynı durumda, kol 15 derecedeyse ve [Pozisyona döndür] bloğu 90 dereceye yükseltmek için kullanılırsa, kol 90 derecelik istenen pozisyona ulaşmak için 75 derece yükselecektir.
Bunu anlamak önemlidir, çünkü [Spin for] bloğu kullanılırsa ve kol tam olarak indirilmezse veya pençe tam olarak kapatılmazsa, kol veya pençe ne kadar hareket edebileceği için sınırına yaklaşabilir.
Robotunuzu daha hassas bir şekilde programlamalarına yardımcı olan [Spin for] ve [Spin to position] bloklarıyla kullanılacak bloklara bakalım.
- [Set motor timeout] bloğu, pozisyonlarına ulaşmayan hareket bloklarının yığındaki diğer blokların çalışmasını engellemesini önlemek için kullanılır. Konumuna ulaşmayan bir motorun örneği, mekanik sınırına ulaşan ve hareketini tamamlayamayan bir kol veya pençedir.
- Bir [Spin for] bloğu kullanılırsa ve pençe veya kol hareket aralığı için sınırına ulaşırsa ne olur? Kol veya pençe daha fazla hareket edemediği için proje duracak
mı? Blok görevini tamamlayana kadar proje durmayacaktır. Pençe 100 derece açmaya çalışıyor ama 50 dereceden başlıyorsa ve hareket aralığının ötesinde dönmeye çalışıyorsa, açamasa da açmaya devam edecektir. Bu iyi bir durum değildir, çünkü bu parçaları zorlayabilir ve pili boşaltabilir. Bu
durumda, [Set motor zaman aşımı] bloğu kullanılabilir. Bu blok arıza güvenlik görevi görür, böylece bir motor mekanik sınırına ulaşırsa, belirli bir süre sonra projenin geri kalanına devam edebilir. Aşağıdaki
örnekte, pençe tam 200 derece açıldıktan veya üç saniyelik zaman aşımına ulaştıktan sonra robot ileri doğru hareket edecektir.
- [Motor konumunu ayarla] bloğu, motorun Açı değerini (konumu) seçilen bir değere ayarlamak için kullanılır. Motorun konumunu sıfırlamak için 0 dereceye de ayarlanabilir.
- Şu anda motorun açısının ne olduğunu bildiğinizde bir [Spin to position] bloğunun programlanması daha kolaydır. Ancak bazen, kol birkaç derece kaldırıldığında tamamen aşağıdaymış gibi görünebilir. [Set motor
position] (Motor konumunu ayarla) bloğu, motorun Açısının olmasını istediğiniz dereceleri ayarlamanızı sağlar. Bu, motorun konumunu 0 dereceye sıfırlamak için çok kullanışlıdır
. Aşağıdaki örnekte, robotun Kol Motoru, 360 derece pozisyona dönmeden ve ileri gitmeden önce şu anda nerede olursa olsun 0 dereceye sıfırlanır.
Öğretmen Araç Kutusu
- [Motor zaman aşımını ayarla] ve [Motor konumunu ayarla] Blokları
Kol ve pençe motorunu [Spin for] ve [Spin to position] bloklarıyla programlarken [Set motor timeout] ve [Set motor position ] blokları her zaman gerekli değildir. Bununla birlikte, bir proje içindeki daha fazla hareket bloğu, motorun Açı değerinde (pozisyonunda) bir sapma olma olasılığını artırır. Kol ve pençe sıfır dereceye geri dönmeyebilir ve kolun veya pençenin mekanik bir sınırına karşı [Spin for] veya [Spin to position] blok riski oluşabilir. Bir projenin başlangıcında [Set motor timeout] bloğunu ayarlamak veya bir [Spin to position] bloğundan önce bir [Set motor position] bloğu kullanmak, mekanik bir sınıra ulaşılırsa projenin motoru çalıştırmaya devam etmesini engelleyebilecek yararlı arıza güvenlik uygulamaları olabilir.
Öğrenmenizi Genişletin
Cihaz Menüsü, IQ Clawbot'a bağlı tüm cihazların değerlerini bildirir. Zaman izin veriyorsa, öğrencilerin diğer motorlar ve cihazlar için bildirilen değerleri keşfetmelerine izin verin. Örneğin, Bağlantı Noktası 2 'deki Dokunmatik LED, Basılı veya Bırakılmış olup olmadığını, LED'in açık veya KAPALI olup olmadığını ve LED'in renginin şu anda ne olduğunu bildirir. Bunların hepsi projeler programlanırken kullanılabilecek sensör okumalarıdır.
Öğrencilerden her cihazın durumunu değiştirerek bu değerleri keşfetmelerini ve manipüle etmelerini isteyin. Örneğin, Dokunmatik LED'İN ne zaman Basıldığını, LED'in ne zaman açık olduğunu ve LED'in şu anda hangi renkte yandığını görmek için LED'e art arda basın.