Робот пятиминутка из лего
Обновлено: 02.05.2024
Уже пять лет на базе лицея работает группа МУ ДО «Малая академия». На организационном сборе 4 сентября восьмиклассникам, обучающимся в группе в рамках дополнительного образования, было предложено познакомиться с конструктором LEGO® Education, который можно использовать для образовательно-обучающих целей.
Провела короткий экскурс по истории возникновения конструкторов компании LEGO [1], задала вопрос: знаком ли ребятам этот современный конструктор, в том числе роботов? Оказалось, что в группе есть школьники, которые в Артеке проходили курс ознакомления и работы с конструкторами LEGO® Education, а у Ярослава и Егора есть такие собственные наборы конструктора!
Было принято общее решение о внесение корректировки в программу дополнительного образования с целью прохождения в сентябре – октябре 2019 года образовательного маршрута: «Робот – помощник на лабораторных работах по физике».
Общие сведения
Группа дополнительного образования МУ ДО «Малая академия», II года обучения,
Программа «Физика: от познания к творчеству»
Образовательный маршрут «LEGO-конструирование»
Тип занятия:
- решение проектно-конструкторских задач
Цель занятия:
Расширение деятельностной базы за счет включения в процесс новых элементов, таких, как моделирование схемы, конструирование устройства, программирование на основе базовых возможностей LEGO-конструктора
Формирование способностей ребенка к новым способам действий
- способствовать формированию ответственного отношения к творческому, деятельностному самообучению,
- создать условия для реальной самооценки учащихся, реализации их как личности;
- продолжить развитие умений устанавливать причинно-следственные связи в условиях решения нестандартной образовательной задачи;
- формирование коммуникативных навыков работы в группах.
- овладение умениями самостоятельной экспериментальной деятельности в процессе LEGO-конструирования,
- умение давать краткие и точные ответы на вопросы по теме проекта;
- объяснять полученные результаты и делать выводы.
- овладение навыками предвидеть возможные результаты своих действий, корректировать их в зависимости от задания;
- овладение приемами действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими методами решения проблем.
- информатика, физика, математика, технология, черчение.
Технология (и) урока:
ПК, интерактивная доска
- конструктор LEGO (LEGO® MINDSTORMS® Education EV3)
Организация и содержание занятий:
Занятие 1 «Знакомство с конструкторами серии LEGO® Education» (11.09.2019)
Цель: провести обзор - знакомство участников кружка с историей возникновения, продукцией и особенностями работы с набором конструктора 31313 EV3 компании LEGO.
Ход занятия:
Среди них: главный блок – мозг робота, инфракрасный датчик, который измеряет расстояние до объекта и принимает сигналы с пульта, пульт управления и двигатели, цветовой датчик, детали для конструирования различных форм и провода.
На фото: знакомимся с конструктором.
Практическая часть: (15 - 20 минут) Кружковцы, работая в группах по три - четыре человека, выполнили практическое задание по сборке робота "Пятиминутка". Это стандартный трёхколесный робот, позволяющий школьнику увидеть возможности данной модификации конструктора. Участники кружка, владеющие навыками работы с LEGO EV3, консультировали и оказывали помощь остальным кружковцам.
На фото: Ярослав поясняет, как работает робот - "пятиминутка". Такое название робота ребята узнали от Ярослава.
Рефлексия: (5 минут) Группы обменялись впечатлениями от сборки робота, обсудили особенности программных заданий, которые может реализовать такой робот.
Домашнее задание: (до 5 минут)
Провести дополнительное знакомство с особенностями и возможностями конструктора «LEGO® MINDSTORMS» [1]
Придумать и предложить свой вариант робота – помощника на уроках физики. [2]
Занятие 2. «Есть идеи? Готовим их реализацию и воплощение в жизнь.» (18.09.2019)
Цель: активизируя познавательную деятельность, выяснить качество и уровень овладения умениями и навыками в конструировании с использованием LEGO-коструктора.
Ход занятия:
Актуализация навыков программирования: (10 минут) Зашли на сайт LEGO [1] Познакомились с представленной программой, изучили её особенности и основные блоки. Учащимся рекомендована программа для прохождения самостоятельного обучения основам программирования, например, робота 31313 EV3. [3]
Основной этап занятия: (20 минут). Обсудили предложения ребят, среди которых многие оказались интересными, даже фантастическими.
Остановились на предложении Андрея сконструировать робота, который умел бы выполнять оценочные измерения размеров физических тел правильной формы. Оказалось, что в базовом наборе LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 есть все необходимые детали, но готовой конструкции такого робота-помощника нет.
Идею участники кружка поддержали потому, что такой робот будет иметь практическое применение. Так как в курсе физики 7 класса рассматривается алгоритм действий учащихся при определении цены деления шкалы прибора, проводятся измерения линейных характеристик тел, почему бы не привлечь робота к таким измерениям? Эти умения школьников практически закрепляются при выполнении ими лабораторных работ «Измерение размеров малых тел», «Определение цены деления шкалы прибора», поэтому демонстрацию причин возникновения погрешностей измерений можно поручить роботу – помощнику.
Никита рассказал об общих возможностях конструктора LEGO® MINDSTORMS® EV3, обратил внимание кружковцев на то, что возможности конструктора позволяют собирать любых роботов, главное, чтобы программа его деятельности была выполнена качественно и устойчиво работала. На фото: работаем с информацией, представленной на официальном сайте корпорации.
Констультации (5 минут) Для кружковцев были проведены групповые консультации по работе с LEGO-конструктором.
Появилась группа конструкторов нового робота, ее возглавил Ярослав.
Домашнее задание: (3 минуты)
Для группы конструкторов: собрать робота – помощника, начать разработку программы.
Для остальных участников кружка: познакомиться с сериями LEGO-конструкторов для детей разных возрастов, изучить основы LEGO-конструирования на сайте. [3, 4]
Занятие 3 «Тестируем робота – помощника» (25.09.2019)
Цель: проверка качества выполнения группой образовательного задания, выявление недочетов в работе робота, анализ возникших проблем для их последующей корректировки и исправления.
Ход занятия:
Первый вариант робота-помощника собран, с его конструктивными элементами знакомятся участники кружка.
Ярослав демонстрирует возможности робота, рассказывает ребятам о программе управления роботом при выполнении им измерений.
Озвучиваются проблемы, которые во время занятия обсуждаются, идет поиск их решения (30 минут):
1. В конструкции робота установленный датчик приближения нарушает баланс устройста, конструкции требуется усовершенствание. Предлагается установить ограничитель-барьер, чтобы обеспечить устойчивый баланс конструкции.
2. Необходимо обеспечить наличие матовой поверхности, на которой размещено тело для измерения его размеров. Оказалось, что на глянцевой поверхности парты (в кабинете физики столешницы вскрыты лаком) не фиксирует изменение расстояния до поверхности.
3. Проверка учениками результатов электронных измерений линейных размеров тела показала, что из-за несовершенства разработанной программы робот допускает существенную погрешность при измерении длины и высоты бруска.
Результаты занятия: (5 минут) Тестовая проверка проведена, получены первичные результаты робото-измерений длины и высоты бруска.
Для устранения обнаруженных дефекта и значительной ошибки в результатах требуется как корректировка программы, так и внесение изменений в конструкцию робота.
Домашнее задание:
Группе разработчиков: анализ ошибок, поиск и устранение ошибок программы
Для кружковцев: предложить свои способы измерения линейных размеров тел, при которых ошибки робота станут минимальными.
Занятие 4 «Результаты получены. Робот – помощник готов трудиться на лабораторных работах по физике» (2.10.2019)
Цель: Выполнить измерения размеров бруска, оценить эффективность работы самостоятельно сконструированного робота - помощника.
Ход занятия:
Практическая часть: (30 минут) Группами участников кружка выполнены неоднократные пуски робота - помощника, определены с его помощью длина и толщина (высота) брусков различных размеров (5 брусков).
Для этого в программе была задана мощность двигателя, рассчитана скорость движения робота, в программу заложены функции измерения высоты и длины бруска.
Участниками кружка параллельно с робото-измерениями выполнены с помощью ученической линейки измерения длины, ширины и высоты брусков для оценки эффективности работы программы. Рассчитаны погрешности.
Измерения выполнены. Результат на дисплее:
х = 9,177 (см); z = 7(cм)
Решили проверить робото-измерения традиционным способом – ученической линейкой. С измерением длины бруска робот справился успешно, она равна 9 см, но, оказалось, что пока робот фиксирует не саму высоту бруска, а расстояние от датчика до поверхности бруска.
Рефлексия: (5 минут) Тестирование робота и исправление допущенных ошибок позволило наладить программу и внести дополнительные усовершенствования в конструкцию робота.
Значит, работа над совершенствованием робота в рамках внеурочной деятельности продолжится!
Подводим итоги прохождения образовательного маршрута:
Выбор LEGO для реализации заявленных целей оказался эффективным, так как данный конструктор позволяет заинтересовать каждого ребенка, показать ему возможности сборки и программирования различных устройств и без глубокого изучения языков программирования.
Достоинством конструктора является и то, что он блочный.
Образовательно-деятельностные цели, поставленные при проектировании и прохождении данного маршрута достигнуты, работающее устройство создано и может быть использовано для решения образовательных задач.
Эта простая конструкция может быть построена в течение примерно пяти минут. Подойдёт в качестве базовой машины-робота для любых тестовых задач или как начальный механизм(отправная точка) для экспериментов или в качестве отдельного проекта.
Данный робот прочный и легко поворачивает на гладких полах.
Инструкция по сборке робота "Пятиминутка"
1
Подготовили и собрали колёса
2
Собрали крепёжные элементы для установки колёс на базовый NXT блок
3
 |
| ИЛИ |
 |
Переходники собраны. Устанавливаем все собранные элементы на блок.
4
 |  |
5
Объединяем 3-е колесо с крепёжным элементом и устанавливаем на ЛЕГО БЛОК.
6
Используйте два средних длинных провода для подключения двух двигателей приводов в порты В и С на NXT.
Внимание : Убедитесь, что порт B подключен к мотору на стороне B, и C с двигателем на стороне C.
Скачайте и загрузите в память NXT вот эту простую программу, которая проверяет шесть различных видов вождения (все с использованием блока движения):
Всё на русском языке о роботах LEGO MINDSTORMS EV3 и NXT: различные инструкции к конструкторам разных версий, информация о версиях, скриншоты готовых моделей, фото и видео занятий по робототехнике. Также мы выкладываем пошаговые инструкции по созданию и программированию разных видов роботов лего из конструктора версии 8547. У нас можно скачать поурочное планирование факультатива робототехники для учеников 6-8 классов. Планируем добавить всю необходимую для роботехника-любителя информацию. Всё будет доступно всегда и бесплатно!
Робот Quince не боится радиации и умеет открывать двери
Очень интересным видом роботов являются машины, призванные помогать в различных ситуациях, когда для человеческих действий условия слишком опасные. Это может быть робот-р.
В продажу поступила новая бионическая рука
bebionic — так называется новинка — позволяет инвалиду манипулировать мелкими вещами. Индивидуальные электромоторчики в каждом пальце способны формировать несколько вариа.
Рубрика: Инструкции к роботу LEGO MINDSTORMS NXT 2.0
робототехника для начинающих
Внимание! Юные робототехники! Для Вас мы подготовили страницу с простыми и понятными инструкциями к нашему любому конструктору NXT!
Скачивайте и собирайте модели роботов из конструктора версии 8547 (robot lego mindstorms nxt 2.0).
Внешний вид коробки и руководство пользователя к конструкторам LEGO Mindstorm NXT версий 8527, 8547 и 9797 (выпускались до 2013 года):
Пошаговые инструкции для сборки разных моделей лего роботов (для конструктора версии mindstorm 8547)
| Инструкция по сборке робота АЛЬФАРЕКСа (артикул набора 8547)  Время сборки 4 часа (2 человека в группе). Рекомендуемый возраст для занятия робототехникой детям - 12-14 лет | Робот крокодил  Робот - крокодил (робогатор) | Робот пятиминутка  | Бот-внедорожник  | Трёхколёсный бот  | Конструируем робота "Пятиминутку" за 5 минут ;-) | Собираем и программируем Бот-внедорожник. Это уже более серьёзная модель, использующая датчик касания. | Создаём и тестируем Трёхколёсного бота. У этого робота ещё нет датчиков, но уже можно писать средние по сложности программы для управления двумя серводвигателями. | Линейный ползун  | Исследователь  | Нападающий коготь  | Добавляем к "роботу пятиминутке" датчик цвета и получаем из него настоящего "Линейного ползуна" и получаем робот с ИИ начального уровня! | Всем хорош "Бот-внедорожник": манёвренный, бронированный, умный. Ему бы ещё ультра-зрение бы добавить. Добавляем! Встречайте: Исследователь - вот вам бот с искусственным интеллектом среднего уровня! | Хищный атакующий робот, содержащий коготь, которым он может ударить в цель. Собираем, тестируем! | МАНТИ - застенчивый богомол  | Шарикопульт  | Робот-база с тремя двигателями  | Удивительное существо: робот-богомол. Постройте, загрузите базовую программу, порадутесь и погрустите вместе с МАНТИ! | Интересный миниробот под названием "Шарикопульт" очень простой, но может быть использован как дополнение к любому другому роботу. | Базовый робот с тремя двигателями может пригодиться для получения навыков строительства собственных блоков. Так как в базовом роботе нет ни датчиков, ни спец.механизмов. Вы все это можете сделать сами! | Двух кнопочный пульт ДУ  | Продвинутый Молот-автобот  | Простой светомер из лего  | В данном уроке можно научиться собирать двух кнопочный пульт дистанционного управления любым роботом, собранным из конструктора лего миндстормз! | Новенький проект "Молот-автобот"- это сложный в сборке и программировании робот. Но итоговая модель автомобиля-робота с молотом позволяет использовать 3 двигателя и 2 датчика! | Эксперименты с данным светомером позволят научиться использовать датчик света в своих роботах. | Робот СЕГВЭЙ с наездником  | Измеряем растояние длиномером  | автобот: гоночная машина из лего  | Даже робота СЕГВЭЙ (SEGWAY) можно построить из набора 8547. Инструкция доступна при клике на картинку. | Простейшее дополнение к роботу позволяет измерять пройденное им растояние. В статье описано как создать очень удобного робота-длиномера из робота пятиминутки. | Замечательная разработка! Автомобиль, да ещё какой! Есть возможность и удалённого управления, и "мозги", позволяющие принимать решения, считывая цветные линии на полу! Можно скачать - это АВТОБОТ! | Пятикнопочный пульт ДУ  | Супер пульт ДУ  | Миниавто с 3-х пультом ДУ  | Пульт ДУ можно использовать практически в любом своём проекте. Единственное требование - наличие двух конструкторов lego mindstorms nxt 2.0 | Супер пульт ДУ то уже мега-навороченный вариант для управления гоночным автомобилием или любым другим роботом MINDSTORMS NXT! | Забавная игрушка - миниавтомобильчик с трёх кнопочным пультом дистанционного управления |
Комплект из 9-и инструкций по лего роботам (robot lego mindstorms nxt 8547) под общим названием:
Мультибот . Кликните на картинку или просмотрите конструкции, приведённые ниже:
 Транспортное средство Этот транспорт является базовым для последующих робототехнических машин. Научитесь быстро собирать его прежде чем начнёте собирать более сложные механизмы. |  Гусеничное транспортное средство Собирается после того как вы собрали транспортное средство. Робот подходит для соревнований на силовое перетягивание каната. |  Гольфкар с лункой Собирается на базе гусеничного транспортного средства путём небольшой модернизации.
Отбор в сборную РФ WRO 2015 » Робототехнические соревнования Якимова Анна Сергеевна, МБУ ДО «ДЮЦ гор. Гвардейска» Тема: Знакомство с конструктором Lego Mindstorms education EV3. Место проведения: кабинет Робототехники Продолжительность мастер-класса: 40 минут Цель мастер-класса: передача педагогического опыта. Задачи: -познакомить присутствующих с конструктором Lego Mindstorms и входящим в него комплект микрокомпьютером EV3, средой программирования LEGO MINDSTORMS EV3 -собрать и запрограммировать робота-пятиминутку. Оборудование: Персональные компьютеры, локальная сеть, комплекты Lego Mindstorms 9797 Раздаточный материал: схема размещения деталей конструктора в коробке, инструкция по сборке робота, инструкция по программированию робота. Структура мастер-классаВводная часть:10 минут Основная часть:25 минут Заключительная часть:5 минут Ход мастер-классаВводная часть Одной из наиболее перспективных областей в сфере детского технического творчества является образовательная робототехника, которая объединяет классические подходы к изучению основ техники и современные направления: информационное моделирование, программирование, информационно коммуникационные технологии. Лего-конструирование знакомит учащихся с системой управления роботами: аппаратной частью, простым, но мощным программированием Лего-моделей. Для решения таких задач требуется знания практически из всех учебных дисциплин. Современный человек должен быть мобильным, готовым к разработке и внедрению инноваций в жизнь. Поэтому в настоящее время такая наука как робототехника приобретает все большее значение, опираясь на информатику, математику, физику, биологию и другие фундаментальные науки. Актуальность изучения робототехники состоит в том, что серьезной проблемой российского образования в целом является существенное ослабление естественно научной и технической составляющей школьного образования. В таких условиях реализовать задачу формирования у детей навыков технического творчества крайне затруднительно. Гораздо больше возможностей в этом направлении у дополнительного образования. Тем не менее, имея давние традиции, дополнительное образование с различными техническими кружками (авто- и авиамоделирование, судостроение и т.д.), достаточно сложно перестраивается в новых условиях значительного скачка научно-технического прогресса. Современных детей, для которых iPhone, iPad и другие продукты IT-индустрии - реальная жизнь, очень трудно заинтересовать в домах технического творчества с оборудованием прошлого века. Необходимо создавать новую базу, внедрять новые образовательные технологии. Одним из таких перспективных явлений является образовательная робототехника. Основная часть. Сегодня я вам продемонстрирую конструктор Lego Mindstorms, а затем испытаем его на практике: создадим простейшего робота "Пятиминутку" запрограммируем при помощи языка программирования высокого уровня LEGO MINDSTORMS EV3 Перед вами набор LEGO Mindstorms EV3, в состав которого входят 431 деталь. Детали образуют 5 больших групп: NXT микропроцессорный модуль NXT с батарейным блоком. датчики в базовый набор входят четыре датчика: ультразвуковой датчик (датчик расстояния), датчик касания, датчик звука Разработала: учитель математики МБОУ Болгуринская СОШ Малыгина С.И. Цели: формирование профориентации у школьников в процессе конструирования и программирования роботов 1. Познакомить с конструктором Lego Mindstorms EV3 и средой программирования. 2. Собрать и запрограммировать робота на ПК. 3. Загрузка программы в робота 4. Демонстрация работы робота Вид: практическая работа. Оборудование: ноутбуки, наборы конструкторов Lego Mindstorms EV3, среда программирования Lego Mindstorms Education EV3, видео инструкция по сборке робота, инструкции по программированию робота, сборке ультразвукового датчика, подключения моторов и датчика к блоку. Ход мастер-класса Вводная часть Само слово «робот» является существительным, обозначающим неодушевленный предмет. Но роботы очаровательны. Идея неживой материи, которая самостоятельно выполняет сложные задания, просто поразительна! С тех пор как роботы стали такими технологически сложными и современными, можно было бы подумать, что для их конструирования и программирования необходимы большие знания и навыки. Однако серия конструкторов Lego Mindstorms EV3 делает робототехнику легкой и увлекательной как для взрослых, так и для детей. Эти наборы открывают робототехнику для всех возрастов. Это образовательная версия роботов. Образовательная робототехника объединяет классические подходы к изучению основ техники и современные направления: информационное моделирование, программирование, информационно- коммуникационные технологии. Лего-конструирование знакомит с системой управления роботами: аппаратной частью, простым, но мощным программированием Лего-моделей. В настоящее время такая наука как робототехника приобретает все большее значение, опираясь на информатику, математику, физику, биологию и другие фундаментальные науки. В состав набора LEGO Mindstorms EV3 входит 541 деталь. Детали образуют 5 больших групп: 1. Электронные компоненты: - EV3 микрокомпьютер с батарейным блоком. -Датчики (ультразвуковой датчик, датчик касания, датчик цвета/ освещенности, гироскопический датчик). - Сервоприводы (моторы ) и соединительные кабели. 2. Шестеренки, колеса и оси. 3. Соединительные элементы. 4. Конструкционные элементы. 5. Детали для украшения. Основная часть. Сегодня мы с вами создадим простейшего робота "Пятиминутку" на основе конструктора Lego Mindstorms EV 3 и запрограммируем его. Это робот-тележка, его мы будем собирать с помощью приложения 1. В видео-ресурсе нет описания сборки ультразвукового датчика и подключения моторов и датчику к блоку с помощью кабелей. Поэтому датчик будем собирать, используя приложение 2. Подключать моторы и датчик будем с помощью приложения 3.Для этого нам понадобятся соединительные кабели: 3 по 25см. Программирование в стандартной среде программирования Lego Mindstorms EV3 представляет собой перетаскивание блоков с определенными действиями. Задавая параметры для датчиков, подстраиваем робота к выполнению определенных действий. Робот, которого мы сегодня создадим, довольно простой, чтобы сделать что-то серьезное необходимо гораздо больше времени. Наш робот будет выполнять всего четыре действия: 1. Движение вперед 2.Остановка, когда доедет до препятствия 3.Говорит « Stop » (используя звуковые файлы) 4.Движение назад (3 оборота) Практическая работа Вам предстоит сконструировать по видео инструкции робота и запрограммировать его. Открываем видео, собираем робота. Далее собираем ультразвуковой датчик (приложение 2). Ну и осталось подключить датчики и моторы к блоку EV3 (приложение 3). Используя приложение 4, составим программу движения робота. Заключительная часть На данном мастер-классе вы познакомились с конструктором Lego Mindstorms EV3 и средой программирования. С овременный мир уже невозможно представить себе без применения высоких технологий и роботов. Занятия по робототехнике помогают идти в ногу со стремительно развивающимся прогрессом и дают уникальную возможность для участия в улучшении качества жизни. Благодарность всем участникам мастер – класса. Предлагаю выразить свое мнение, обсудить полученные результаты. (Оценивают, что получилось успешно, что вызвало наибольшее затруднения) Какие трудности у меня были… Было особенно интересно … Использованные источники 1.Овсяницкая Л.Ю. Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3 / Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий. – М: Издательство «Перо», 2016. – 300 с. 2. С. А. Филиппов Робототехника для детей и родителей. Санкт-Петербург «Наука» , 2013 Приложение 1 Приложение 2 Сборка ультразвукового датчика Приложение 3 Подключение сервомоторов, ультразвукового датчика к блоку EV3 с помощью кабелей. Возьмем два соединительных кабеля длиной 25 см, левый мотор подключим к порту B , а правый - к порту C . Именно это подключение выбрано по умолчанию в блоке "Рулевое управление". Ультразвуковой датчик подключим к порту 4. Инструкция по составлению и выполнению программы 1.Открыть на ноутбуке программу LEGO MINDSTORMS Education EV3. 2.Создать новый проект (значок+). 3. Составить программу: 1. Движение вперед 2.Остановка, когда доедет до препятствия 3.Говорит « Stop » (используя звуковые файлы в папке «Информация»)
4.Движение назад (3 оборота) 4.Соединить робота с ноутбуком с помощью кабеля. 5. Включить микрокомпьютер на роботе, удерживая центральную кнопку (загорится зеленый цвет). 6. Загрузить программу в робота. 7. Отсоединить кабель от робота. 8. Запустить робота на выполнение программы. Выбрать папку «Project», файл «Program» , нажать на центральную кнопку микрокомпьютера. Читайте также:
|
