Název projektu: Život s počítačem Číslo projektu: OPVK.CZ.1.07/1.2.32/01.0041 Metodické pokyny k pracovnímu listu Projektový den Robotika I Žáci se seznámí s robotem Lego Mindstorms, s jeho stavěním a programováním. Pro stavění byl vybrán robot ev3rstorm. K tomuto pracovnímu listu nejsou potřeba žádné předchozí dovednosti. Žáci mají v pracovním listu vysvětleno vše o programování, které budou potřebovat. Doporučený čas: 3 4 vyučovací hodiny (dle schopností žáků) Seznam zdrojů k tématu: www stránky s návody ke stavění: http://www.lego.com/cs-cz/mindstorms/downloads/building-instructions/everstorm/ Seznam pokynů k vypracování a splnění úkolů pracovního listu: 1. Stavění robota 2. Kontrola motorů 3. Programování robota 4. Splnění 2 zadaných úkolů 1
Projektový den Robotika 1. Sestavení robota Sestavte robota EV3RSTORM podle návodu. Každý návod má v pravé rohu napsanou svou barvu a je popsáno co sestavujete. - červený text (potřeba sestavit jako první části těla) - zelený text (je zapotřebí sestavit jako první tělo na nohy, potom ostatní jedná se o připojování částí na tělo) - modrý text - bonus navíc malý robůtek 2. Kontrola motoru Vyzkoušení robota zda jsou motory zapojeny správně. - zapněte robota tlačítko na kostce (tělu robota) robota uprostřed, začne svítit červeně a na displeji napsáno starting - 2krát tlačítko doprava - 1krát dolů na nápis Motor Control - enter (tlačítko jako při startu) - dole v pravém rohu bude napsáno buď A+D nebo B+C (přepíná se mezi tím entrem) A+D B+C - zmáčkni tlačítko doprava nebo doleva, na displeji se rozsvítí písmeno D nahoře v pravém rohu dál se nic nestane, v tomto portu není nic zapojeno - zmáčkni tlačítko nahoru nebo dolů, rozsvítí se písmeno A nahoře v levém rohu v tuto chvíli by robot měl hýbat rukou kde má kuličky a střílet je - tlačítko doprava svítí písmeno C - pravá noha jede dopředu - tlačítko doleva svítí písmeno C pravá noha jede dozadu - tlačítko nahoru svítí písmeno B levá noha jede dopředu - tlačítko dolů svítí písmeno B levá noha jede dozadu 3. Programování robota Připoj robota k počítači pomocí kabelu USB. Nadzvedni robotovi levé rameno připoj kabel do zdířky s názvem PC. Spusť program LEGO MINDSTORMS EV3. Vlevo nahoře nápis File, po rozkliknutí New Project. Zapne se toto: 2
1. Klikněte na dvojklikem na program (svítí modře vpravo nahoře), přepište název na třída,písmeno a barva skupiny, např. 6Azelena 2. Vlevo dole máte informace o vašem robotovi. Vrchní tlačítko: název kostky, firmware, a typ připojení. Střední tlačítko: připojení senzorů a motorů. Zkuste si šáhnout na senzory, důležité k programování. Senzor na pravém rameni touch zkuste zmáčknout, změní se číslo u tohoto senzoru. Dokáže rozpoznat 3 stavy: dotyk, náraz a uvolnění. Senzor na levém rameni color rozpoznává sedm různých barev, měří intenzitu světla. Dá se nastavit na 3 stavy barvy, intenzita okolního světla, intenzita odráženého světla. Senzor v očích infared detekuje objekty, jejich vzdálenost a umí vyhledat Remote Infared Beacon (dálkové ovládání, maják). Poslední tlačítko: odpojování a připojování robota. Nebo aktualizace. Programuješ pomocí bloků akcí: které přetahuješ na programovací plochu. Poté pro zkoušku klikneš na tlačítko play (zelená šipka) a uvidíš co se bude dít. 3
Popis všech bloků: Zelené (zleva doprava) bloky akcí (aciton blocks) - střední motor (medium motor) - velký motor (large motor) - řízení pohybu (move steering) - řízení pohybu tanku (move tank) - displej (display) - zvuk (sound) - stavová kontrolka kostky (brick status light) Oranžové bloky toků (flow blocks) - začátek (start) - počkat (wait) - cyklus (loop) - přepnout (switch) - přerušit cyklus (loop interrupt) Žluté bloky senzorů (sensor blocks) - tlačítka kostky (brick buttons) - barevný senzor (color sensor) - infračervený senzor (infared sensor) - otáčení motoru (motor rotation) - časovač (timer) - dotykový senzor (touch sensor) Červené bloky dat (data blocks) - proměnná (variable) - konstanta (constant) - řada operací (array operations) - logické operace (logic operations) - matematika (math) - zaokrouhlit (round) - porovnat (compare) - range (rozsah) - text (text) - náhodný (random) Modré bloky pokročilých funkcí (advance blocks) - přístup k souborům (file access) - zpracování zpráv (messaging) - připojení bluetooth (bluetooth connection) - nepřepnout do režimu spánku (keep awake) - skutečná hodnota senzoru (raw sensor value) - neregulovaný motor (unregulated motor) - obrátit motor (invert motor) - zastavit program (stop program) Tyrkysová moje bloky (my blocks) 4
- když se opakovaně používá stejný segment programu, můžeš pro něj vytvořit pouze jeden blok (my blocks). Tento celý blok pak jednoduše vkládat pomocí jednoho bloku do budoucích programů. 1. Úkol Robot musí ujít požadovanou vzdálenost na zemi. Na zemi je nakreslená startovací čára. O kus dále je namalovaná druhá čára. Naprogramuj robota tak, aby došel od startovací čáry a skončil co nejblíže k druhé čáře. Nejlépe aby skončil na ní. Pro příklad ukázky programování tohoto úkolu na vzdálenost 1 metr. 1) Z toho to můžeš vyčíst robot jede oběma nohama najednou, jede úplně rovně, jede rychlostí 100 a je nastaven na čas, jede 6sec. 2) Teď je upravena oproti 1) rychlost a tím pádem i čas. Rychlost je snížena na 50, proto se musel zvýšit čas na 8sec. 3) Je použit jiný blok. V tomto bloku můžeš ovládat každou nohu jinou rychlostí. Pro náš příklad ujet jeden metr, jsou nastaveny obě nohy na stejnou rychlost. Čas je 11sec. Všimni si, že oproti 2) je tu vyšší rychlost, ale více sekund. Když spustíš tlačítkem play robota a zjistíš že tam máš něco špatně, vpravo dole můžeš tvého robota stopnout aniž by dokončil vše co jsi mu naplánoval. 5
Protože tu jsou pevné počítače, vyzkoušej si jestli ti program funguje, stisknutím tlačítka play (zelené tlačítko na programovací ploše) a hlídej robota, ať se nezamotá do kabelu nebo se mu nevytrhne. Až si budeš myslet, že se úkol povede, ulož program do robota, odpoj ho a běž to vyzkoušet. Uložení programu do robota: Stiskni toto tlačítko, robot naposled vyzkouší program, který je zrovna na ploše a uloží ho do kostky. Odpoj robota přes počítač (něco jako bezpečně odebrat flashku): Teď už můžeš odpojit opatrně kabel z robota a jít vyzkoušet zda se ti úkol povede nebo ne. Používání senzorů a malého motoru. 1) Robot čeká dokud nezmáčkneš Touch senzor, pak vystřelí kuličku. 2) Robot vystřelí kuličku, pak čeká dokud mu neukážeš na Color senzor červenou barvu (např. tu vystřelenou kuličku), pak začne kostka blikat oranžově a zároveň robot udělá otočku o 360. 6
Jede levou nohou dopředu. (Pozor otočení motoru o 360, neznamená že se robot otočí o 360, ale pouze motor udělá jednu celou otočku dokola. Já jsem zvolila otočku rychlostí 75, a otočku o 3600. Tzn. že motor udělal 10 celých otoček, ale robot se otočil pouze jednou dokola.) 2. Úkol Zkus postavit robota na start vedle krabice a obejít jí dokola, aby robot překročil startovní čáru, pak se zastavil, počkal dokud mu neukážeš cokoli v modré barvě. Po modré barvě vystřelit 2 kuličky. 7