Методические разработки по робототехнике

РОБОТОТЕХНИКА

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ПРОЕКТ «РОБОТ-МИНУТКА»

Направление «Робототехника»

Автор: педагог дополнительного образования

                                                                                                          Куприянов Кирилл Александрович

2024 г.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Робототехника является одним из наиболее востребованных направлений в образовательном процессе и представляет из себя техническую компетенцию которая дает возможность решать задачи творческого характера.

Большинство методических разработок составлены для проведения занятий у детей имеющих опыт занятий робототехникой и направленны для развития кругозора и навыков в создании проектов.

Данная методичка предназначена для легкого и быстрого введения учащихся в изучение робототехники. Используя на первом этапе методы конструирования, на втором возможности программирования, мы получаем комплекс который позволяет произвести сборку робота используя минимальное количества деталей из робототехнического набора LEGO MINDSTORM EV3 и позволить ребятам, которые первый раз знакомятся с робототехникой, не только собрать конструкцию за одно занятие, но и запрограммировать его на выполнение циклического задания (движение по квадрату). А также научится пользоваться программным продуктом и приобрести навыки в установке их на компьютер.

Цель проекта:  собрать модели робота и запрограммировать его.

Задачи проекта:

-  выявить интерес учащихся к робототехнике;

-изучить возможности конструктора;

-      познакомиться  с      возможностями   программирования  для  управления робота.

Данный робот является основой для целой серии конструкций, которые будут создаваться с использованием датчиков входящих в основной робототехнический набор (датчик касания, датчик цвета, ультразвуковой датчик, датчик звука).

Возраст обучающихся: 6-10 лет. Тип занятия: комбинированное. Форма занятий: аудиторное.

Формы организации деятельности: индивидуальные, групповые.

Методы:     показ,     метод     проектов,     создание     проблемной     ситуации, обсуждение.

Вывод: Через создание простейшей модели, мы освоим навыки сборки конструкций. Итогом наших занятий будет собраный прототип, управляемый

и выполняющий задания. И через создание проблемной ситуации умение находить решение.

Занятие №1

Направление: Введение в робототехнику.Знакомство с LEGO MINDSTORM EV3.

Тема: «Знакомство с EV3»

Цель занятия: Познакомить учащихся с набором LEGO MINDSTORM EV3. Собрать конструкцию.

ЭТАПЫ	ПРЕПОДАВАТЕЛЬ	УЧАЩИЕСЯ
МОТИВАЦИЯ	Показ видео о робототехнике. Вопрос: как робототехника влияет на развитие общества?	Просмотр видео. Диалог с преподавателем
МАТЕРИАЛ	Расматриваем конструкции которые можно собрать из базового набора.(Презентация)	Просмотр презентации. Беседа.
ЗАКРЕПЛЯЕМ	Организует выполнение	Практикум. Выбирают
ТЕОРИЮ НА	задачи с использованием	детали. Собирают
ПРАКТИКЕ	наборов   LEGO MINDSTORM	конструкцию
	EV3	«Минутка».
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ	ПОСТАНОВКА ВПОПРОСОВ.	Опрос. Беседа.
	Почему задние колеса	Проверка на рабочей
	предназначенные для упора	модели моментов при
	лучше использовать без	постановке вопросов.
	резиновых оснований? Как можно улучшить модель?	(без резины, коэффициент трения уменьшается, легче производятся повороты;
	Какие основные ошибки	крепления моторов делались с
	допускались при сборке модели?	одной стороны, подключение к портам производилось неправильно)

Шаг №1.  Собираем необходимые детали.

Шаг №2 Начинаем сборку с двигателей. 2а)

2б)

2в)

2г) собое внимание нужно уделить расположению колес и креплений.

Шаг№3 Собираем задний упор. 3а)

3б)

3в)

3г)

Шаг №4 Производим сборку заднего упора.

Шаг №5. Подключаем провода. 5а)

б)подключение проводов производится в порты обозначенные буквами(!)

***(Порты обозначенные цифрами, предназначенны для подключения датчиков.)

Конструкция собрана!

Занятие №2

Направление: Введение в робототехнику.Знакомство с LEGO MINDSTORM EV3.

Тема: «Знакомство с EV3 через программирование»

Цель занятия: Познакомить учащихся с установкой   LEGO MINDSTORM EV3

ЭТАПЫ	ПРЕПОДАВАТЕЛЬ	УЧАЩИЕСЯ
МОТИВАЦИЯ	Знакомство со средами программирования. (С+, Python, ПО LEGO® MINDSTORMS® EV3 Home Edition) Введение понятие алгоритм.	Беседа с преподавателем.
МАТЕРИАЛ.	Установка ПО LEGO®	Практикум. Скачают
	MINDSTORMS® EV3 Home Edition	с официального
	на компьютерах.	сайта ПО
	https://www.lego.com/ru-
	ru/themes/mindstorms/downloads
ЗАКРЕПЛЯЕМ	Контролирует установку ПО	Устанавливают ПО
ТЕОРИЮ НА		на компьютеры.
ПРАКТИКЕ		Выполняют работы
		под присмотром
		преподавателя.

Дополнение и пояснения:

Цель данного занятия научить ребят находить нужный материал в интернете. А также правильной установке программного обеспечения на компьютерах.

Данный навык неоходим в связи с тем что оборудование может работать неустойчиво, а значит периодически возникает необходимость

переустановки ПО. Умение правильно работать с программами, развивает увереность и желание проибретать новые знания.

Шаг №1 Скачиваем с официального сайта LMS-EV3_Full-setup_1.4.5_ru- RU_WIN32.  (ссылка дана выше)  Запускаем установочный файл.

Шаг№2 Выбираем калог куда устанавливается наша программа. Лучший вариант оставить по умолчанию.

Шаг№3 Принять лицензионные соглашения.

Шаг№4    Происходит установка ПО на компьютер.

Шаг №5 запуск программы осуществляется нажатием иконки с логотипом LEGO® MINDSTORMS® EV3  на рабочем столе.

Шаг №6  Знакомство с программой.

Занятие №3

Направление: Введение в робототехнику.Знакомство с LEGO MINDSTORM EV3.

Тема: «Знакомство с EV3 через программирование»

Цель занятия: Познакомить учащихся с возможностями программирования на  LEGO MINDSTORM EV3

ЭТАПЫ	ПРЕПОДАВАТЕЛЬ	УЧАЩИЕСЯ
МОТИВАЦИЯ	Проводит знакомство с основым вкладками управления блоками.	Запускают ПО. Создают проект. Знакомятся ч вкладками блоков.
ЗАКРЕПЛЯЕМ ТЕОРИЮ	Показывает как писать	Практикум. Выпоняют
НА ПРАКТИКЕ	программу.	задачу, пишут
	Используетм алгоритм	программы разными
	повторения.	вариантами. Кто
	Расказывает о	больше вариантов
	возможных вариантах	найдет.
	создания программы(
	выбор блоков на
	каждый этап,
	копирование
	повторяющихся блоков)
ИТОГИ ЗАНЯТИЯ.	Проверяет	Загружают написанные
ВЫВОДЫ.	правильность	программы в роботов.
	написания программ.	При выполнении вносят
		коррективы в
		программы.
		Сохранение.
ВЫВОД. ПОДВЕДЕНИЕ	Организует беседу по	Решают поставленные
ИТОГОВ	результатам занятия.	вопросы. Беседа.
	Что получилось? Какие
	ошибки были допущены?
	Как можно улучшить
	результаты?

Шаг №1 Открываем программу. Создаем проект. Знакомимся с рабочим столом.

Шаг №2  Пишем программу для движения робота по квадрату.

Цель робота, проехать по квадрату и вернутся в начальную позицию.

Преимущества программы:

-легкость в понимании алгоритма движения

Недостаток программы:

-необходимость настройки блоков управления моторов под конкретную модель.

-программа имеет повторющий код, что делает ее не очень удобной в написании.

Факторы влияющие на установку показателей (цифровые значения) блоков:

-качество моторов;

-заряд аккумулятора.

Шаг №3 Модифицируем программу движения робота по квадрату. Цель робота, проехать по квадрату и вернутся в начальную позицию.

Данная программа выполняет те же движения что и предыдущая, но в

отличии от нее имеет упрощенный вид, за счет использования блока «Цикл».

Преимущества программы:

-легкость в понимании алгоритма;

-упрощенный вид программы.

Недостаток программы:

-настройка блоков ограниченна в связи с уменьшением количества блоков управления моторами.

Дополнение и пояснения:

Для закрепления полученных знаний, данную программу рекомендуется дополнить движением робота в обратном направлении. Задачу необходимо решить командным способом. Что позволит приучить ребят работать в команде.

 ВАЖНО! Одной из главных проблем при освоении чего то нового и нежелание ребят продолжать занятие происходит в период когда собранная модель не работает или программа не выполняет функцию . Поэтому очень важно именно в этот момент нацелить их на поиск возможных причин и показать как найти и устранить их!

Неисправности и способы устранения:

№ п/п	Возможные причины	проверка	Способ решения.
	Не	1. Проверить заряд батареи.	1а.) Зарядить (заменить)
	включается		аккумулятор
	блок.		1б.) Поправить контакт.
			(При установке
			аккумулятора, не
			допускать загиба
			пружины контакта.)
2	Программа не работает.	1.     Проверить правильность установки портов(параметров блоков). 2.     Проверить роботоспособность моторов.	1.     Установить правильное значение порта(проверить значения). 2.     В случае необходимости поменять.
3	Работает	1.  Поменять подключение проводов местами: а)Если моторы изменили состояние. б) если работа моторов не изменилась.
	один мотор
			а)Заменить провод на
			роботоспособный.
			б) заменить мотор на
			рабочий.
4	Оба мотора не работает.	1.     Проверить включен ли блок. 2.     Проверить провода. 3.     Проверить моторы.	1.     Включить блок. (см п.1) 2.     заменить провода 3.     заменить моторы.