Lego mindstorms ev3 сортировщик цветов программа

Обновлено: 28.04.2024

Вид программы: модифицированная, комплексная.

Категория обучающихся: программа предназначена для работы с обучающимися 7-17 лет (1-11 классы общеобразовательной школы).

Актуальность программы обусловлена социальным заказом общества на технически грамотных специалистов в области робототехники, максимальной эффективностью развития технических навыков со школьного возраста; передачей обучающимся сложного технического материала в простой доступной форме; реализацией личностных потребностей и жизненных планов; реализацией проектной деятельности школьниками на базе современного оборудования, а также повышенным интересом детей школьного возраста к робототехнике.

Использование современных педагогических технологий, методов и приемов; различных техник и способов работы; современного оборудования, позволяющего исследовать, создавать и моделировать различные объекты и системы из области робототехники, машинного обучения и компьютерных наук, обеспечивает новизну программы.

Вложение	Размер
programma_kruzhka_robototehnika_144_chasov.docx	68.14 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования Центр внешкольной работы «Росток»

Педагогическим советом МБОУ ДО ЦВР

«Росток» ГО «Жатай»

_______________ «____»___________2021 г.

директор МБОУ ДО ЦВР «Росток»

______________Т. И. Попова

Рабочая программа кружка по «Робототехнике

LEGO MINDSTORMS EV3 »

Возраст обучающихся: 7-17 лет

Срок реализации: 1 год

часов в неделю: 2.ч

Тимофеев Анатолий Афанасьевич,

педагог дополнительного образования

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа разработана в соответствии с Федеральным законом от 29.12.12 г. №273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»; приказом Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) от 09 ноября 2018 г. № 196 г. Москва «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»; Концепцией развития дополнительного образования детей в Российской Федерации, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 4.09.2014 г. № 1726-р; санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами 2.4.4.3172-14 «Требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ от 04.07.2014 г. № 41); Государственной программой РФ «Развитие образования на 2013-2020 годы, утвержденной постановлением Правительства РФ от 15.04.2014 г. № 295; Стратегией инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года, утвержденным распоряжением Правительства РФ от 08.12.2011 года № 2227-р; Федеральной целевой программой развития образования на 2016-2020 годы, утвержденной Постановлением Правительства РФ от 23.05.2015 года № 497; Уставом ГОАУ ДО ЯО Центра детско-юношеского технического творчества.

Современный период развития общества характеризуется масштабными изменениями в окружающем мире, влекущими за собой пересмотр социальных требований к образованию, предполагающими его ориентацию не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, а также овладение метапредметными компетенциями. Большими возможностями в развитии личностных ресурсов школьников обладает подготовка в области робототехники.

Эволюция современного общества и производства обусловила возникновение и развитие нового класса машин – роботов, и соответствующего научного направления – робототехники. Робототехника –интенсивно развивающаяся научно-техническая дисциплина, изучающая не только теорию, методы расчета и конструирования роботов, их систем и элементов, но и проблемы комплексной автоматизации производства и научных исследований с применением роботов.

Настоящая дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа имеет техническую направленность и предусматривает развитие не только профессиональных компетенций (hard-компетенций), таких как навыки начального технического конструирования и программирования, ознакомление с основами алгоритмизации, развитие абстрактного мышления, но и универсальных компетенций (soft-компетенций) – навыков, не связанных с конкретной предметной областью, таких как развитие творческих способностей детей, изобретательности, умение работать в команде, работать с информацией.

Вид программы: модифицированная, комплексная.

Педагогическая целесообразность программы.

В процессе конструирования и программирования управляемых моделей обучающиеся получат дополнительные знания в области физики, механики и информатики, что, в конечном итоге, изменит картину восприятия ими технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.

Основные принципы конструирования простейших механических систем и алгоритмы их автоматического функционирования под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей почвой для последующего освоения более сложного теоретического материала.

Отличительные особенности программы

Занятия по данной программе могут проводиться как в очной форме, так и с применением дистанционных технологий и (или) электронного обучения.

По данной программе в летний период может быть организована работа с обучающимися, которые проходят подготовку для участия в массовых мероприятиях, работают над индивидуальными или командными проектами, а также проявляют особый интерес к выбранному виду деятельности.

Образовательный процесс по данной программе ведется в соответствии с годовым календарным учебным графиком на текущий учебный год, утвержденным приказом директора ГОАУ ДО ЯО ЦДЮТТ.

1.1. Цель и задачи

Цель: развивать технические, познавательные и творческие способности обучающихся в процессе изучения основ робототехники и проектно-исследовательской деятельности.

изучить состояние и перспективы робототехники в настоящее время;
изучить принципы работы робототехнических элементов;
обучить владению технической терминологией, технической грамотности;
обучить основам проектирования, моделирования, конструирования робототехнических устройств;
изучить приемы и технологии разработки простейших алгоритмов и программирования на конструкторе LEGO MINDSTORMS Education
формировать умение пользоваться технической литературой, работать с информацией;
обучить основам 3D технологий.

формировать интерес к техническим знаниям;
стимулировать познавательную и творческую активность обучающихся посредством включения их в различные виды соревновательной и конкурсной деятельности;
развивать навыки исследовательской и проектной деятельности;
развивать у обучающихся память, внимание, логическое, пространственное и аналитическое мышление, в том числе посредством игры в шахматы и занятий прикладной математикой.

воспитывать дисциплинированность, ответственность, самоорганизацию;
формировать чувство коллективизма и взаимопомощи, навыки командного взаимодействия.

1.2. Ожидаемые результаты

В результате освоения обучающиеся должны знать:

правила безопасного пользования оборудованием,
основную техническую терминологию в области робототехники и программирования;
оборудование, используемое в области робототехники;
основные принципы работы с робототехническими наборами и компьютерной техникой;
основные сферы применения робототехники, мехатроники;
основы программирования.

соблюдать технику безопасности;
организовывать рабочее место;
разрабатывать простейшие системы с использованием электронных компонентов и робототехнических элементов;
разрабатывать простейшие алгоритмы и системы управления робототехническими устройствами;
разбивать задачи на подзадачи;
работать в команде;
искать, анализировать и обобщать необходимую информацию, проводить её верификацию;
подготовить и представить грамотную презентацию для защиты проектной работы.

Результатом усвоения обучающимися программы по развивающему и воспитательному аспектам являются:

устойчивый интерес к занятиям робототехникой,
положительная динамика показателей развития познавательных способностей обучающихся (внимания, памяти, изобретательности, логического и пространственного мышления и т.д.);
создание обучающимися творческих работ;
активное участие в проектной и исследовательской деятельности, включенность в командные проекты;
активное участие в соревновательной и конкурсной деятельности;
достижения в массовых мероприятиях различного уровня;
развитие волевых качеств личности (дисциплинированности, ответственности, самоорганизации, целеустремлённости, настойчивости в достижении поставленной цели и т.д.);
способность продуктивно общаться в коллективе, работать в команде.

1.3. Особенности организации образовательного процесса

Срок реализации программы : программа рассчитана на 1 год обучения, 144 академических часов в год

Режим реализации : занятия по робототехнике проводятся 2 раза в неделю по 2 академических часа (45 минут) с перерывом 5-10 минут. Занятия носят гибкий характер с учетом предпочтений, способностей и возрастных особенностей обучающихся. 1 занятие в неделю отводится на развивающий блок программы.

Форма организации деятельности детей : творческое объединение.

Группа обучающихся формируется из расчета не более 10 человек. Набор обучающихся проводится без предварительного отбора детей.

Занятия проводятся в кабинете, оборудованном согласно санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПиН 2.4.4.3172-14 "Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей".

Принципы организации образовательной деятельности:

Отличительные особенности программы

Программа является базовой и не предполагает наличия у обучающихся навыков в области робототехники и программирования. Уровень подготовки учащихся может быть разным.

При подборе материалов и планировании занятия необходимо максимально учитывать особенности группы, включать поисковые и исследовательские методы, обязательно обучать вести диалог, дискуссию.

Рабочая программа построен на базе образовательной программы для платформы LEGO MINDSTORMS EV3. Конструктор LEGO MINDSTORMS EV3 предоставляет обучающимся возможность приобретать важные знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов. Конструктор LEGO MINDSTORMS EV3 и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Программное обеспечение отличается дружественным интерфейсом, позволяющим самостоятельно или с помощью встроенных уроков осваивать программирование. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а учитель в образовательном процессе выступает тьютором.

Платформа EV3 включает в себя набор настраиваемых учебных заданий. Они поставляются в цифровом виде и легко инсталлируются в программную среду LEGO Education MINDSTORMS. Низкий порог вхождения в программную среду LEGO Education MINDSTORMS, позволяет программировать робота уже на первом занятии по робототехнике, даже самому неподготовленному учащемуся, а интуитивно понятный интерфейс облегчает эту задачу.

Теоретическая часть обучения включает в себя знакомство с назначением, структурой и устройством роботов, с технологическими основами сборки и монтажа, основами вычислительной техники, средствами отображения информации.

К основным отличительным особенностям настоящей программы можно отнести:

кейсовую систему обучения;
обучение проектной деятельности;
направленность на развитие soft-компетенций.

Каждый кейс составляется в зависимости от темы и конкретных задач, которые предусмотрены программой, с учетом возрастных особенностей детей, их индивидуальной подготовленности, и состоит из теоретической и практической части.

Содержание практических работ и виды проектов могут уточняться, в зависимости от наклонностей учащихся, наличия материалов, средств и др. Модели собираются либо по технологическим картам, либо в силу фантазии обучающихся. По мере освоения проектов проводятся соревнования роботов, созданных индивидуально или группами.

LEGO Mindstorms EV3 на сегодняшний день один из самых продвинутых и многофункциональных наборов конструкторов серии "ЛЕГО Эдьюкейшн". LEGO Mindstorms EV3 на сегодняшний день один из самых продвинутых и многофункциональных наборов конструкторов серии "ЛЕГО Эдьюкейшн".

Данный робот умеет определять цвета и сортировать детали по цвету. Сначала предмет сканируется специальным инфракрасным датчиком. После того, как происходит сканирование, передаётся звуковой сигнал - называется цвет предмета, в зависимости от которого машина определяет направление предмета. Далее, предметы сортируются по цветам.

Вложение	Размер
opisanie_sborki_robota-sortirovschik_tsvetnykh_elementov_1.pptx	1.44 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Муниципальное общеобразовательное учреждение Курмышская средняя школа конкурс технического творчества "Время, вперед!" номинация "Робототехника" Робот-сортировщик цветных элементов Выполнил: ученик 9 класса Дмитриев Алексей Олегович Руководитель: Пресняков Алексей Евгеньевич 607467, Нижегородская область, Пильнинский район, село Курмыш , улица Мартьянова, дом 55 телефон 8 (831) 92-43-229 2017 г.

Пояснительная записка Робот — автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ. Конструирование модели робототехнического устройства, способного выполнять определенные функции, свойственные человеку. При программировании роботов ЛЕГО используют программу LEGO MINDSTORMS EV3, в нашем случае мы программируем робота на языке EV3, используя датчики и сервомоторы, что является новизной в нашем программировании и конструировании. LEGO Mindstorms EV3 на сегодняшний день один из самых продвинутых и многофункциональных наборов конструкторов серии "ЛЕГО Эдьюкейшн ". В результате работы мы сконструировали робота – сортировщика цветовых элементов, исследовали выполнение им определенных функций, в зависимости от работы его основных элементов и выяснили, что модель может заменить человека при выполнении работы.

Цели и задачи: Цель : Создание робота для сортировки цветных элементов в промышленном масштабе. А так же формирование культуры конструкторско-исследовательской деятельности и освоение приемов конструирования, программирования и управления робототехническими устройствами (базовый набор конструктора LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544)). Задачи : - познакомиться с конструктором LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544); - изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS Education EV3; - сконструировать модель робота; - создать программу для управления роботом; - испытать полученного робота. Предмет исследования : конструктор со средой программирования LEGO MINDSTORMS EV 3.

Работа над роботом ограничена наличием начального набора LEGO MINDSTORMS EV 3(45544): крепежных деталей, датчиков и возможностью микроконтроллера конструктора. Данный робот умеет определять цвета и сортировать детали по цвету. Сначала предмет сканируется специальным инфракрасным датчиком. После того, как происходит сканирование, передаётся звуковой сигнал - называется цвет предмета, в зависимости от которого машина определяет направление предмета. Далее, предметы сортируются по цветам. Протестировав работу модели на созданной программе с помощью языка EV 3, и выяснил, что робототехническое устройство работает согласно заложенным командам, то есть при определенных условиях, робот может анализировать (различать) цветовые элементы, переносить их и сортировать, то есть выполнять работу человека.

Описание сборки Робота-сортировщика цветных элементов Сначала я создал робота теоретически, т.е. я определил, какие операции он будет выполнять. И приступил к пошаговой сборке робота: Шаг 1 : Подготавливаем детали разных цветов, которые будут выполнять роль сортировочных цветовых элементов. Имеется четыре вида цветов, каждой детали по две штуки.

Шаг 2: Делаем основу для главного блока EV3, а так же присоединяем к нему датчик определение цвета. Выводим из него провод. Шаг 3 : Начинаем собирать первую часть сортировочного механизма. Собираем первую половину основы и присоединяем к ней два колеса. Скрепляем их второй половиной.

Далее к тому, что получилось, присоединяем двигатель и выводим из него провод. С помощью шестерёнок делаем привод на крайнее колесо. Так же присоединяем датчик касания, и из него тоже выводим провод. Аналогично собираем вторую часть с двумя колёсами, только без двигателя и датчика . Скрепляем их вместе.

Всё это соединяем с уже раннее сделанным главным блоком. Должно получиться так:

Шаг 4 : Делаем распределяющий по цветам механизм. Начинаем с двигателя, который будет выталкивать разноцветные детали. Делаем основание для него, так как показано на фотографии: Далее конструкцию которая получилась, соединяем с гусеницей. Она состоит 43 скреплённых между собой пластинок + 7, которые мы поставили в саму конструкцию с выталкивающим двигателем .

Вот что получилось:

Шаг 5 : Заключение. Выталкивающий механизм соединяем с частью которую мы делали в третьем шаге. Располагаем гусеницу на четыре колеса. Подключаем датчики и двигатели по проводам к блоку EV 3 . В конечном результате получается так:

ПРОГРАММИРОВАНИЕ: Датчик цвета, очень важный и полезный датчик! В большинстве конструкций он является, тем, чем у человека являются глаза. Поэтому изучению датчика цвета мы посвятим два последовательных урока, но в дальнейшем курсе еще вернемся к его изучению и использованию. Необходимо написать программу, называющую цвета предметов, подносимых к датчику цвета. Для отладки программы нам понадобится несколько цветных предметов: это могут быть кирпичики конструктора Lego . Для лучшего результата следует взять цвета, максимально приближенные к основным, но датчик довольно неплохо справляется с распознаванием подходящих оттенков.

Рис. 1 Программный блок "Переключатель " Создадим программу, установим в программе блок "Переключатель", выберем режим "Датчик цвета" - "Измерение" - "Цвет" (рис.1). В отличие от программного блока "Ожидание", программный блок "Переключатель" не ждет, пока наступит определенное событие, а проверяет текущее состояние и выполняет программные блоки, находящиеся в контейнере, сопоставленном текущему состоянию.

Наш программный блок "Переключатель" значительно увеличился в размерах. Специальная кнопка (Рис. 4 поз. 1) позволяет переключить режим отображения блока на экране на "Вид с вкладками". Изменим размеры блока для комфортного визуального отображения. Рис. 4 Блок "Переключатель" Вид с вкладками Осталось вставить наш настроенный программный блок "Переключатель" внутрь программного блока "Цикл". Программа готова! Загрузим её в робота и протестируем работу! (Рис. 5)

Добавим в нашу программу движение. Сделаем следующее поле для выполнения задания: необходимо написать программу прямолинейного движения робота, называющего цвета, которые он выкидывает. При достижении определенного расстояния в зависимости от цвета робот останавливается, проговаривает цвет и выбрасывает элемент.

Заключение В ходе работы над данным роботом у меня сформировались умения и навыки: - самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.); - создавать действующие модели роботов на основе конструктора LEGO; - создавать программы на компьютере на основе компьютерной программы MINDSTORMS EV 3; - передавать (загружать) программы в EV 3; - корректировать программы при необходимости; - демонстрировать технические возможности роботов; - излагать логически правильно действие своей модели (проекта).

В результате реализации проекта «Робот-сортировщик цветовых элементов» у меня получилась модель робота, которую ещё нельзя использовать на соревнованиях по робототехнике. Она не оставляет банки в заданном месте. Я получили первые навыки программирования в среде LEGO MINDSTORMS EV 3. Перспективы развития Робототехники в школе: - создание новых моделей роботов, - участие в различных состязаниях робот, - довести программу до конца. Я считаю, что за мобильными роботами или вообще за мобильными устройствами - будущее человечества. Но, помимо этого, занятие робототехникой очень интересно.

Это портал о робототехнике, самые свежие и интересные сборки, программы и не только

Программа для сортировщика цветов Color Sort3r

В данной статье рассматривается пример программы для робота описанного в этой статье

Программа сортировки цветов использует функции массива чтобы хранить и воспроизводить данные. Сохраняя цвет и место каждой цветной плитки, робот может затем отсортировать объекты механически используя эти данные в любое время.

1) Эта фаза инициализации настраивает робота. Сначала механизм толкания плитки, затем направляющая и, наконец, массив A.

2) Loop SCN настраивает сканирование цветных плиток и начинается с отображения стрелки, указывающей на датчик цвета робота. Отображается индекс массива, чтобы показать пользователю, сколько плиток было введено.

3) Цикл BC действует как ожидание двух датчиков. Если центральная кнопка нажата или виден цвет, цикл заканчивается. Значение цвета выводится из цикла, а также истинное значение блока датчика кнопки Brick Button, которое будет использоваться снова в другой части программы.

4) Если была нажата центральная кнопка, программа обходит этот переключатель. В противном случае цвет из предыдущего блока датчика цвета сохраняется в следующем индексе массива. После того, как значение сохранено, функция «Ожидание отсутствия цвета» или «Черный» предотвращает слишком быстрое повторение цикла. Звук и дисплей используются для подсказки пользователю.

5) Для завершения SCN цикла может быть выполнено одно из двух условий. Либо нажата центральная кнопка, либо достигнут максимальный индекс массива 8.

6) Loop SRT — это цикл воспроизведения. Он начинается с того, что всегда сбрасывает трек на датчик касания. Считывается индекс массива с указанием количества запусков цикла. Значение массива привязано к переключателю.

7) Переключатель в числовом режиме принимает входные данные из массива. Каждый номер обозначает цвет со звуковым блоком и место с моторным блоком.

8) Чтобы завершить программу, A Motor поднимает плитку и сбрасывает ее. Наконец, проверяется размер массива A, и это создает максимальное количество циклов для Loop SRT.

(базовый набор конструктора LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544)).

Задачи :

продолжить знакомство с конструктором LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544);

изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS Education EV3;
сконструировать модель робота;
использовать программу для управления роботом;
испытать полученного робота.

Предмет исследования : конструктор со средой программирования LEGO MINDSTORMS EV 3.