Мастер-класс «Сборка и программирование моделей роботов в среде LEGO Mindstorms Education EV3»

Тема: «Сборка и программирование моделей роботов в среде

LEGO Mindstorms Education EV3»

Продолжительность мастер-класса: 60минут

Цель мастер-класса:формирование профориентации у школьников в процессе конструирования и программирования роботов

Задачи:

Собрать робота

Программирование робота на ПК

Загрузка программы в робота

Произвести тестовый запуск

Отладить программу (по необходимости)

Демонстрация работы робота

Оборудование:

Мооблоки 10 шт), комплекты Lego Mindstorms 45544(10 шт), поля для показательных выступлений.

Раздаточный материал: Конструктор, «наглядное пособие»

Структура мастер-класса

Вводная часть: 8 минут

Оргмомент: 4 мин

Вводная беседа: 4 мин

Основная часть:45 минут

Конструирование роботов (самостоятельное сборка роботов участниками мастер - класса) -20мин

Программирование(самостоятельное программирование роботов участниками мастер - класса) -5 мин

Пробный запуск и отладка – 15 мин

Презентация готовых роботов на подготовленных полях.-5 мин

Заключительная часть: 7 минут

Подведение итогов - 3 мин

Рефлексия- 4 мин

Ход мастер-класса

Вводная часть

Робот- автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма, предназначенное для осуществления производственных и других операций, которое действует по заранее заложенной программе и получает информацию о внешнем мире от датчиков.

Роботы — часть стремительно надвигающегося будущего высоких технологий.

Робототехника — сфера деятельности, связанная с разработкой и эксплуатацией автоматизированных технических систем — роботов.

Применение роботов в современном мире

В современном мире, роботы – довольно востребованы. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться

Таких как:

Медицина( протезы конечностей умеют двигать пальчиками),

Космос (большая часть космических исследований легла именно на плечи роботов Луноход, Марсоход и робот-аватар – наиболее известные из космороботов предназначены для работы в условиях космоса и выполняют действия, которые для человека оказались бы непосильными или крайне опасными),

система безопасности (обнаруживают пожароопасные ситуации и предотвращают их, имитирующим противника, длительное слежение за объектами),

производство и быт (робот-пылесос и газонокосильщик и т.д),

развлечения (мир детских игрушек)

Основная часть

Сегодня мы вам продемонстрируем конструктор Lego Mindstorms, а затем испытаем его на практике:

создадим простейших роботов

запрограммируем при помощи языка программирования высокого уровня LEGO MINDSTORMS EV3

Передваминабор LEGO Mindstorms Education EV3-45544.EV3 – это третье поколение платформы LEGO Education MINDSTORMS, а собственно «EV» является сокращением от английского слова «evolution» - эволюция.

Состав набора

1. Микрокомпьютер, датчики и моторы.

Микрокомпьютер EV3– 1 шт. (передача данных по WiFi, графический дисплей, воспроизведение звуков, кнопки со светодиодами, возможность программирования и регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере)

Большой сервомотор– 2 шт. ( точность измерения встроенного датчика угла поворота - 1 градус)

Средний сервомотор– 1 шт.

Гироскопический датчик- 1 шт. (измерение угла наклона, скорости вращения)

Ультразвуковой датчик– 1 шт. (измерение расстояния, поиск других активных ультразвуковых датчиков в режиме «прослушивания»)

Датчик касания– 2 шт. (фронтальная кнопка, автоматический подсчет количества касаний)

Датчик цвета– 1 шт. (различает 7 цветов,  а также отсутствие цвета, возможность использования как датчик освещенности)

Набор кабелей.

- Шестеренки, колеса и оси.
- Соединительные элементы.
- Конструкционные элементы: балки, блоки, пластины

Закрепляем знания на практике и создадим простейших роботов "пятиминуток". Инструкция по сборке и программированию находится на рабочих столах вашего компьютера и в распечатанном виде на столе.

Видео (фон) Сборка началась!

Программирование в стандартной среде программирования Lego Mindstorms EV3 не составляет особого труда. EV3 - это программное обеспечение для создания программ для роботов и возможность сделать их живыми. Весь процесс программирования выглядит как перетаскивание блоков с определенными действиями.

Есть широкий спектр программных блоков на выбор. Они сгруппированы в пять категорий:

Блоки действий (зеленый) - управляют действиями в рамках программы. Они контролируют вращение моторов, а также изображения, звук и подсветку модуля EV3

Блок выполнения программы (оранжевый)управляют процессом выполнения программ. Все создаваемые тобой программы будут начинаться со стартового блока

Блоки датчиков (желтый) позволяют программе считывать входящие данные с датчика цвета, ИК-датчика, датчика касания и многое другое.

Блоки операций над данными (красный)-позволяют вводить и считывать переменные величины, сравнивать характеристики и многое другое.

Блоки модернизации (синий)-позволяют работать с файлами, устанавливать связь по Bluetooth и многое другое.

Задавая параметры для датчиков, подстраиваем робота к знакомству с окружающей средой.

Каждый из ваших роботов будет выполнять определенный действия на которые вы их запрограммируете

Каждая группа говорит что будет делать их робот!

Демонстрация роботов-пятиминуток. Отладка при необходимости.

Заключительная часть

Подведение итогов: На этом мастер – классе мы узнали, что называется роботом и робототехникой, узнали область применения роботов, а самое главное мы научились самостоятельно создавать и программировать роботов.

Рефлексия (Некоторые вопросы для рефлексии):

- Какую задачу решали? Что надо было сделать? Что  делали?  Как выполняли задание? Что не получилось и почему?  Что следует делать в дальнейшем? Что может помочь в дальнейшей работе?

- Какие трудности (проблемы) возникли (испытывали)?  Почему? Как они были преодолены?

- Что хотели? Чего достигли? Как этого достигли? Что нас не устраивает? 

Заключительное слово: Как видите, современный мир уже невозможно представить себе без применения высоких технологий и роботов. Занятия по робототехнике помогают детям идти в ногу со стремительно развивающимся прогрессом и дают уникальную возможность для участия в улучшении качества жизни. За нами – будущее!

Благодарность всем участникам мастер – класса.

Все ребята сегодня молодцы, спасибо вам за работу.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/415125-master-klass-sborka-i-programmirovanie-modele