Όμιλος Εκπαιδευτικής Ρομποτικής

Σε αυτή τη δράση κατασκευάσαμε ένα φαναριού που ρυθμίζει την οδική κυκλοφορία χρησιμοποιώντας το Nezha Inventor’s Kit.

Τα φανάρια πουρυθμίζουν την οδική παίζουν σημαντικό ρόλο στην καθημερινότητά μας, καθώς ελέγχουν τη ροή της κυκλοφορίας και διασφαλίζουν την οδική ασφάλεια.

Θα ήταν ενδιαφέρον και χρήσιμο να μπορούσαμε να φτιάξουμε το δικό μας μοντέλο φαναριού και να ελέγχουμε τον τρόπο που ανάβουν και σβήνουν τα φώτα του, την ακολουθία αλλαγής όπως και τις περιπτώσεις που θα ελέγχει το φανάρι, αν θα ελέγχει δηλαδή πεζούς, οχήματα, ποδήλατα κ.τ.λ.

Οι μαθητές εργάστηκαν σε μικρές ομάδες και πειραματίσθηκαν πάνω στον έλεγχο και τον προγραμματισμό των φώτων LED ώστε το αποτέλεσμα να μοιάζει με ένα πραγματικό φανάρι ρύθμισης κυκλοφορίας.

Ένας αισθητήρας υπερήχων είναι ένας αισθητήρας που χρησιμοποιείται για τη  μέτρηση της απόστασης. Μπορεί να ανιχνεύσει την απόσταση ενός αντικειμένου στέλνοντας ένα υπέρηχο παλμό μετρώντας τον χρόνο επιστροφής του. Μια πολύ καλή πρακτική εφαρμογή είναι να  μπορούσαμε να φτιάξουμε μια πύλη χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα υπερήχων και να ελέγξουμε αυτόματα το άνοιγμα και το κλείσιμο της πύλης.

Οι μαθητές εργάστηκαν σε μικρές ομάδες και δημιούργησαν μια πύλη χρησιμοποιώντας τα υλικά δομικών στοιχείων από το Nezha Inventor’s Kit και τον αισθητήρα υπερήχων.

Στη συνέχεια οι μαθητές, μέσω προγράμματος, λαμβάνανε τις τιμές από τον αισθητήρα υπερήχων και στέλνανε σήμα ελέγχου για κίνηση στο σερβοκινητήρα να ανυψώσει την πύλη.

Μέσω αυτής της δράσης, οι μαθητές είχαν την ευκαιρία να εφαρμόσουν στη πράξη τις αρχές λειτουργίας και τις δυνατότητες των αισθητήρων υπερήχων, καλλιέργησαν δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων και εξασκήθηκαν στη χρήση της ρομποτικής στην αυτοματοποιημένη ανύψωση της πύλης.

Οι μαθητές αρχικά συναρμολόγησαν τα αυτοκίνητα, προσάρμοσαν στο εμπρός τμήμα τους τους αισθητήρες και στη συνέχεια δημιούργησαν τα προγράμματα για τον έλεγχο των αυτοκινήτων. Τα ρομπότ βρίσκουν την έξοδο σε ένα λαβύρινθο με την εφαρμογή των γνωστών αλγόριθμων όπως ο  «κανόνας του δεξιού χεριού».

Εάν υπάρχει δρόμος δεξιά τότε στρίψε δεξιά και προχώρα.

Αλλιώς αν υπάρχει δρόμος μπροστά τότε προχώρα ευθεία.

Αλλιώς αν υπάρχει δρόμος αριστερά τότε στρίψε αριστερά και προχώρα.

Αλλιώς κάνε αναστροφή.

Καθώς το ρομπότ κινείται μέσα στο λαβύρινθο, θα ακολουθεί πάντα τον τοίχο προς τα δεξιά, διερχόμενο από οποιοδήποτε άνοιγμα από εκείνη την πλευρά. Αν και αυτή η μέθοδος δεν βρίσκει αναγκαστικά την συντομότερη διαδρομή μέσα στο λαβύρινθο, τελικά βρίσκει την έξοδο. Γίνεται χρήση τριών αισθητήρων ανίχνευσης μαύρης γραμμής  και ο λαβύρινθος έχει μια είσοδο και μία έξοδο στο τέλος της διαδρομής.

Ο εκσκαφέας είναι ένα κατασκευαστικό όχημα αρκετά ισχυρό που επιτρέπει εργασίες εκσκαφής. Με αυτή τη δράση, οι μαθητές είχαν την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουν τον κοχλία και τα γρανάζια για να κατασκευάσουν ένα απλό μοντέλο ενός οχήματος εκσκαφής με  το Nezha Inventor’s Kit.

Οι μαθητές εργάσθηκαν ομαδικά, επιλύοντας επιμέρους προβλήματα και εφαρμόζοντας δημιουργικά τις ιδέες τους συναρμολόγησαν τις μηχανικές κατασκευές. Εκτός από μπλοκ, κοχλία, γρανάζια και συνδέσμους χρησιμοποίησαν κινητήρες κίνησης και τον σερβομηχανισμό για τον έλεγχο της κίνησης του οχήματος και του ρομποτικού βραχίονα. Ιδιαίτερη σημασία για τη ολοκλήρωση της κατασκευής είχε η εφαρμογή της μετάδοσης της κίνησης από έναν κοχλία σε ένα γρανάζι και η απόδοση των μηχανικών σιαγόνων του εκσκαφέα για τη λειτουργία της λαβής.

Με την εφαρμογή Makecode, οι μαθητές ανέπτυξαν το κατάλληλο λογισμικό για τον έλεγχο των κατασκευών τους. Σ’ αυτή τη φάση οι μαθητές διενεργώντας πολλούς πειραματισμούς και ελέγχους, διαπίστωσαν στη πράξη, τον καθοριστικό ρόλο που παίζει το λογισμικό στη λειτουργία των σύγχρονων μηχανών.

Οι μαθητές εκτέλεσαν πολλά πειράματα  ώστε οι κατασκευές τους να μπορούν να μιμηθούν τις κινήσεις ενός πραγματικού οχήματος εκσκαφέα και να μπορούν να εκτελέσουν μια ποικιλία εργασιών. Απέδειξαν ότι οι κατασκευές τους θα μπορούσαν να μιμηθούν τις ρομποτικές κατασκευές που λειτουργούν σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στην καθημερινή ζωή.