Arka plan
Tasarımcılar, Mühendisler ve Bilgisayar Bilimcileri her gün karşılaşılan sorunları çözen çözümler üretirler. Bu Geçit Töreni ünitesinde, öğrenciler gerçek bir problemi çözmek için Mühendislik Tasarım Sürecini kullanacaklar. Öğrenciler, gerçek dünyadaki geçit töreni rotası engellerini taklit eden bir labirentte hareket edebilen otonom bir robot geçit töreni aracının nasıl tasarlanacağını, inşa edileceğini ve kodlanacağını keşfedecekler.
Geçit töreni aracı nedir?
geçit töreni çoğunlukla kostümler giymiş, birlikte yürüyen büyük veya küçük bir grup insanın, bando ve şamandıraların takip ettiği yürüyüştür. geçit töreni arabası , bir araç üzerine inşa edilmiş veya bir aracın arkasında çekilen süslü bir platformdur. Geçit törenleri genellikle bir bayramda veya birini onurlandırmak için düzenlenir ve genellikle bir tür kutlamadır.
Jet Propulsion Lab'ın Fırlatılmasına
Tekrarlama
Tekrar tekrarlama eylemi veya süreci olarak tanımlanır. Bizim amaçlarımız açısından yineleme, ürünlerin bir mühendislik problemini etkili bir şekilde çözene kadar planlandığı, oluşturulduğu, test edildiği ve iyileştirildiği sistematik, döngüsel bir tasarım döngüsüdür. Yineleme, ürünlerin tasarım ekibi tarafından belirlenen kriterleri karşılayana kadar prototiplendiği, test edildiği, rafine edildiği ve tekrar prototiplendiği EDP'nin bir parçasıdır. Yinelemek, ürün tasarımınızı geliştirmektir.
Bu ünitede öğrenciler, bolluklarının ilk tasarımını hayata geçirecek, tasarım ve nasıl geliştirileceği hakkında tartışacaklardır. Tasarımdan memnun kalana ve proje gereksinimlerini karşılayana kadar değişiklikler yapacak, test edecek ve yeniden geliştirecek, bu döngüyü tekrarlayacak veya yineleyeceklerdir.
Mühendislik Tasarım Süreci
Öğrenciler, bir geçit töreni şamandırası tasarlamak ve inşa etmek için Mühendislik Tasarım Sürecini (EDP) kullanacaklardır. EDP, mühendislerin problemlere çözüm bulmak için izledikleri bir dizi adımdır. Genellikle çözüm, belirli kriterleri karşılayan veya belirli bir görevi yerine getiren bir ürün tasarlamayı içerir.
EDP aşağıdaki adımlara ayrılabilir: ÇÖZÜM → GELİŞTİRME → OPTİMİZASYONUNU TANIMLAYIN.
- Mühendislik problemlerinin tanımlanması, çözülecek problemin başarı kriterleri ve kısıtlar veya sınırlar açısından mümkün olduğunca açık bir şekilde belirtilmesini içerir.
- Mühendislik problemlerine çözüm tasarlamak, bir dizi farklı olası çözüm üretmekle başlar, ardından hangilerinin problemin kriterlerini ve kısıtlamalarını en iyi şekilde karşıladığını görmek için potansiyel çözümleri değerlendirir.
- Tasarım çözümünü optimize etmek, çözümlerin sistematik olarak test edildiği ve rafine edildiği ve daha önemli olanlar için daha az önemli özelliklerin takas edilmesiyle nihai tasarımın iyileştirildiği bir süreci içerir.
EDP doğası gereği döngüsel veya yinelemeli . Bir ürünü veya süreci yapma, test etme ve analiz etme ve rafine etme sürecidir. Test sonuçlarına dayanarak, yeni yinelemeler oluşturulur ve tasarım ekibi sonuçlardan memnun olana kadar değiştirilmeye devam edilir.
Bu ünitede, öğrenciler EDP'yi robotik bir geçit töreni şamandırası hayal etmek, planlamak ve inşa etmek için kullanacaklar. İlk kurulumdan sonra, gruplar tasarım kriterlerini ve kısıtlamalarını karşılamak için bolluk tasarımlarını test edecek ve geliştireceklerdir.
Sözde kod nedir?
Sözde kod, kodun sözlü ve yazılı açıklamalarını birleştiren bir kodlama kısaltmasıdır.
Çoğu zaman, öğrenciler bir çözüm bulma yollarını "tahmin edebilir ve kontrol edebilir ". Ancak bu, kodlama kavramlarının kavramsal bir anlayışını oluşturmalarıyla sonuçlanmaz. Sözde kod yazma, öğrencilerin yüzeysel düzeyde bir kodlama anlayışının ötesine geçerek daha kavramsal bir anlayışa geçmelerine yardımcı olur. Sözde kodlama, öğrencilerin kodlamaya başlamadan önce kodlama çözümleri hakkında kavramsal olarak düşünmelerini gerektirir. Öğretmenler, öğrencilere sorarak sahte kodu öğrencilerle tartışmalıdır:
- Projelerinin neyi başarmasını istiyorlar?
- Projenin amacını veya hedefini kısa spesifik ifadelere nasıl ayıracaksınız?
Bu örnekte, öğrencilerden robotun ilerlemesini, bir duvarı algılamasını, sağa dönmesini ve ardından tekrar ilerlemesini istemek için bir sözde kod oluşturmaları istenirse, bu aşağıdaki gibi olacaktır:
- Robotu bir duvardan 50 mm uzaklaşana kadar ileri sürün
- Robotu durdur
- Robotu 90 derece döndür
- Robotu durdur
- 600 mm ileri sürüş
Bir sözde kod oluşturulduktan sonra, öğrenciler daha sonra robota sözde kodlarının her adımını nasıl başarıyla tamamlayacakları konusunda talimat vermek için kodu oluşturacaklardır.
Ayrıştırma
Ayrıştırma, karmaşık bir sorunu daha yönetilebilir ve anlaşılması daha kolay davranışlara bölmeyi içerir. Sorunu daha küçük parçalara ayırmak, her parçanın daha ayrıntılı olarak incelenebileceği ve daha kolay çözülebileceği anlamına gelir. Örneğin, bir öğrenci robotunun bir kare içinde hareket etmesini istiyorsa, robotunu daha küçük komutlara bölmesi gerekir. İlk başta komutları daha küçük bileşenlere ayıramayabilecekleri için, öğrencilerin alıştırma yapmaları için kırılım sürecini hassaslaştırmak önemlidir:
| Kare bir kırılımda hareket edin 1 | Kare bir kırılımda hareket edin 2 | Kare bir kırılımda hareket edin 3 |
|---|---|---|
|
|
|
Sıralama
Sıralama , davranışların bir algoritmada veya bir dizi talimatta gerçekleştirildiği belirli bir sıradır. Bir eylem veya olay, bir sıradaki bir sonraki sıralı eyleme yol açar. Öğrencilerin robotlarını doğru bir şekilde kodlayabilmeleri için sıralama önemlidir.
Bir robota tam ve kesin olarak nasıl hareket edeceğini söyleyebilmek için hem ayrıştırmaya hem de dizilemeye ihtiyaç vardır. İlk olarak, bir labirentte nasıl gezinileceği gibi sorun daha küçük artışlara ve davranışlara ayrıştırılacaktır. Daha sonra, bu davranışlar belirlendikten sonra, doğru sıraya göre düzenlenmeleri gerekir. Bu önemlidir, çünkü robot sadece kodlandığı şekilde hareket edecektir.
Öğrenciler, bir geçit töreni labirentinde hareket etmek için geçit töreni şamandıralarını kodlayacak. Geçit töreni labirentinde gezinmek için şamandıralarının doğru sırada ileri, geri, sola ve sağa hareket etmesi için projelerindeki komutları sıralaması gerekecektir.
VEXcode GO nedir?
VEXcode GO, VEX GO robotlarıyla iletişim kurmak için kullanılan bir kodlama ortamıdır. Öğrenciler, robot eylemlerini kontrol eden VEXcode GO projeleri oluşturmak için sürükle ve bırak arayüzünü kullanırlar. Her bloğun amacı, şekli, rengi ve etiketi gibi görsel ipuçları kullanılarak tanımlanabilir.
Bu ünitede aşağıdaki VEXcode GO blokları kullanılacaktır:
[Sürüş] - Aktarma Organlarını belirli bir mesafe boyunca ileri veya geri hareket ettirir. Aktarma organlarının hangi yönde hareket edeceğini seçin ve ovalde bir değer girerek ne kadar ilerleyeceğini ayarlayın.
[Döndür] - Aktarma Organlarını belirli bir derece kadar sola veya sağa döndürür. Aktarma organlarının döneceği yönü seçin ve ovalde bir dizi derece girerek ne kadar ilerleyeceğini ayarlayın.
[Bekle] - Bir sonraki bloğa geçmeden önce belirli bir süre bekler.
[Yorum] - programcıların projelerini açıklamalarına yardımcı olmak için bilgi yazmalarına izin verir. Yorumlar projeyi veya etrafındaki blokları değiştirmez.
[Döndür] - Motoru, bulunduğu yerden belirli bir mesafe boyunca belirli bir yönde döndürür.
- Varsayılan olarak, diğer bloklar Motor hareket edene kadar bekleyecektir. Genişletmek için oku seçebilirsiniz "ve beklemeyin" - bu, Motor veya Motor Grubu hareket ederken diğer blokların çalışmaya devam etmesine neden olur.
"ve bekleme" ile VEXcode GO'yu sınıfınızda kullanmaya başlamak için, VEX Classroom Uygulamasını bir öğretmenin cihazına indirin, ardından GO Brain ürün yazılımını nasıl güncelleyeceğinizi, GO Brains'i nasıl yeniden adlandıracağınızı ve bulacağınızı ve GO Brains Pillerini sınıfınızda nasıl izleyeceğinizi öğrenmek için VEX Classroom Uygulamasını Kullanma makalesindeki adımları izleyin. VEXcode GO hakkında daha fazla bilgi için VEX ROBOTİCS VEX Kütüphanesi'nin VEXcode GO bölümünü ziyaret edin.