• Описание презентации по слайдам:

  • 

    1 слайд

    Движение по линии:
    релейный регулятор
    

  • 

    2 слайд

    Что выполняет датчик освещенности?
    
    Измеряет уровень освещенности.
    Например, показания сенсора может быть 10% на темной стороне и 90% процентов на светлой.
    

  • 

    3 слайд

    На какой высоте от поверхности поля и под каким углом лучше всего крепить датчик освещенности?
    
    На расстоянии 1 см. и менее от поверхности
    Под углом 90° и менее относительно робота
    

  • 

    4 слайд

    По какой траектории едет робот при исполнении простейшей программы (алгоритм №1, релейный регулятор) движения по линии и почему?
    
    

  • 

    5 слайд

    Что такое средняя освещенность и по какой формуле она рассчитывается?
    Iср=(Iсв+Iтем)/2
    Это освещенность на границе
    

  • 

    6 слайд

    Задание 1: написать программу релейного регулятора (алгоритм №1) для движения по линии.
    Начало
    Конец
    Стоп двигатели
    

  • 

    7 слайд

    Задание 2: изменить созданный алгоритм таким образом, чтобы скорость движения робота по заданной траектории увеличилась, а амплитуда линии движения уменьшилась (стала более сглаженной).
    Начало
    Конец
    Вместо «Стоп» низкая мощность
    

  • 

    8 слайд

    Траектория движения до и после регулировки двигателей:
    

  • 

    9 слайд

    Какие виды алгоритмов мы использовали в нашей программе?
    
    Циклический алгоритм
    Разветвляющийся алгоритм
    

  • 

    10 слайд

    Домашнее задание:
    
    Изобразить рассмотренный на уроке алгоритм в виде блок-схемы.
    

• Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение –

  средняя общеобразовательная школа №4 город Асино Томской области

   

   

   

  

   

   

  Конспект урока робототехники

  на тему:

   

  «Движение по линии: релейный регулятор»

   

   

   

   

  учитель информатики и робототехники

  Кривенцов Л.А.,

  первая квалификационная категория

   

   

   

  2014

   

  Конспект урока на тему: «Движение по линии: релейный регулятор»

   

  Урок из курса робототехники, раздел – «Датчики». На уроке ученики строят робота, используя датчик освещенности, из конструктора LEGO Mindstorms 9797. Затем составляют в среде программирования NXT-G программу, загружают ее в робота и демонстрируют выполнение составленной программы. Далее обучающиеся модифицируют программу, добиваясь при этом большей скорости движения робота. В конце урока проходят минисоревнования.

  Цели:

  ·   ознакомление с робототехникой с помощью конструктора LEGO Mindstorms 9797;

  ·  ознакомление с датчиком освещенности, принципом его работы конструктора LEGO Mindstorms 9797;

  ·   систематизация знаний по теме «Алгоритмы» (на примере составленной программы для работы Робота NXT);

  ·   усвоение понятий алгоритм, исполнитель, дать представление о составлении простейших алгоритмов в среде NXT-G.

  В ходе занятия обучающиеся должны продемонстрировать следующие результаты в виде универсальных учебных действий:

  −       Регулятивные: 

  −       систематизировать и обобщить знания по теме «Алгоритмы» для успешной реализации алгоритма работы собранного робота;

  −       Научиться программировать роботов с помощью среды программирования NXT-G.

  −       Познавательные: 

  −       Изучение робототехники, знакомство с датчиком освещенности, создание собственного робота, умение программировать с помощью среды программирования NXT-G;

  −       экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов на скорость движения робота.

  −       Коммуникативные: развить коммуникативные умения при работе в группе или команде.

  −      Личностные: развитие памяти и мышления, возможность изучения робототехники в старших классах.

  Тип урока: комбинированный

  Вид урока: практическая работа

  Оборудование: мультимедиа проектор, секундомеры, конструктор LEGO Mindstorms 9797 (5 шт.), в набор которого входят 431 элемент, включая программируемый блок управления NXT, 3 сервомотора, датчики звука, расстояния, касания и освещенности.

   

  План урока:

  1. Организационный момент (2 мин)
  2. Повторение теоретического материала предыдущего урока (5 мин)
  3. Практическая работа: разработка алгоритма для робота (21 мин)
  4. Подведение итогов урока. Минисоревнования. Рефлексия (10 мин)
  5. Этап информации о домашнем задании (2 мин)

   

  Ход урока:

  I.       Организационный момент.

  Проверка присутствующих. Раздача роботов, собранных на прошлом уроке.

  Учитель: Добрый день, ребята! На прошлом уроке мы с вами собирали трехколесных роботов, используя датчик освещенности.

  Сегодня мы продолжим изучение темы «Датчики», познакомимся с одним из самых распространенных исполнителей алгоритмов «вживую» - настоящим роботом, составим для него простейшую программу для движения по линии. Затем будем изменять параметры программы, чтобы добиться большей скорости движения. А в конце урока проведем минисоревнования, чтобы выяснить, чей робот едет быстрее.

  II. Повторение теоретического материала предыдущего урока.

  Учитель: Ребята, на прошлом уроке мы рассмотрели простейший алгоритм движения (мы его назвали «Алгоритм №1») по линии и собрали роботов. Прежде чем начать составлять программу, давайте ответим на следующие вопросы:

  1. Что выполняет датчик освещенности?

  2. На какой высоте от поверхности поля и под каким углом лучше всего его крепить?

  3. По какой траектории едет робот при исполнении простейшей программы (алгоритм №1) движения по линии и почему?

  4. Что такое средняя освещенность и по какой формуле она рассчитывается?

  Обучающиеся отвечают на предложенные вопросы, а учитель демонстрирует правильные ответы на слайдах.

  III. Практическая работа: разработка алгоритма для робота

   

  Учитель: Теперь давайте обратимся к нашим роботам (на данном уроке это трехколесные роботы, созданные по принципу робота-пятиминутки, которые мы собирали на прошлом занятии). Предлагаю вам составить для них программу для движения по линии (релейный регулятор) и продемонстрировать ее выполнение.

  Рекомендации: Показания датчиков снимаются на учительском компьютере, т.к. там расположено поле (или в другом более удобном месте, которое выберет учитель) и уровень освещенности может меняться. Стоит обратить внимание на погоду: при солнечной погоде необходимо затемнить окна и постараться создать максимально равномерный уровень освещенности хотя бы в зоне расположения поля с траекторией движения.

  Учитель: Сначала определим, какие команды нам понадобятся, как и какие сервомоторы должны вращаться и, какое время, а также последовательность выполнения команд. Также нам предстоит откалибровать датчик освещенности: снять показания датчика на самом светлом и самом темном (на линии) месте поля для расчета средней освещенности, на которую будет ориентироваться робот при движении.

              Средний уровень освещенности будем рассчитывать по формуле:

  Iср=(Iсв+Iтем)/2

  

  Далее нам это значение понадобится в переключателе, настроенном на датчик освещенности.

  Примечание: возможные причины, по которым обучающиеся не смогут снять показания с датчика освещенности:

  1. Не включен блок NXT.

  2. Не загружена пробная программа.

  3. Номер порта датчика в программе не соответствует номеру порта датчика на роботе.

  Задание 1: написать программу релейного регулятора (алгоритм №1) для движения по линии.

  Правильный вариант:

  

  Примечание: скорость движения в каждом отдельном случае будет разная во всех группах, т.к. расположение датчиков скорее всего будет разное (конструкционное различие). А также, точность измерений тоже будет разная.

  Траектория движения робота будет следующая:

  

  Задание 2: изменить созданный алгоритм таким образом, чтобы скорость движения робота по заданной траектории увеличилась, а амплитуда линии движения уменьшилась (стала более сглаженной).

  Правильный вариант:

  

  Примечание: в представленном в задании 1 алгоритме, вместо остановки колес, их включаем, но с очень маленькой мощностью (например 10). Скорость же другого колеса выставляется максимальной – 100. Подбирая мощность медленно вращающегося колеса, можно добиться большей скорости движения, используя данный алгоритм.

  Траектория движения робота будет следующая:

  

  IV. Подведение итогов урока. Минисоревнования. Рефлексия.

  Итак, ребята, давайте подведем итоги нашей работы. Для этого мы проверим, какое время требуется каждому роботу для проезда линии на нашем поле. Приготовьте секундомеры и по очереди запускаем роботов.

              В ходе данного мероприятия командам присваиваются места: 1,2,3,4,5.

              Возможно награждение команд грамотами (см. Приложение).

  V. Этап информации о домашнем задании.

  Запишите домашнее задание: Изобразить рассмотренный на уроке алгоритм в виде блок-схемы.

  Задание обязательно будет оценено!

  Спасибо за урок! До свидания, ребята.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

  Список использованных текстовых и графических источников:

   

  1. http://nnxt.blogspot.ru/2010/11/blog-post_21.html
  2. Инструкция для работы с комплектом LEGO Mindstorms 9797.
  3. Инструкция по сборке робота-пятиминутки авторская.
  4. Изображения из среды программирования NXT-G и фото роботов авторские.

Краткое описание материала