Lý lịch
Trong Đơn vị này, học sinh sẽ hiểu dữ liệu là gì và cách cảm biến tạo ra dữ liệu có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề thực tế. Họ sẽ hoạt động như những thanh tra viên cầu và sử dụng Cảm biến mắt trên Cơ sở mã GO để quét "cầu" nhằm phát hiện vết nứt bằng cách sử dụng dữ liệu từ Cảm biến mắt. Họ sẽ học cách phân tích dữ liệu để đưa ra kết luận về độ an toàn của cầu và cách sử dụng dữ liệu cùng với phương pháp khoa học để đưa ra và kiểm tra giả thuyết về những cây cầu cụ thể cần sửa chữa. Họ sẽ báo cáo kết quả dựa trên dữ liệu của mình trong Báo cáo kiểm tra cầu.
Dữ liệu là gì?
Dữ liệu là thông tin được thu thập và sử dụng để tham khảo hoặc phân tích. Có nhiều loại dữ liệu khác nhau mà học sinh phải tương tác hàng ngày. Từ việc kiểm tra dự báo thời tiết đến quyết định mặc gì, cho đến sử dụng GPS để đi du lịch, dữ liệu luôn hiện diện. Trong môi trường chuyên nghiệp, dữ liệu cung cấp thông tin cho mọi thứ, từ chiến lược kinh doanh đến chẩn đoán y tế. Trong Đơn vị này, sinh viên sẽ tập trung vào dữ liệu liên quan đến VEX GO.
Cảm biến báo cáo dữ liệu về thế giới xung quanh nó. Dữ liệu cảm biến có thể được sử dụng để robot đưa ra quyết định hoặc có thể được thu thập và trình bày làm bằng chứng nhằm hỗ trợ hoặc bác bỏ một tuyên bố. Trong Đơn vị này, học sinh sẽ học cách thu thập dữ liệu Cảm biến mắt và sau đó sử dụng dữ liệu để kiểm tra tuyên bố được đưa ra cho mình. Trong suốt Đơn vị, họ ghi lại và trình bày dữ liệu bằng cách sử dụng Phiếu thu thập dữ liệu và hiển thị dữ liệu của họ trong Báo cáo kiểm tra cầu. Đến cuối đơn vị, họ sẽ đưa ra tuyên bố của riêng mình, thu thập dữ liệu cảm biến để kiểm tra tuyên bố và sử dụng dữ liệu thu thập được làm bằng chứng để xác định xem tuyên bố của họ có đúng hay không. Mặc dù Đơn vị này tập trung vào dữ liệu cảm biến, việc thu thập, sắp xếp và giải thích dữ liệu sau đó sử dụng dữ liệu đó để hỗ trợ một tuyên bố là một kỹ năng có giá trị mà sinh viên sẽ sử dụng trong nhiều ngành học thuật.
Cảm biến là gì?
Cảm biến là thiết bị giúp robot hoặc thiết bị hiểu được thế giới xung quanh nó. Nó thực hiện điều này bằng cách thu thập thông tin đầu vào từ môi trường xung quanh và chuyển đổi thành dạng có thể đọc và hiểu được. Chúng ta tương tác với các cảm biến mỗi ngày. Một ví dụ phổ biến là cửa tự động ở siêu thị. Cảm biến chuyển động gắn phía trên cửa phát ra tín hiệu vi sóng hoặc sóng siêu âm, sau đó phản xạ trở lại cảm biến. Khi một người đến gần cửa, các sóng sẽ bị ngắt quãng, làm thay đổi mô hình tín hiệu phản xạ trở lại. Cảm biến phát hiện sự thay đổi này và gửi tín hiệu điện đến cơ cấu điều khiển của cửa, ra lệnh mở cửa.
Để học sinh có thể học cách lập trình robot thành công, các em phải hiểu cách thức hoạt động của các cảm biến mình đang sử dụng, vì dữ liệu của cảm biến chỉ tốt bằng dữ liệu đầu vào mà nó nhận được. Trong ví dụ về cửa tự động của chúng tôi, nếu cảm biến trên cửa phát hiện sự thay đổi trong sóng siêu âm phản xạ trở lại do trời mưa lớn, cửa sẽ mở ngay cả khi không có ai ở đó cho vào cửa hàng.
Hiểu được cách hoạt động của cảm biến cửa sẽ giúp bạn khắc phục sự cố. Có lẽ việc thêm một mái hiên lớn hơn cho cửa hàng sẽ giúp cảm biến không bị ảnh hưởng bởi mưa. Điều này cũng đúng đối với những học sinh đang học cách lập trình robot. Khi lập trình, dữ liệu cảm biến bất ngờ có thể khiến robot hoạt động theo cách mà học sinh không lường trước được, đôi khi khiến các em nghĩ rằng robot hoặc cảm biến bị hỏng. Sinh viên phải hiểu cách các cảm biến thu thập và báo cáo thông tin để tránh điều này và có nền tảng để dựa vào đó xử lý sự cố trong một dự án mã hóa.
Trong đơn vị này, học sinh sẽ sử dụng Cảm biến mắt để thu thập dữ liệu. Học sinh sẽ cần biết Cảm biến mắt thu thập liệu để có thể sử dụng dữ liệu thành công để trả lời câu hỏi. Sự hiểu biết này cũng sẽ cho phép sinh viên xây dựng và gỡ lỗi các dự án phức tạp hơn bằng cách sử dụng Cảm biến mắt trong tương lai.
Cảm biến mắt VEX GO
Cảm biến mắt VEX GO hoạt động như thế nào
Cảm biến mắt VEX GO không phát hiện được màu sắc. Thay vào đó, nó phát hiện xem vật thể có ở gần hay không và nếu có, sẽ hiển thị giá trị sắc thái kỹ thuật số của vật thể đó. Cảm biến hoạt động bằng cách phát ra ánh sáng trắng. Ánh sáng sau đó được phản xạ trở lại bởi vật thể và Cảm biến mắt sẽ đo cường độ màu sắc trong ánh sáng phản xạ. Cảm biến thực hiện tính toán dựa trên các mức cường độ đó để xác định giá trị sắc độ, được báo cáo trong Màn hình VEXcode GO. Giá trị sắc độ có thể được diễn giải bằng cách sử dụng biểu đồ sắc độ để xác định màu sắc.
Bạn có thể đã sử dụng Cảm biến mắt trong một dự án trong đó robot thực hiện hành vi dựa trên màu sắc được phát hiện (như rẽ phải nếu phát hiện màu xanh). Để thực hiện điều này, giá trị sắc độ do cảm biến xác định sẽ được so sánh với các dải màu đỏ, xanh lam và xanh lục được xác định trước. Nếu giá trị nằm trong phạm vi đó, nó sẽ báo cáo là 'Đúng'; nếu không, nó sẽ báo cáo là 'Sai'. Cảm biến vẫn chưa phát hiện được màuđỏ, xanh lam hoặc xanh lục – nó đang so sánh dữ liệu số với các phạm vi giá trị đã biết và về cơ bản là 'chuyển đổi' dữ liệu thành màu sắc cho chúng ta.
Xem dữ liệu cảm biến
Dữ liệu do Cảm biến mắt báo cáo có thể được xem trong Bảng điều khiển màn hình khi dự án đang chạy. Để xem dữ liệu cảm biến trong Màn hình, hãy kéo khối cảm biến từ Hộp công cụ vào Biểu tượng Màn hình. Sắc độ của mắt sẽ được hiển thị dưới dạng giá trị sắc độ, học sinh có thể so sánh với Biểu đồ sắc độ để xác định màu mà Cảm biến mắt cho rằng nó phát hiện được.
Để biết thêm thông tin về cách theo dõi giá trị cảm biến, hãy chọn nút Cách theo dõibất kỳ lúc nào.
Biểu đồ màu sắc
Biểu đồ sắc thái mô tả các giá trị số cho mỗi màu được cảm biến mắt báo cáo. Giá trị sắc độ dao động từ 0 đến 360 độ, bắt đầu bằng màu đỏ và di chuyển theo thứ tự cầu vồng xung quanh biểu đồ hình tròn. Đôi khi, giá trị màu sắc được phát hiện có thể không khớp với màu sắc mà bạn nhìn thấy trong môi trường. Điều này có thể là do chất lượng ánh sáng xung quanh cảm biến chứ không có nghĩa là cảm biến bị trục trặc.
Ánh sáng xung quanh và cảm biến mắt
Vì màu sắc là ánh sáng phản chiếu nên ánh sáng xung quanh (ánh sáng có trong khu vực sử dụng cảm biến) sẽ ảnh hưởng đến giá trị sắc độ mà cảm biến báo cáo. Ví dụ, chùm tia VEX GO màu xanh lá cây có thể báo cáo số '57', nằm trong vùng 'màu vàng' trên Biểu đồ sắc độ. Hiện tượng này không phải do cảm biến bị trục trặc mà là do ánh sáng xung quanh cảm biến. Giá trị màu sắc có thể khác nhau đối với những học sinh khác nhau trong cùng một lớp học, ngay cả khi họ đang quét cùng một vật thể bằng Cảm biến mắt. Tất cả đều phụ thuộc vào lượng ánh sáng ở khu vực học sinh ở. Ví dụ, việc ngồi gần cửa sổ hoặc vào một ngày đặc biệt nhiều mây có thể làm thay đổi cách cảm biến báo cáo dữ liệu giá trị sắc độ.
Trong Phòng thí nghiệm 1, học sinh sẽ xem dữ liệu Cảm biến mắt dạng số trong Màn hình VEXcode GO. Họ sẽ ghi lại dữ liệu từ các đoạn cầu khác nhau mà họ đang quét bằng Cảm biến mắt và đối chiếu dữ liệu số với Biểu đồ sắc độ. Sau đó, họ sẽ so sánh các giá trị do cảm biến báo cáo khi có và không có đèn Eye Light. Các giá trị này sẽ khác nhau vì khi có nhiều ánh sáng chiếu vào vật thể được cảm biến phát hiện, cường độ ánh sáng phản xạ sẽ thay đổi, do đó làm thay đổi giá trị sắc độ được báo cáo. Điều này sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về cách Cảm biến mắt phát hiện thông tin.
Đen, Trắng và Xám
Học sinh có thể nhận thấy rằng các giá trị sắc thái được báo cáo cho màu đen, trắng hoặc xám (giống như màu trên Ngói) là không đáng tin cậy. Bởi vì màu đen về cơ bản là sự vắng mặt của màu sắc và màu trắng về cơ bản là sự kết hợp của tất cả các màu sắc. Khi bạn so sánh ý tưởng này với Biểu đồ sắc độ, sẽ không có tùy chọn nào khả dụng cho tất cả các màu hoặc không có màu nào. Vì vậy, giá trị màu sắc được báo cáo có thể không phù hợp với màu sắc mà chúng ta cảm nhận.
Tải xuống và mở dự án VEX GO
Ở một số phòng thí nghiệm, sinh viên sẽ được giao các dự án in dữ liệu vào Print Console. Bạn nên tải xuống các dự án này trước khi bắt đầu bài học để có thể mở và sử dụng khi cần. Bạn có thể chọn tải xuống cho học sinh hoặc để học sinh tự tải xuống. Các tập tin cho dự án nằm trong danh sách vật liệu. Để tìm hiểu thêm về cách tải và mở các dự án đã tải xuống, hãy xem các bài viết về Thư viện VEX dành riêng cho thiết bị sau: