24 марта 2014      2413      0

Использование LEGO MINDSTORMS на уроках информатики и математики. #2


Warning: Use of undefined constant videoembedder_options - assumed 'videoembedder_options' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/u1798342/data/www/robostem.ru/nio/wp-content/plugins/video-embedder/video-embedder.php on line 306

Warning: Use of undefined constant videoembedder_options - assumed 'videoembedder_options' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/u1798342/data/www/robostem.ru/nio/wp-content/plugins/video-embedder/video-embedder.php on line 608

шапка

Продолжение… Встречи #1.

Здравствуйте, коллеги, давайте немного обсудим, что же у нас получилось найти. Какие интересные для вас темы, направления, идеи поселились в вашем сердце?
Начнем с меня smile.gif
Да, вроде и практикум написал, что же мне дальше-то делать? Всегда все портят противные мелочи. Вот какая тема меня давно мучает. Есть колеса разного диаметра и тема «Длина окружности». Хотелось бы соединить. Раньше пробовал, но, во-первых, разных колес было не так много. Во-вторых, получалось все с маленькой неувязочкой: задний балансир (третье колесико) раздражал и меня и учеников. Т.е. если я отвлекусь на помощь кому-нибудь, то получалось, что в конце урока у 2-х роботов (из 14) модуль «балансир» весь переделан. Сказать деткам: «Не трогаем ничего, пусть криво!» — это поступок камикадзе. Приходилось, скрипя, возвращать все на место. А у меня поток — урок, за уроком… sad.gif

В итоге получилось как-то так.

Как раз за неделю (с 24.03 по 28.03) поэкспериментирую и все подготовлю. Вот такую задачу поставил себе и начал ее реализовывать.
Вот из таких маленьких побед, наверное, и складывается наш успех.

Поставьте, коллеги, себе маленькую задачу и начните ее реализовывать. Уверен всем будет интересно следить именно за динамикой.

Немного вернемся от наших идей к примерам реализации. 

Раз, первой была идея рассмотреть метод координат, то ее и поднимем.

Такую реализацию не просто предложили, но и реализовали студенты, проходившие у нас педагогическую практику.

Реализация понятна и проста. Кроме того еще и не менее эффективна.

Рассмотрим другой подход.

Наблюдение процессов во времени

Одно из простых заданий, которое мы делаем с роботом – это создаем измеритель уровня шума.

Мы очень хотели наблюдать за изменениями звуковой обстановки, но сделали это каким-то странным способом. Робот-приёмник показывал числа и единицы измерений, они красиво отображались на экране, а мы не могли толком сказать, как изменяется звуковая обстановка. А ведь для нас был жизненно важен тот момент, когда надвигается, например, опасность.
Самый наглядный способ описания процессов, происходящих в жизни, — это построение графика.
Посмотрите на рисунок.

Это график тех измерений, которые проводил наш робот: по горизонтальной оси — секунды, по вертикальной — децибелы. Точки измерений для наглядности соединены линиями.
Смотрите, начиная с 11 секунды, к нашему роботу приближался источник звука, а после 20-й — удалялся. Если бы мы получали такой график в режиме реального времени, то заранее бы могли отреагировать на возможную опасность.

Задание №1. Приглядитесь к этому графику и придумайте короткую историю, которую он может нам «рассказать» (например: «25 секунд из жизни леса», «Удар выше ворот», «Маша разбила банку с вареньем»…).

Как вы уже поняли, вам надо научиться строить графики на экране робота. Чтобы вы удачно справились с предстоящим проектом, нужно рассмотреть один важный математический вопрос.
Координаты на плоскости
Задача перед нами, на первый взгляд, простая — отмечать на экране точки и соединять их отрезками. А как указать положение точки на экране?

Для этого нам понадобиться координатная плоскость:

  • две перпендикулярные прямые — оси координат;
  • точка пересечения прямых — начало координат;
  • стрелки осей — для указания положительных направлений;
  • и отложенные по осям равные отрезки

.

Положение точки на плоскости определяется парой чисел — координатами точки: координатой х, и координатой y.
Координаты на экране
Блок «Экран» имеет, как вы помните, режим «чертёж». Посмотрите настройки на рисунок (особенно выделенные фрагменты), есть одна «маленькая» ошибочка переводчика: линия, проведенная от одной точки до другой — это отрезок (хотя в настройках — «прямая», вы должны помнить, что прямая бесконечна).

Количество точек на экране небольшое:
100 по горизонтали и 64 по вертикали (пишут: 100×64).
Начало координат — левый нижний угол.
На рисунке проведен отрезок от точки с минимальными координатами до точки с максимальными.
Чтобы построить отрезок нам нужно 4 числа (координаты двух точек). Посмотрите пример: x и y — это координаты начальной точки, а _x и _y — конечной.

По оси ординат мы будем отмечать значение громкости звука в децибелах, по оси абсцисс — время.
Поэтому сначала вам необходимо нарисовать на экране робота координатную плоскость.

Задание №2. Используя несколько блоков «Экран», составьте программу, выводящую на экран NXT координатные оси и подписи к ним.
Скорее всего, у вас получилась программа очень похожая на указанную ниже (за исключением некоторых деталей).

 Уменьшено: 70% от [ 967 на 121 ] — нажмите для просмотра полного изображения

Задание №3. Чтобы такая «длинная» программа не мешала в дальнейших разработках, воспользуйтесь созданием вспомогательного алгоритма (создайте «Мой блок» и назовите его «axes», что означает «оси».)

Задание №4. Напишите программу для NXT, отображающую на экране график изменения звуковой обстановки вокруг робота. Усовершенствуйте программу, добавив ей дополнительные возможности.

________________________

Задание (для участников). Надеюсь вы уже выбрали ту маленькую задачку, которую реализуете. Постарайтесь несколькими способами подойти к ее решению.

А уж потом из маленьких заданий у вас получится отличный летний робототехнический лагерь (для тех, кто загорелся этой идеей). На природе измерять одним роботом уровень шума, а другой через Bluetooth будет показывать отличный график. Интересно, а хруст ветки под ногой он с какого расстояния определит?

Используйте другие датчики и у вас получится исследование вне стен классной комнаты. Ведь робот автономен! Хотя он вовсе и не робот smile.gif

Жду ваших идей smile.gif

И еще небольшой пример использования LEGO MINDSTORMS как средства изучения чего-либо.

Тема «Звуковые редакторы». Как ее можно реализовать не LEGO-роботе?
Вы уже обратили внимание, что наш робот говорит только по-английски, причём и слов то у него очень мало. Поэтому, следующая задача научить робота говорить вашим голосом. Он, конечно, стихи читать не сможет — памяти у него не хватит, но с удовольствием сможет повторить многие ваши любимые фразы и слова. Они ведь у вас должны быть. Для этого нам необходимо записать ваш голос и преобразовать (говорят: конвертировать) его, чтобы робот мог воспроизвести этот звук.
Для решения этих задач нам нужно две программы: звуковой редактор и конвертер. Звуковой редактор — это программа для записи редактирования, сохранения звуковых файлов, обычно имеет возможность использования различных звуковых эффектов (изменение тембра, темпа, высоты тона, скорости воспроизведения и т. д.). Конвертер — это программа, преобразующая звуковой файл в звуковой файл для использования на электронных устройствах (телефонах, mp3-плеерах и т. д.).
Для решения наших задач будем использовать редактор Audacity и конвертер wav2rso.

Надевайте гарнитуру или пододвигайте микрофон, после нажатия на кнопку «Запись» — говорите.
Можете изменить ваш голос, применив к нему различные эффекты из меню «Эффекты» (например, смену высоты тона, темпа и скорости).
Если результат не очень вам нравится — удалите дорожку и запишите свой голос ещё раз.

Итак, вы все записали, прослушали запись. Готово!
Теперь необходимо сохранить файл в формате WAV.
Файл → Экспортировать…
Укажите, в какой папке вы собираетесь сохранить файл.
Имя файла наберите английскими буквами (робот не понимает кириллицу) и нажмите «Сохранить».

В появившемся окне «Правка метаданных» можно ничего не заполнять, нажимаем «ОК». Посмотрите внимательно, когда дома вы будете аналогично работать со звуковыми файлами указанные поля можно заполнить.

Итак, вы записали ваш голос в файл. Теперь необходимо его преобразовать так, чтобы его мог воспроизвести робот.
Запустите программу — это программа конвертирует звуковые файлы, чтобы робот их мог воспроизвести.

Нажмите «Directory» и укажите путь, куда вы будете сохранять уже конвертированный файл.
C:\Program Files\LEGO Software\LEGO MINDSTORMS Edu NXT\engine\Sounds
— в этой папке хранятся все звуки, которые может воспроизводить робот
или тут: C:\Program Files (x86)\LEGO Software\LEGO MINDSTORMS Edu NXT\engine\Sounds (если операционная система 64-битная)

Нажмите «Select Files…» (выберите файлы) и укажите путь к сохранённому файлу с вашим голосом.
Остальные настройки выставьте, как указано на рисунке. Далее нажмите «Convert».
Если конвертация прошла успешно (Success) — появится сообщение.
Нажимайте «ОК».
Запускайте программу NXT 2.0 Programming.
Расположите блок «Звук» на коммутаторе последовательности действий. В настройках укажите имя вашего файла.
Прослушайте звук через наушники, загрузите в вашего робота и запустите.

Задание №1. Теперь ваш робот может говорить всё, что вы захотите. Попробуйте записать фразу «Валли-и-и» или «Ева-а-а». Используйте эффекты: «смена высоты тона» и «скорость».

Контрольное задание: «Пароль и отзыв»
Задание №2. Ваше «секретное задание»: робот-агент должен прибыть к указанной на карте точке и сказать пароль: «У вас продается славянский шкаф?». Узнайте, кстати, из какого фильма эта фраза.

Как Вы наверное догадались, последнее задание переделывается под любой тематический классный час. smile.gif

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.

Любимые цитаты
«Для счастья необходимы: работа, любовь, общение с людьми» (Ландау Лев Давидович)
Популярные записи
Архивы
Амперка. Модули
РобоНорд-2017
Олимпиада «Будущий инженер»
Календарь записей
Сентябрь 2022
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
Пять последних постов
Фотографии

© 2022 Начала инженерного образования в школе · 163051, Архангельск, ул. Тимме, 22/3. МБОУ Гимназия № 24