Πνομα Ομάδασ: Προγραμματιςμόσ ενόσ κινοφμενου ρομπότ

Transcript

1 Φφλλο Εργαςίασ : Ακολοφθηςε τισ εντολζσ μου! Τάξθ: Β Γυμναςίου Ενότθτα: Λφνω προβλιματα με υπολογιςτικά φφλλα Εμπλεκόμενεσ ζννοιεσ: ρομποτικι, Lego Mindstorms, υπολογιςτικά φφλλα, ςυναρτιςεισ, γραφιματα Διάρκεια: διδακτικζσ ϊρεσ Πνομα Ομάδασ: Προγραμματιςμόσ ενόσ κινοφμενου ρομπότ Γεια ςασ! Είμαι το ρομπότ ςασ και κζλω να μου δϊςετε κίνθςθ! Για να το πετφχετε αυτό πρζπει να χρθςιμοποιιςετε το λογιςμικό Lego Mindstorms NXT Edu που είναι εγκατεςτθμζνο ςτον υπολογιςτι ςασ. Ακολουκϊντασ τα βιματα που φαίνονται ςτθν παρακάτω εικόνα, κα μπορζςετε να μπείτε ςτο προγραμματιςτικό περιβάλλον και με τισ κατάλλθλεσ εντολζσ κίνθςθσ να με κακοδθγιςετε. Στθρίηομαι πάνω ςασ Μθν ανθςυχείτε αν αςχολείςτε πρϊτθ φορά με προγραμματιςμό. Ππωσ μπορείτε να διακρίνετε, το περιβάλλον τθσ εφαρμογισ είναι γραφικό και ςτθν πορεία κα διαπιςτϊςετε ότι είναι και εφχρθςτο. Για τθ δθμιουργία του πρϊτου προγράμματόσ ςασ, πατιςτε το κουμπί Go τθσ επιλογισ Start New Program. Μόλισ ειςιλκατε ςτο περιβάλλον δθμιουργίασ προγραμμάτων. *κακθγιτρια Ρλθροφορικισ: Ραχοφλθ Αγνι+

2 Ρριν ξεκινιςετε να με προγραμματίηεται, ασ μάκουμε τι κάνει το μπλοκ κίνηςησ MOVE, που βρίςκεται ςτθν πλιρθ παλζτα προγραμματιςμοφ και περικλείεται ςτθ μαφρθ περιοχι. Αυτό το μπλοκ χρθςιμοποιείται για να κακορίςει αν το ρομπότ κα κινθκεί μπροςτά ι πίςω ςε ευκεία γραμμι, ι αν κα ςτρίψει ακολουκϊντασ κάποια καμπφλθ τροχιά. Ραρακάτω κα διαπιςτϊςετε ότι ζχετε τθ δυνατότθτα να προςδιορίςετε πόςο μακριά κα φτάνει το ρομπότ, τροποποιϊντασ ςυγκεκριμζνο πεδίο δεδομζνων. Δραςτηριότητα η : Ασ πειραματιςτοφμε Για να μπορζςω να κινθκϊ, ακολουκιςτε τα παρακάτω βιματα: Βήμα : Τοποκετιςτε ςτθν επιφάνεια εργαςίασ το μπλοκ κίνθςθσ MOVE και ςυνδζςτε το ςτθ δζςμθ ενεργειϊν. Βήμα : Αποκθκεφςτε το αρχείο ςτον φάκελο τθσ ομάδασ ςασ, δίνοντασ όνομα αρχείου move_test. Βήμα : Για να με κζςετε ςε λειτουργία πατιςτε το πορτοκαλί κουμπί που βρίςκεται ςτθν κεντρικι μονάδα μου. Συνδζςτε με μζςω του USB καλωδίου με τον υπολογιςτι και πατϊντασ το κάτω αριςτερό κουμπί download του ελεγκτι μεταφζρεται το πρόγραμμα move_test ςτθ μνιμθ μου. Βήμα : Βεβαιωκείτε ότι οι κινθτιρεσ είναι ςυνδεδεμζνοι ςτισ κφρεσ B, C. Αποςυνδζςτε από πάνω μου το USB καλϊδιο και πατιςτε το πορτοκαλί κουμπί για να εκτελεςτεί το πρϊτο ςασ πρόγραμμα! Μπορείτε να περιγράψετε τθν κίνθςι μου; Δραςτηριότητα η : Τα πρώτα βήματα του ρομπότ Βήμα : Μόλισ επιλζξετε το μπλοκ (με αριςτερό κλικ πάνω του) εμφανίηεται ςτο κάτω μζροσ τθσ οκόνθσ μια κάρτα με τισ ρυκμίςεισ του μπλοκ MOVE. Δοκιμάςτε τουσ πειραματιςμοφσ που προτείνονται παρακάτω και απαντιςτε ςτα αντίςτοιχα ερωτιματα. *κακθγιτρια Ρλθροφορικισ: Ραχοφλθ Αγνι+

3 Πειραματιςμόσ : Τροποποιιςτε τθν τιμι του Power και εκτελζςτε το πρόγραμμα. Ρωσ επθρεάηει αυτι θ αλλαγι τθν κίνθςι μου; Πειραματιςμόσ : Ρατιςτε ςτο αναδυόμενο μενοφ (Duration) και δοκιμάςτε τισ επιλογζσ που ςασ δίνονται. Ρεριγράψτε τθν κίνθςι μου για κάκε μία από τισ παρακάτω περιπτϊςεισ. (α) duration: unlimited (β) duration: seconds (γ) duration: 60 degrees (δ) duration: rotation Πειραματιςμόσ : Αλλάξτε τισ επιλογζσ ςτθν περιοχή (Direction) και παρατθρείςτε τι ςυμβαίνει. Δραςτηριότητα η : Με ποια ταχφτητα κινείται το ρομπότ; Βήμα : Μπορείτε να υπολογίςετε τθν ταχφτθτα κίνθςισ μου; Από τθ Φυςικι γνωρίηετε ότι για να περιγράψετε τθν κίνθςθ ενόσ ςϊματοσ με ακρίβεια, πρζπει να ξζρετε κάκε χρονικι ςτιγμι που βρίςκεται το ςϊμα. Η ταχφτθτα ενόσ ςϊματοσ ςυνδζεται με δφο μεγζκθ: το μικοσ τθσ διαδρομισ και το χρόνο. Ροιο τφπο χρθςιμοποιοφμε για να υπολογίςουμε τθ μζςθ ταχφτθτα ευκφγραμμθσ κίνθςθ ενόσ ςϊματοσ; μζςθ ταχφτθτα υ = Βήμα : Ξεκινϊντασ κάκε φορά από τθ γραμμι εκκίνθςθσ τθσ διαδρομισ, προγραμματίςτε με ϊςτε να κινοφμαι ευκεία για όςο χρόνο αναφζρεται ςτον παρακάτω πίνακα. Για όλεσ τισ περιπτϊςεισ, κζςτε ςτο πεδίο Power τθσ κάρτασ ρυκμίςεων τιμι 0 και ονομάςτε το πρόγραμμα ςφμφωνα με τον πίνακα. Συμπλθρϊςτε το μικοσ τθσ διαδρομισ που διανφω ςε κάκε περίπτωςθ. *κακθγιτρια Ρλθροφορικισ: Ραχοφλθ Αγνι+

4 Για εγκυρότερα αποτελζςματα, κάκε περίπτωςθ (χρόνοσ ---- δευτερόλεπτα) κα εκτελεςτεί τζςςερισ φορζσ. Αρχείο Χρόνοσ (δευτερόλεπτα) Διάςτημα (εκατοςτά) Move_sec Move_sec Move_sec Move_sec Move_sec *κακθγιτρια Ρλθροφορικισ: Ραχοφλθ Αγνι+

5 Φφλλο Εργαςίασ : Μελζτηςε την κίνηςή μου! Επεξεργαςία μετρήςεων και εξαγωγή ςυμπεραςμάτων με τη χρήςη Υπολογιςτικών Φφλλων Δραςτηριότητα η : Ειςαγωγή και επεξεργαςία ςτοιχείων ςε Υπολογιςτικό Φφλλο Βήμα : Ανοίξτε το αρχείο μετρήςεισ που βρίςκεται αποκθκευμζνο ςτο φάκελο τθσ ομάδασ ςασ. Καταχωριςτε θλεκτρονικά ςτα αντίςτοιχα πεδία του δοςμζνου πίνακα τα διαςτιματα που διζνυςε το ρομπότ κάκε χρονικι περίοδο (κελιά C8:C7). Βήμα : Με χριςθ μακθματικϊν πράξεων υπολογίςτε τθν ταχφτητα ευθφγραμμησ κίνηςησ του ρομπότ για κάκε περίπτωςθ (κελιά D8:D7) Για να πραγματοποιθκεί μία πράξθ ςε ζνα κελί, πρζπει να βάλετε ζνα ςφμβολο πριν τθν πράξθ. Ροιο ςφμβολο τοποκετοφμε πριν τθν πράξθ; Ροια μακθματικι ςχζςθ κα ειςάγετε ςτο κελί D8 για τον υπολογιςμό τθσ ταχφτθτασ του ρομπότ μετά από δευτερόλεπτο κίνθςθσ; Βήμα : Με χριςθ ςυνάρτθςθσ υπολογίςτε το μζςο διάςτημα που διανφει το ρομπότ ςε κάκε περίπτωςθ (κελιά G8:G). Ροια ςυνάρτθςθ κα χρθςιμοποιιςετε για υπολογιςμό μζςου όρου; Βήμα : Με χριςθ ςυνάρτθςθσ υπολογίςτε τθ μζςη ταχφτητα ευθφγραμμησ κίνηςησ του ρομπότ ςε εκατοςτά/δευτερόλεπτο για κάκε περίπτωςθ (κελιά H8:H). Δραςτηριότητα η : Παρουςίαςη αποτελεςμάτων μζςω Γραφημάτων Βήμα : Με βάςθ τα πειραματικά δεδομζνα του πίνακα μετριςεων, ακολουκιςτε τισ παρακάτω οδθγίεσ για να ςχεδιάςετε γράφθμα που κα απεικονίηει τη θζςη του ρομπότ ςε ςυνάρτηςη με το χρόνο (x-t). Αρχικά πρζπει να επιλζξετε τα δεδομζνα που κζλετε να περιζχονται ςτο γράφθμα. Αφοφ πρόκειται για γράφθμα διαςτήματοσ-χρόνου (x-t), επιλζξτε τα κελιά G7:G. Από το μενοφ επιλζξτε ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΑΦΗΜΑ Επιλζξτε τφπο γραφιματοσ Γραμμι με δείκτεσ Επόμενο Επόμενο Στθν καρτζλα Ετικζτεσ ορίςτε ςτο πεδίο Τίτλοσ Γραφιματοσ «Διάγραμμα Θζςησ-Χρόνου (x-t)», τίτλοσ άξονα x «Χρόνοσ (δευτερόλεπτα)» και τίτλοσ άξονα y «Διάςτημα (εκατοςτά)» Επόμενο Κακορίςτε που κα τοποκετθκεί το γράφθμα (Ωσ αντικείμενο ςτο φφλλο x-t) *κακθγιτρια Ρλθροφορικισ: Ραχοφλθ Αγνι+

6 Σχεδιάςτε τθ μορφι τθσ γραφικισ παράςταςθσ που προκφπτει. Βήμα : Με βάςθ τα πειραματικά δεδομζνα του πίνακα μετριςεων, ςχεδιάςτε το γράφθμα τησ ταχφτητασ του ρομπότ ςε ςυνάρτηςη με το χρόνο (υ-t). Το γράφθμα να τοποκετθκεί ωσ αντικείμενο ςτο φφλλο υ-t. Στθν καρτζλα Ετικζτεσ ορίςτε ςτο πεδίο Τίτλοσ Γραφιματοσ «Διάγραμμα Ταχφτητασ-Χρόνου (υ-t)», τίτλοσ άξονα x «Χρόνοσ (δευτερόλεπτα)» και τίτλοσ άξονα y «Ταχφτθτα (εκατοςτά/δευτερόλεπτο)» Ροια δεδομζνα πρζπει να επιλζξετε; Κελιά: Για να επιλζξουμε μθ ςυνεχόμενα κελιά, ποιο πλικτρο πατάμε παρατεταμζνα; Σχεδιάςτε τθ μορφι τθσ γραφικισ παράςταςθσ που προκφπτει. *κακθγιτρια Ρλθροφορικισ: Ραχοφλθ Αγνι+ 6

7 Ραρατθρϊντασ το διάγραμμα κζςθσ-χρόνου (x-t), μπορείτε να βρείτε πόςθ απόςταςθ διζνυςε το ρομπότ μεταξφ ου και ου δευτερολζπτου; Ρεριγράψτε τθ διαδικαςία. Τι ςυμπεραίνετε για τθν ταχφτθτα που ζχει το ρομπότ κατά τθν κίνθςι του; Τι κίνθςθ κάνει το ρομπότ; Θα μποροφςε το ρομπότ να εκτελζςει ευθφγραμμη ομαλή κίνηςη; Δραςτηριότητα η : Αξιολογήςτε την προςπάθειά ςασ! Ροιεσ δυςκολίεσ αντιμετωπίςατε ςτθν πειραματικι διαδικαςία; Είςτε ικανοποιθμζνοι από τισ μετριςεισ ςασ; Εξθγιςτε γιατί. *κακθγιτρια Ρλθροφορικισ: Ραχοφλθ Αγνι+ 7