Arka plan
Bu Ünitede öğrenciler, verinin ne olduğu ve sensörlerin gerçek dünya problemlerini çözmek için kullanılabilecek verileri nasıl ürettiği konusunda bir anlayış geliştirecekler. Köprü denetçileri olarak görev yapacaklar ve GO Kod Tabanındaki Göz Sensörünü kullanarak "köprüleri" tarayıp, Göz Sensöründen gelen verileri kullanarak çatlakları tespit edecekler. Öğrenciler, köprü güvenliği hakkında sonuçlara varmak için verileri analiz etmeyi ve hangi köprülerin özellikle onarılması gerektiğine dair hipotezler oluşturmak ve test etmek için verileri bilimsel yöntemle birlikte nasıl kullanacaklarını öğrenecekler. Verilere dayalı sonuçlarını Köprü İnceleme Raporu'nda bildirecekler.
Veri Nedir?
Veri, referans veya analiz amacıyla toplanan ve kullanılan bilgidir. Öğrencilerin günlük hayatta etkileşimde bulunduğu pek çok farklı veri türü bulunmaktadır. Hava durumunu kontrol etmekten, ne giyeceğinize karar vermeye, seyahat için GPS kullanmaya kadar, veriler sürekli olarak hayatımızda yer alıyor. Profesyonel ortamlarda veriler, iş stratejilerinden tıbbi teşhislere kadar her şeye bilgi sağlar. Bu Ünitede öğrenciler VEX GO ile ilgili verilere odaklanacaklardır.
Bir sensör, çevresindeki dünya hakkında veri raporlar. Sensör verileri bir robotun karar alması için kullanılabilir veya bir iddiayı desteklemek veya çürütmek amacıyla toplanıp kanıt olarak sunulabilir. Bu Ünitede öğrenciler Göz Sensörü verilerini toplamayı ve daha sonra kendilerine verilen bir iddiayı test etmek için verileri kullanmayı öğrenirler. Ünite boyunca, Veri Toplama Sayfaları kullanarak verileri kaydeder ve sunarlar ve verilerini Köprü Denetim Raporlarında görüntülerler. Ünitenin sonunda kendi iddialarını ortaya koyacaklar, iddiayı test etmek için sensör verilerini toplayacaklar ve toplanan verileri iddialarının doğru olup olmadığını belirlemek için kanıt olarak kullanacaklar. Bu Ünite sensör verilerine odaklansa da, verileri toplamak, düzenlemek, yorumlamak ve daha sonra bunları bir iddiayı desteklemek için kullanmak, öğrencilerin akademik disiplinler arasında kullanacakları değerli bir beceridir.
Sensör Nedir?
Sensör, bir robotun veya cihazın etrafındaki dünyayı anlamasına yardımcı olan bir cihazdır. Bunu, çevresinden gelen girdileri toplayıp, okunup anlaşılabilecek bir biçime dönüştürerek yapar. Her gün sensörlerle etkileşim halindeyiz. Yaygın bir örnek olarak süpermarketlerdeki otomatik kapılar gösterilebilir. Kapının üstüne yerleştirilen hareket sensörü mikrodalga sinyalleri veya ultrasonik dalgalar yayar ve bu sinyaller sensöre geri yansır. Bir kişi kapıya yaklaştığında dalgalar kesintiye uğrar ve geri dönen sinyallerin düzeni değişir. Sensör bu değişimi algılıyor ve kapının kontrol mekanizmasına elektrik sinyali göndererek açılmasını sağlıyor.
Öğrencilerin bir robot kodlamayı başarıyla öğrenebilmeleri için, kullandıkları sensörlerin nasıl çalıştığını anlamaları gerekir; çünkü bir sensörün verileri, aldığı girdi kadar iyidir. Otomatik kapı örneğimizde, kapıdaki sensör, şiddetli yağmur nedeniyle kapıya geri yansıyan ultrasonik dalgalarda bir değişiklik tespit ederse, mağazaya kimse girmese bile kapı açılacaktır.
Kapı sensörünün nasıl çalıştığını anlamak, sorunu gidermek için sorun gidermeye olanak tanır. Belki de mağazanın kapısına daha büyük bir tente eklemek, sensörün yağmurdan etkilenmesini önleyebilir. Aynı durum robot kodlamayı öğrenen öğrenciler için de geçerlidir. Kodlama sırasında beklenmeyen sensör verileri, robotun öğrencilerin tahmin edemediği şekilde davranmasına neden olabilir ve bazen robotun veya sensörün bozuk olduğunu düşünmelerine yol açabilir. Öğrenciler, bunu önlemek ve bir kodlama projesinde sorun gidermeye yönelik bir temel oluşturmak için sensörlerin bilgiyi nasıl elde ettiğini ve raporladığını anlamalıdır.
Bu ünitede öğrenciler veri toplamak için Göz Sensörünü kullanacaklar. Students will need to know how the Eye Sensor collects data in order to use the data successfully to answer questions. Bu anlayış, öğrencilerin gelecekte Göz Sensörünü kullanarak daha karmaşık projeler inşa etmelerine ve hata ayıklamalarına da olanak tanıyacak.
VEX GO Göz Sensörü
VEX GO Göz Sensörü Nasıl Çalışır?
VEX GO Göz Sensörü renkleri algılamıyor. Bunun yerine, bir nesnenin yakınında olup olmadığını algılar ve eğer yakındaysa, o nesnenin dijital renk tonu değerini görüntüler. Sensör beyaz ışık yayarak çalışıyor. Daha sonra ışık nesne tarafından geri yansıtılır ve Göz Sensörü yansıyan ışıktaki renklerin yoğunluğunu ölçer. Sensör, VEXcode GO Monitöründe raporlanan bir renk tonu değerini belirlemek için bu yoğunluk seviyelerine dayalı bir hesaplama gerçekleştirir. Bir rengi belirlemek için renk tonu tablosu kullanılarak renk tonu değeri yorumlanabilir.
Göz Sensörünü, robotun algılanan renge göre bir davranış sergilemesini (örneğin mavi algılandığında sağa dönmesini) gerektiren bir projede kullanmış olabilirsiniz. Bunun için sensörün belirlediği renk tonu değeri, kırmızı, mavi ve yeşil için önceden belirlenen aralıklarla karşılaştırılır. Eğer değer bu aralıktaysa 'True' olarak raporlanacak; eğer değilse 'False' olarak raporlanacaktır. Sensör halarenkkırmızı, mavi veya yeşili algılamıyor; sayısal verileri bilinen değer aralıklarıyla karşılaştırıyor ve esasen verileri bizim için renklere 'dönüştürüyor'.
Sensör Verilerini Görüntüleme
Göz Sensörü tarafından bildirilen veriler, bir proje çalışırken Monitör Konsolunda görülebilir. Sensör verilerini Monitörde görüntülemek için, Araç Kutusu'ndan bir algılama bloğunu Monitör Simgesine sürükleyin. Göz rengi derece cinsinden bir renk değeri olarak gösterilecek ve öğrenciler bunu Renk Tablosu ile karşılaştırarak Göz Sensörünün algıladığını düşündüğü rengi belirleyebilecekler.
Sensör değerlerinin nasıl izleneceğine dair bir hatırlatma için istediğiniz zaman Nasıl İzlenirdüğmesini seçin.
Renk Tonu Tablosu
Renk Tonu Tablosu, Göz Sensörü tarafından bildirilen her rengin sayısal değerlerini gösterir. Renk tonu değeri 0 ile 360 derece arasında değişir, kırmızıdan başlar ve dairesel grafikte gökkuşağı düzeninde hareket eder. Bazen algılanan renk tonu değeri, ortamda gördüğünüz renkle uyuşmayabilir. Bu durum sensörün etrafındaki ortam ışığının kalitesinden kaynaklanıyor olabilir ve sensörün arızalı olduğu anlamına gelmez.
Ortam Işığı ve Göz Sensörü
Renk yansıyan ışık olduğundan, ortam ışığı (sensörün kullanıldığı alanda bulunan ışık) sensör tarafından bildirilen renk tonu değerini etkileyecektir. Örneğin, yeşil bir VEX GO Beam, Renk Tablosu'nda 'sarı' alana düşen '57' sayısını raporlayabilir. Bu durum sensör arızasından değil, sensörün etrafındaki ortam ışığından kaynaklanmaktadır. Aynı sınıftaki farklı öğrenciler için renk tonu değerleri, aynı nesneyi Göz Sensörü ile tarıyor olsalar bile farklı şekilde okunabilir. Bu tamamen öğrencilerin bulunduğu ortamdaki ışık miktarına bağlıdır. Örneğin, bir pencerenin yakınında veya özellikle bulutlu bir günde oturmak, sensörün renk değeri verilerini raporlama şeklini değiştirebilir.
1. Laboratuvarda öğrenciler VEXcode GO Monitöründe sayısal Göz Sensörü verilerini görüntüleyecekler. Göz Sensörü'nü kullanarak taradıkları farklı köprü bölümlerinden gelen verileri kaydedecekler ve sayısal verileri Renk Tablosu ile eşleştirecekler. Daha sonra Eye Light kullanılarak ve kullanılmadan sensörün bildirdiği değerler karşılaştırılacak. Bu değerler farklı olacaktır çünkü sensör tarafından algılanan nesneyi aydınlatan ışık miktarı arttıkça yansıyan ışığın yoğunluğu değişecek ve dolayısıyla raporlanan renk tonu değeri değişecektir. Bu, öğrencilerin Göz Sensörünün bilgiyi nasıl algıladığına dair anlayışlarını geliştirmelerine yardımcı olacaktır.
Siyah, Beyaz ve Gri
Öğrenciler siyah, beyaz veya gri için bildirilen renk tonu değerlerinin (Tıpkı Fayans üzerindeki renkler gibi) güvenilir olmadığını fark edebilirler. Çünkü siyah özünde rengin yokluğu, beyaz ise özünde tüm renklerin birleşimidir. Bu fikri Ton Tablosu ile karşılaştırdığınızda, tüm renkler veya sıfır renk için bir seçenek mevcut değildir. Bu nedenle bildirilen renk tonu değeri, algıladığımız renkle uyuşmayabilir.
VEX GO Projelerini İndirme ve Açma
Bazı Laboratuvarlarda öğrencilere Yazdırma Konsoluna veri yazdırmaları için projeler verilecektir. Bu projeler derse başlamadan önce indirilmeli, böylece ihtiyaç duyulduğunda açılıp kullanılabilmelidir. Bunları öğrenciler için indirmeyi veya öğrencilerin bunları kendilerinin indirmesini seçebilirsiniz. Projelere ait dosyalar malzeme listesinde yer almaktadır. İndirilen projelerin nasıl yükleneceği ve açılacağı hakkında daha fazla bilgi edinmek için şu cihaz özel VEX Kütüphanesi makalelerine bakın: