Методичка. Учебнометодическое пособие для учителя 2 Все права принадлежат гк digis (ооо цс импэкс)
 Скачать 4.96 Mb.
|
|
40 Практическая часть Не включая питания робота, установите рабочий инструмент в какое-то положение. Проведите измерение основных параметров, отвечающих за это положение. Зарисуйте схему текущего положения робота в тетрадь. Путём подстановки основных значений в формулу, проверьте правильность решения задачи. Вопросы к занятию: Что такое прямая и обратная задачи кинематики? Что даёт решение этих задач? Сколько решений обратной задачи существует для нашего робота? 41 Занятие 8 Среда визуального программирования. Установка ПО Mblock, знакомство со средой программирования. Цели занятия 1. Научиться устанавливать ПО Mblock 2. Знакомство с основными функциями ПО Mblock 3. Изучение особенностей программирования в среде Mblock.. Необходимые материалы для занятия: 1. Компьютер или ноутбук 2. Рабочая тетрадь Деятельность в классе: 1. Установка ПО Mblock на компьютер и его настройка. 2. Практическое знакомство с интерфейсом программы. 3. Практическая работа. Программа на Scratch для спрайта. План занятия: 1. Скачиваем и устанавливаем ПО Mblock на компьютер. 2. Запускаем ПО Mblock, знакомимся с интерфейсом и возможностями. 3. Пишем простую программу для движения спрайта по экрану. Проведение занятия: 1. Для проведения занятий используется индивидуальная форма работы. Дети работают с компьютерами в классе. 2. Теоретическая часть является основой данного занятия. Она знакомит детей с ПО Mblock и его особенностями, принципами работы в этой программе и принципам написания собственных программ. Теоретическая часть. Среда разработки Mblock 5 Это свободно распространяемое ПО, разработанное компанией Makeblock на основе среды Scratch, которое можно скачать с сайта mblock.cc из раздела Download. Версии Mblock 5 для PC существуют для ОС MS Windows и Mac OS. Для остальных ОС рекомендуется использовать web-версию, запуск которой осуществляется непосредственно с сайта mblock.cc 42 Из отличий от предыдущей версии можно выделить: Улучшенный интерфейс, основанный на Scratch 3 Более глубокую русификацию Облачный сервис Makeblock реализованный через создание аккаунта с синхронизацией между всеми Вашими устройствами Возможность программирования на Python (если поддерживает контроллер) Встроенные редакторы для Python и Arduino C Автоматический перевод блочного кода в C или Python в зависимости от робота Более широкие возможности работы с сервисами Ai от Microsoft Расширенный диапазон программируемых устройств Поддержку технологий IoT Всё это делает программу ещё проще в освоении и интересней в использовании, чем предыдущая версия. Установка ПО происходит почти автоматически, не вызывая сложностей. Рассмотрим интерфейс ПО Mblock 5 более подробно: Как можно увидеть, интерфейс похож, но довольно сильно отличается от предыдущей версии ПО. После установки, если русский язык не подключился автоматически, нужно нажать на глобус в верхней панели слева и выбрать русский язык интерфейса. После этого и все программные блоки и меню переключатся на русский. 43 Справа сверху мы видим круглый значек входа в аккаунт. Если вас уже есть созданный аккаунт, то Вы можете просто войти в него. Если аккаунта нет, то нужно его создать в выпадающем меню (компьютер должен быть подключен к сети Интернет). Для этого понадобится ввести данные электронной почты и придумать пароль. После этого функционал ПО существенно расширяется и становятся доступны сохранение файлов в облаке и синхронизация с другими вашими устройствами. В меню «Файл» вы можете сохранить или загрузить файл программы с локального компьютера или из облака. Также, можно поделиться вашими проектами в Google class room. Меню «Редактор» относится к «Окну анимации». Кнопка «Competition» откроет окно браузера и перекинет вас на сайт makex.io посвященный международным соревнованиям MakeX. Кнопка «Учебники» позволяет или перейти на англоязычный сайт с руководством пользователя, или открыть примеры программ. Меню «Обратная связь» открывает форму обратной связи с инженерами Makeblock.. Для чего предназначены другие области программы, вы можете увидеть на скриншоте выше. Подключение вашего устройства Что бы подключить вашего робота (или просто контроллер) к ПО Mblock, слева в соответствующей зоне нажмите на «+ добавить» и увидите список поддерживаемых устройств с их изображениями, как на скришшоте: 44 Если в вашей версии программы есть какие-либо обновления для конкретного устройства, вы увидите на его иконке зеленый кружок со стрелкой. Нажмите на него для получения обновлений. Нажмите на значок нужного вам устройства, чтобы добавить его в ваш проект. Выбранное устройство появится в окне программы слева. Нажав на значок вашего устройства и затем на ОК справа снизу, вы подключите все возможности ПО Mblock, которые доступны именно для него. В нашем случае нужно выбрать робота Ultimate 2.0, так как именно его стандартный контроллер, Mega Pi, используется в нашем манипуляторе. После этого, скачайте по ссылке файл программных блоков: https://yadi.sk/d/Uxtsid042iKb4Q Скачанный файл перетащите мышью в открытое окно программы Mblock. Расширение с программными блоками для манипулятора отобразится на экране. В окне типов программных блоков внизу можно увидеть значок «+». Нажав на него, мы можем добавить дополнительные функции программирования для нашего устройства через открывшийся «Центр расширений». Если вы программировали другого робота и нужно вернуться к манипулятору, выберите расширение SD 1-4-300 . Также, здесь можно подключить программные блоки для RGB массива линии, датчика цвета, камеры и другие. 45 Что бы устройство было подключено к ПО Mblock, необходимо подсоединить его кабелем к USB порту вашего компьютера. После этого нажимаем кнопку «Подключение» в нижней части экрана и выбираем порт к которому подключено устройство. Изображение панды в окне подключения покажет, что произошло соединение. Наш робот готов для заливки программы и управления. Есть 2 режима программирования. За них отвечает кнопка-переключатель «Загрузить/жить» Если мы хотим создать автономного робота, то переключатель должен быть в положении «Загрузить». Если предполагается выполнение программы по нажатию на флажок, то выбираем режим «Жить». Практическая часть Установка ПО Mblock на компьютеры учащихся, изучение интерфейса ПО. Перейдите в ПО Mblock в меню «Персонажи» Составьте программу для движения персонажа «Панда» по квадрату. Запустите программу, наблюдайте за движением персонажа. Добавьте в программу вывод текстовой информации. Пусть при движении по квадрату «Панда» останавливается в его вершинах на 3 секунды и говорит в какой точке она находится (Точка А, точка B, Точка С или точка D). Вопросы к занятию: Что такое Mblock? Опишите возможности программы. От чего зависит на каком языке будет написана программа для конкретного робота? 46 Занятие 9 Команды для управления роботом в среде Mblock на языке Scratch. Цели занятия 1. Знакомство блочными командами для управления роботом 2. Программирование действий робота в среде Mblock Необходимые материалы для занятия: 1. Компьютер или ноутбук 2. Робот-манипулятор серии «Учебный робот SD1-4» 3. Рабочая тетрадь Деятельность в классе: 1. Изучение блоков Scratch, созданных для программирования манипулятора в среде Mblock 2. Составление программы для перемещения рабочего инструмента манипулятора. 3. Практическая работа. Загрузка в робота программы перемещения План занятия: 1. Изучаем блоки для программирования манипулятора. 2. Запускаем ПО Mblock. Составляем из блоков программу для управления перемещением робота. 3. Подключаем робота кабелем или с помощью Bluetooth Dongle к компьютеру, загружаем написанную программу в манипулятор. 4. Проверяем работу программы. Проведение занятия: 1. Для проведения занятия используется групповая форма работы. Дети разбиваются на группы в зависимости от количества оборудования, имеющегося в наличии. 2. Практическая часть является основой данного занятия. Она знакомит детей с программированием робота-манипулятора. 3. В ходе занятия дети учатся принципам программирования устройства и практически применяют полученные знания для управления манипулятором. 4. Практическое управление роботом-манипулятором даёт представление о сложности подобных действий и позволяет на практике глубже понять принципы движения данного оборудования. Команды для управления манипулятором. Данные команды разработаны непосредственно для манипулятора «Учебный робот SD1- 4- 320» и используются в среде разработки Mblock для его программирования. 47 Программа составляется из блоков путём их перемещения в соответствующую зону экрана ПО Mblock 5, составления из них последовательности, обеспечивающей работу нужного алгоритма и и задания нужных параметров. Список и описание команд: № п/п Функция Символ Описание 1 Calibrate Производит калибровку манипулятора. При вызове функции оси манипулятора устанавливаются в углы 90; 0; 0 градусов. (первая ось по центру. Заднее плечо вертикально, переднее плечо горизонтально). 2 SetMotorSpeed Задает скорость вращения моторов 1-3 оси в шаг/сек. Допустимые значения 0- 30000 3 SetMotorAcceleration Задает ускорение вращения моторов 1-3 оси в шаг/сек^2. Допустимые значения 0- 10000 4 Move X: Y: Z: Прямолинейное движение манипулятора в декартовы координаты X,Y,Z. Начало координат расположено в нижнем заднем правом углу основания робота. Координаты задаются в мм. Допустимые значения по оси Х от 0 до 400 1 Допустимые значения по оси Y от -315 до 400 2 Допустимые значения по оси Z от -15 до 350 3 5 Move X: Прямолинейное движение манипулятора в декартову координату по оси X. Допустимые значения от 0 до 400 4 1 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 2 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 3 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 48 6 Move Y: Прямолинейное движение манипулятора в декартову координату по оси Y. Допустимые от -235 до 400 5 7 Move Z: Прямолинейное движение манипулятора в декартову координату по оси Z. Допустимые значения от -15 до 350 6 8 MoveTo X: Y: Z: Прямолинейное движение манипулятора на заданное расстояние относительно текущего положения. Допустимые значения по оси Х от -400 до 400 7 Допустимые значения по оси Y от -715 до 715 8 Допустимые значения по оси Z от -365 до 365 9 9 JumpTo X: Y: Height: Движение Прыжок из заданной точки на заданное расстояние по осям X и Y c Подъемом и последующим опусканием на высоту Допустимые значения по оси Х от -400 до 400 10 Допустимые значения по оси Y от -715 до 715 11 Допустимые значения Height от 0 до 350 12 10 jMove j1: j2: j3: Устанавливает оси в заданное положение. Нулевое положение соответствует по первой оси крайнее правое положение по второй 4 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 5 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 6 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 7 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 8 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 9 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 10 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 11 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 12 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 49 оси вертикальное положение заднего плеча. По третье оси горизонтальное положение переднего плеча. Значение указывается в градусах. Допустимые значения по оси J1 от 0 до 180 13 Допустимые значения по оси J2 от -25 до 100 14 Допустимые значения по оси J3 от -120 до 20 15 11 jMove j1: Устанавливает заданное положение первой оси Допустимые значения по оси J1 от 0 до 180 16 12 jMove j2: Устанавливает заданное положение второй оси Допустимые значения по оси J2 от -25 до 100 17 13 jMove j3: Устанавливает заданное положение третьей оси Допустимые значения по оси J3 от -120 до 20 18 14 jMoveTo j1: j2: j3: Изменяет положение осей на заданное значение. Допустимые значения по оси J1 от -180 до 180 19 Допустимые значения по оси J2 от -125 до 125 20 Допустимые значения по оси J3 от -140 до 140 21 13 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 14 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 15 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 16 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 17 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 18 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 19 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 20 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 21 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 50 15 Tool_SetVacuumeCap При установке значения True включает вакуумную присоску, а при установке значения false выключает её. 16 Tool_SetClaws При установке значения True закрывает клещи, а при установке значения false открывает её. 17 Tool_Rotate Устанавливает инструмент в указанный угол. Угол задается в градусах. Допустимые значения от 0 до 180 22 18 Tool_RotateTo Поворачивает инструмент на указанный угол Угол задается в градусах. Допустимые значения от -180 до 180 23 19 UpdateCurrentPositionXYZ Обновляет значение текущих декартовых координат манипулятора. Координаты записываются в переменные 20 UpdateCurrentPositionAngles Обновляет значение текущих углов поворота осей манипулятора. Углы записываются в переменные Практическая часть Запустите ПО Mblock на компьютере и выполните выбор оборудования. 22 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 23 Учитываю сложную форму рабочего пространства робота некоторые положения могут быть недостижимы. 51 Составьте программу для перемещения рабочего инструмента из точки А в точку Б по любому из описанных выше алгоритмов и загрузите её в манипулятор. Подключите манипулятор к компьютеру и загрузите в него программу. Практически исследуйте действия, которые выполнит манипулятор. Вопросы к занятию: Зачем нужны команды для робота в Mblock? Возможно ли при помощи команд Scratch управлять состоянием инструмента манипулятора? Если да, то как именно? 52 Занятие 10 Внешнее управление роботом Программируемый пульт управления Bluetooth Controller Цели занятия 3. Знакомство с пультом управления Bluetooth Controller 4. Изучение программирования пульта в среде Mblock 5. Изучение подключения пульта к роботу и управление роботом. Необходимые материалы для занятия: 4. Компьютер или ноутбук 5. Пульт управления Bluetooth Controller 6. Робот-манипулятор серии «Учебный робот SD1-4» 7. Рабочая тетрадь Деятельность в классе: 4. Изучение внешнего вида и органов управления пульта Bluetooth Controller. 5. Программирование пульта в ПО Mblock для управления роботом 6. Загрузка в робота программы внешнего управления. 7. Практическая работа .Управление манипулятором с помощью пульта. План занятия: 5. Изучаем устройство пульта Bluetooth Controller. 6. Запускаем ПО Mblock. Пишем программу для управления роботом с пульта. 7. Подключаем робота кабелем или с помощью Bluetooth Dongle к компьютеру, загружаем написанную программу в манипулятор. 8. Управляем роботом при помощи пульта управления Bluetooth Controller. Проведение занятия: 5. Для проведения занятия используется групповая форма работы. Дети разбиваются на группы в зависимости от количества оборудования, имеющегося в наличии. 6. Практическая часть является основой данного занятия. Она знакомит детей с пультом внешнего управления роботом и его возможностями. 7. В ходе занятия дети учатся принципам программирования устройства для внешнего управления роботом и практически применяют полученные знания для управления манипулятором. 8. Практическое управление роботом-манипулятором даёт представление о сложности подобных действий и позволяет на практике глубже понять принципы движения данного оборудования. |