Dạy trẻ viết mã với Lego Mindstorms

Hình ảnh 1 trong số6

cách tắt chế độ hạn chế trên youtube

Tìm cho chúng tôi một đứa trẻ không thích Lego và chúng tôi sẽ cho bạn thấy một người ngoài hành tinh trong trang phục của trẻ em.

Không có cách nào tốt hơn để truyền cảm hứng cho trẻ em và giới thiệu cho chúng một số khái niệm lập trình quan trọng hơn là Lego Mindstorms, cho phép chúng chế tạo một robot từ Lego và cũng lập trình nó.

Có một số lưu ý. Đầu tiên, bộ Lego Mindstorms rất đắt: giá trực tuyến thấp nhất mà chúng tôi có thể tìm thấy là khoảng £ 230 bao gồm VAT và nếu bạn bước vào John Lewis, bạn sẽ thấy nó được bán với giá £ 300. Thứ hai là trẻ nhỏ sẽ cần hỗ trợ để xây dựng các mô hình.

Tuy nhiên, nếu bạn nỗ lực, phạm vi khả năng có sẵn từ bộ cơ sở là đáng kinh ngạc. Như với tất cả Lego, giới hạn thực sự duy nhất cho những gì bạn có thể tạo ra là trí tưởng tượng của bạn (và bạn mua thêm bao nhiêu bộ dụng cụ). Một cách hữu ích, bạn được lựa chọn trong số năm loại rô bốt để chế tạo từ đầu, chẳng hạn như Gripp3r, một rô bốt mạnh mẽ có thể nâng và mang những vật nặng bằng Dụng cụ gắp nắm của nó.

Chỉ với một bộ hướng dẫn được in sẵn trong hộp, bạn sẽ phải lên mạng để tìm hiểu cách chế tạo hầu hết các rô bốt. Do đó, bạn sẽ cần một máy tính hoặc máy tính bảng trong khi làm việc, nhưng Lego đã làm cho nhiệm vụ sáng tạo trở nên ít khó khăn hơn bằng cách khéo léo chia quá trình xây dựng thành các nhiệm vụ riêng biệt. Ví dụ, khi chế tạo Gripp3r, bạn bắt đầu bằng cách làm bàn tay nắm chặt, sau đó thêm các bộ phận phụ qua ba nhiệm vụ để tạo ra một con robot hoàn chỉnh.

Sau khi bạn đã hoàn thành quy trình kỹ thuật xây dựng mô hình của mình - quy trình này sử dụng loạt khối xây dựng Technic giống khung xương hơn của Lego, trong đó có 594 khối - bạn đã sẵn sàng tạo chương trình của mình.

Lập trình

Mindstorms được cung cấp với một môi trường lập trình đồ họa dựa trên LabView . Phiên bản của Lego đã được điều chỉnh để phù hợp với các bộ Mindstorms, nhưng bạn không cần phải mua mô hình để sử dụng miễn phí; bạn có thể tải nó xuống đây .

Tương tự như Scratch, bạn xây dựng chương trình của mình bằng cách sử dụng các mô-đun được mã hóa màu: mô-đun hành động có màu xanh lá cây, cảm biến có màu vàng và các lệnh điều khiển luồng có màu cam.

Trong ví dụ về bàn tay robot của chúng tôi, chúng tôi muốn động cơ kích hoạt để các ngón tay mở ra; điều khiển để tạo ra âm thanh phanh hơi; các ngón tay để đóng và sau đó - sau khi tạm dừng - để mở lại. Điều đó yêu cầu năm mô-đun như hình dưới đây. Khi bạn đã làm theo hướng dẫn để tạo phần mềm này, đã đến lúc thử nghiệm với các cài đặt; chúng tôi đã mất một đứa trẻ bảy tuổi trong nửa giờ khi nó chơi với các hiệu ứng âm thanh khác nhau.

Nếu điều đó trông quá đơn giản, đừng sợ. LabView bao gồm nhiều hoạt động nâng cao và vào thời điểm bạn xây dựng xong Gripp3r, bộ mô-đun đơn giản đó nhanh chóng trở nên phức tạp hơn nhiều, với rất nhiều vòng lặp và công tắc.

Các dự án nâng cao hơn bao gồm ghi dữ liệu và có cảm biến màu, cảm ứng và hồng ngoại trong hộp. Bạn cũng có thể mua cảm biến con quay hồi chuyển, siêu âm, âm thanh, la bàn và gia tốc kế trực tiếp từ Lego.
Bạn cũng không bị hạn chế đối với LabView. Ví dụ, ROBOTC được thiết kế để tạo ra các chương trình phức tạp hơn hoạt động với Lego Mindstorms.

Khi bạn đã hoàn tất việc tạo chương trình của mình, đã đến lúc thử nghiệm nó trong thế giới thực. Chìa khóa của điều này là viên gạch thông minh Mindstorms EV3 (bạn có thể nhìn thấy ở trung tâm của robot rắn, bên dưới).

Trước tiên, bạn cần kết nối thiết bị này với mô hình bạn đã xây dựng thông qua một trong các loại cáp giống như Ethernet. Có sẵn bốn cổng - A, B, C và D - và nếu bạn nhìn kỹ ảnh chụp màn hình trên hướng dẫn, bạn sẽ thấy rằng chúng tôi gắn động cơ vào cổng A.

Sau đó, bạn kết nối gạch EV3 với PC hoặc Mac của mình qua cáp đi kèm và nhấn phát; chương trình sẽ tự động chạy.

Nó cũng sẽ được lưu trữ trên khối để bạn điều khiển tay (trong trường hợp của chúng tôi) mà không cần kết nối với PC.

Trong lớp học

Như với Scratch, bạn có thể thấy rằng trường trung học địa phương của bạn đã đầu tư vào Mindstorms cho giáo dục. Được hỗ trợ bởi rất nhiều nguồn tài nguyên và bộ dụng cụ bổ sung, những bộ công cụ này cung cấp một cách tuyệt vời để các lớp làm việc cùng nhau trong một dự án. Ví dụ, một số bộ bao gồm thảm - chẳng hạn như cảnh quan không gian và thành phố xanh - để học sinh có thể làm việc cùng nhau để tạo ra thứ gì đó lớn hơn các robot đơn lẻ.

Ngoài ra còn có một cộng đồng sôi động gồm những người xây dựng Mindstorms, với Lego giúp bạn dễ dàng tải lên và chia sẻ các tác phẩm của mình. Nếu bạn muốn xem cách ai đó chế tạo một cây đàn guitar từ bộ dụng cụ hoặc máy dò động đất hoặc máy xúc xắc, thì việc tải xuống dự án của họ cũng dễ dàng như vậy.

Dưới đây, chúng tôi giới thiệu cách thức hoạt động của Mindstorms với một dự án khiêm tốn hơn mà bạn thậm chí có thể làm theo mà không cần thiết lập vật lý.

Bước một: Bật động cơ

Tải về phần mềm từ đây .

Nhấp vào Tệp | Dự án mới và Đóng Trình chỉnh sửa nội dung để loại bỏ hộp. Kéo Mô tơ Trung bình từ khu vực Hành động màu xanh lá cây và nhấp vào nó ở vị trí bên cạnh nút phát. Nhấn vào mũi tên tròn để chọn khoảng thời gian nó sẽ kích hoạt, theo số giây, độ hoặc góc quay. Nhấp vào 75 và bạn có thể kiểm soát chuyển động: dương bằng với chuyển tiếp; âm bằng ngược.

Bước hai: Nắm chặt tay

Với mục đích của hướng dẫn này, chúng tôi sẽ giả định rằng bạn đã tạo ra bàn tay kẹp được mô tả. Nếu chúng tôi gửi chương trình này đến tay ngay bây giờ, nó sẽ nắm chặt.

Thêm một khối Chờ, như được hiển thị ở trên và thay đổi giá trị thành 2, để nó sẽ tạm dừng trong hai giây. Sau đó, chúng tôi thêm một khối Động cơ Trung bình khác, nhưng thay đổi giá trị thành -75. Trên thực tế, chương trình của chúng tôi bây giờ sẽ siết chặt thanh kẹp, đợi trong hai giây và sau đó không siết chặt.

Bước ba: Đi lặp lại

Để làm cho mọi thứ thú vị hơn một chút, hãy thêm một hàm vòng lặp. Kéo nút này bên cạnh nút phát và sau đó đặt lại vị trí các lệnh khác bên trong nó.

Theo mặc định, vòng lặp sẽ tiếp tục không giới hạn số lần, vì vậy hãy nhấp vào biểu tượng vô cực. Trên menu thả xuống, bạn sẽ thấy một số tùy chọn. Bạn có thể chọn đọc cường độ từ cảm biến màu, cảm ứng, đồng hồ hẹn giờ hoặc hơn thế nữa. Để đơn giản, hãy chọn số đếm là ba.

làm thế nào để xem những bức ảnh mà ai đó thích trên Instagram

Bước bốn: Làm tốt lắm

Để kết thúc, chúng tôi sẽ thêm một chút âm thanh. Kéo mô-đun Âm thanh từ khu vực hành động màu xanh lục ở bên phải của vòng lặp. Biểu tượng thư mục được hiển thị theo mặc định, có nghĩa là khi bạn nhấp vào hình chữ nhật ở trên cùng bên phải của hộp, nó sẽ hiển thị các hiệu ứng âm thanh và giọng nói có sẵn.

Ở đây, chúng ta chọn Good job, để kỷ niệm việc chúng ta nắm chặt tay và không siết chặt ba lần. Nhưng bạn có thể chơi một nốt nhạc hoặc một giai điệu - hoặc một loạt chúng để tạo ra một giai điệu.