Как сделать программу в lego mindstorms education ev3
Обновлено: 05.07.2024
Еще раз здравствуйте, коллеги.
Начали поступать вопросы…
И самый правильный и честный вопрос прозвучал. Он просто лучший! Спасибо, Елена Николаевна!
Каковы они, первые шаги в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3?
Базовый набор EV3 был закуплен школой в 1 экземпляре. Курсов для учителя по робототехнике в не было. Самостоятельно мне учителю физики трудно было освоить, но в этом году мои семиклассники помогли мне. Я согласилась взять кружок, хотя до сих пор ломаю голову, где взять программу курса, ведь желающих 10 человек, а робот один. Как организовать работу, чтобы не пропал интерес у детей. Думаю, что надо просить ещё несколько комплектов, можно будет организовать работу в парах. Так вот мои мальчишки за одно занятие собрали модель, а на втором заставили робота двигаться, перешли к программированию. Но ПО на русском я так и не нашла на дисках.
ПО должно быть на русском (образовательная версия). Когда закупать еще наборы будете, то купите Education EV3 Software Site License. Если вам купили НЕ образовательную версию, то ПО будет домашнее и на английском. ПО уже бесплатно.
Только аккуратнее, т.к. цифровая дистрибуция: придет бумажка с указанием что и как сделать, вы регистрируетесь на сайте LEGO и можно скачивать и английскую версию и русскую. У нас в ЦТТ такую бумажку сразу потеряли. Я успел при получении сразу сфотографировать на телефон и проверить, что качество нормальное (это надо сделать обязательно).
1. У меня стеновые пластиковые панели в лаборантской. За 3 минуты я накрываю все столы и 3 поля сразу доступны.
2. О, у нас была такая проблема, когда появились первые 2 EV3 и дети очень хотели. Конкурс провел: кто быстрее выполнит задание — работает с EV3.
3. Школьные соревнования. Точнее подготовка к ним. Кегельринг, линия, биатлон. Там много конструкторских решений появится для анализа. У меня на уроках уже эти 3 поля обязательными стали (а всего пока 6 разных). Там конкуренция получается. Уговорите руководство подгадать вам с расписанием, чтобы на последние уроки выпадали (с факультативом такой проблемы нет).
4. Мне видимо повезло, но из 25 роботов, каждый из которых падал со стола более 5 раз, сломаных: 2 мотора и не работающий дисплей на одном блоке.
5. Учебные роботы — отдельно. Комплектующие — отдельно. Ящики на видео под потолком — это редко используемые детали ЛЕГО. Остальные — в родных коробках от ЛЕГО. А роботы — в прозрачных боксах (боксы пищевые).
Здравствуйте, скажите, если у меня в школе пока нет ЛЕГО и неизвестно когда появится, смогу ли я, что-либо выполнить на вашем мастер-классе?
У нас есть класс (пока только 5-й) с углубленным изучением информатики. Когда вы посоветуете (кроме 5-6 класса, которые обозначены в вашем учебнике) снова обратиться к робототехнике и на каком уровне?
И еще вопрос: слышала, что Скретч можно использовать для управления роботами. Возможно ли это с Лего? Если да, то есть у Вас такой опыт?
1. Как работать с двумя группами, если комплекты одни и те же?
2. Как не растерять детали?
3. Как строить занятие, чтобы не потерять интерес ребят, так как я сама новичёк в этом деле?
4. Где найти методические материалы?
5. С каких конструкций лучше начать?
На данный момент к нам в школу по программе модернизации поступило 5 наборов, без ресурсных.
Желающих заниматься много,решили провести конкурс. Возникли сразу вопросы :
1) на 5 наборов какое количество детей набрать в группу? Нам кажется что 10 вполне комфортно будет.
2) Стоит набрать 1 группу, или несколько ? если несколько, комфортно ли детям будет в конце занятия разбирать робота для след. группы?
3) Не по теме вопрос: у нас конструкторы Перворобот mindstorm NXT, с каким ПО для начала посоветуете работать ? NXT-G или Robolab ?
1. 10 — это максимум. Мне кажется, что лучше брать немного меньше. Дети знакомых приведут, объяснять им начнут (т.е. сами как учитель поработают). Всегда бывает учащийся очень выделяющийся з остальных.
2. Если есть возможность в первый год набрать одну группу — набирайте 1.
3. Какое вам больше нравиться. Можно еще и BricxCC. Однако, вы наверняка будете использовать книжку Филиппова Сергея Александровича, следовательно, Robolab. Правильный ответ: надо использовать LabVIEW (но на нее денег никто не даст).
Курс основ робототехники для платформы LEGO MINDSTORMS Education EV3 дает возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология. На занятиях по техническому творчеству учащиеся соприкасаются со смежными образовательными областями. За счет использования запаса технических понятий и специальных терминов расширяются коммуникативные функции языка, углубляются возможности лингвистического развития обучающегося.
Муниципальное общеобразовательное учреждение
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ПРОГРАММА
(указать название курса)
Возраст обучающихся: 11-12 лет
Срок реализации программы: 1 год
Автор – составитель: Кочетыгов С.И..
Рассмотрено на заседании
Село Иевлево Богородицкого района Тульской области
Пояснительная записка
Использование конструктора LEGO EV3 позволяет создать уникальную образовательную среду, которая способствует развитию инженерного, конструкторского мышления. В процессе работы с LEGO EV3 ученики приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в команде способствует формированию умения взаимодействовать с соучениками, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать свои идеи.
LEGO EV3 обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет ученикам получить результат в пределах одного или пары уроков. И при этом возможности в изменении моделей и программ – очень широкие, и такой подход позволяет учащимся усложнять модель и программу, проявлять самостоятельность в изучении темы. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education EV3 обладает очень широкими возможностями, в частности, позволяет вести рабочую тетрадь и представлять свои проекты прямо в среде программного обеспечения LEGO EV3.
- развитие интереса школьников к технике и техническому творчеству.
1. Познакомить с практическим освоением технологий проектирования, моделирования и изготовления простейших технических моделей.
2. Развивать творческие способности и логическое мышление.
3. Выявить и развить природные задатки и способности детей, помогающие достичь успеха в техническом творчестве.
Учебные материалы:
Копосов Д. Г. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5-6 классов\ Д. Г. Копосов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 292 с.
Набор конструкторов LEGO MINDSTORMS Education EV3
Программное обеспечение LEGO
Средства реализации ИКТ материалов на уроке (компьютер, проектор, экран)
Нормативно-правовые документы, на основании которых разработана программа
2. Послание президента РФ Федеральному Собранию РФ (2006 г.).
4. Программа выявления и продвижения перспективных кадров для
Общая характеристика курса
Одной из важных проблем в России являются её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.
Также данный курс даст возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология. На занятиях по техническому творчеству учащиеся соприкасаются со смежными образовательными областями. За счет использования запаса технических понятий и специальных терминов расширяются коммуникативные функции языка, углубляются возможности лингвистического развития обучающегося.
При ознакомлении с правилами выполнения технических и экономических расчетов при проектировании устройств и практическом использовании тех или иных технических решений школьники знакомятся с особенностями практического применения математики. Осваивая приемы проектирования и конструирования, ребята приобретают опыт создания реальных и виртуальных демонстрационных моделей.
Подведение итогов работы проходит в форме общественной презентации (выставка, состязание, конкурс, конференция и т.д.).
Общий объем учебного времени 34 учебный час(один час в неделю).
Учебно-тематическое планирование
Наименование разделов и тем
Всего часов
Виды контроля
Введение в робототехнику
Знакомство с роботами LEGO MINDSTORMS EV3 EDU.
Датчики LEGO и их параметры.
Основы программирования и компьютерной логики
Практикум по сборке роботизированных систем
Творческие проектные работы и соревнования
Соревнования моделей роботов. Презентация групповых проектов
Содержание изучаемого курса.
1. Введение в робототехнику (2 ч)
Роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. Основные направления применения роботов. Искусственный интеллект. Правила работы с конструктором LEGO
Управление роботами. Методы общения с роботом. Состав конструктора LEGO MINDSTORMS EV3. Визуальные языки программирования. Их основное назначение и возможности. Команды управления роботами. Среда программирования модуля, основные блоки.
2. Знакомство с роботами LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. (4 ч)
Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Правила обращения с роботами. Основные механические детали конструктора. Их название и назначение.
Модуль EV3. Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния, порты. Установка батарей, способы экономии энергии. Включение модуля EV3. Запись программы и запуск ее на выполнение. Сервомоторы EV3, сравнение моторов. Мощность и точность мотора. Механика механизмов и машин. Виды соединений и передач и их свойства.
Сборка роботов. Сборка модели робота по инструкции. Программирование движения вперед по прямой траектории. Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния.
3. Датчики LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и их параметры. (6 ч)
Датчики. Датчик касания. Устройство датчика. Практикум. Решение задач на движение с использованием датчика касания.
Датчик цвета, режимы работы датчика. Решение задач на движение с использованием датчика цвета.
Ультразвуковой датчик. Решение задач на движение с использованием датчика расстояния.
Гироскопический датчик. Инфракрасный датчик, режим приближения, режим маяка.
Подключение датчиков и моторов.
Интерфейс модуля EV3. Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором.
4. Основы программирования и компьютерной логики (9 ч)
Среда программирования модуля. Создание программы. Удаление блоков. Выполнение программы. Сохранение и открытие программы.
Счетчик касаний. Ветвление по датчикам. Методы принятия решений роботом. Модели поведения при разнообразных ситуациях.
Программное обеспечение EV3. Среда LABVIEW. Основное окно. Свойства и структура проекта. Решение задач на движение вдоль сторон квадрата. Использование циклов при решении задач на движение.
Решение задач на движение по кривой. Независимое управление моторами. Поворот на заданное число градусов. Расчет угла поворота.
Использование нижнего датчика освещенности. Решение задач на движение с остановкой на черной линии. Решение задач на движение вдоль линии. Калибровка датчика освещенности.
Программирование модулей. Решение задач на прохождение по полю из клеток. Соревнование роботов на тестовом поле.
5. Практикум по сборке роботизированных систем (8 ч)
Измерение освещенности. Определение цветов. Распознавание цветов. Использование конструктора Lego в качестве цифровой лаборатории.
Измерение расстояний до объектов. Сканирование местности.
Сила. Плечо силы. Подъемный кран. Счетчик оборотов. Скорость вращения сервомотора. Мощность. Управление роботом с помощью внешних воздействий.
Реакция робота на звук, цвет, касание. Таймер.
Движение по замкнутой траектории. Решение задач на криволинейное движение.
Конструирование моделей роботов для решения задач с использованием нескольких разных видов датчиков. Решение задач на выход из лабиринта. Ограниченное движение.
6. Творческие проектные работы и соревнования(6 ч)
Конструирование собственной модели робота. Программирование и испытание собственной модели робота. Подведение итогов работы учащихся. Подготовка докладов, презентаций, стендовых материалов для итоговой конференции. Завершение создания моделей роботов для итоговой выставки.
В результате изучения курса учащиеся должны:
роль и место робототехники в жизни современного общества;
основные сведение из истории развития робототехники в России и мире;
основных понятия робототехники, основные технические термины, связанные с процессами конструирования и программирования роботов;
правила и меры безопасности при работе с электроинструментами;
общее устройство и принципы действия роботов;
основные характеристики основных классов роботов;
общую методику расчета основных кинематических схем;
порядок отыскания неисправностей в различных роботизированных системах;
методику проверки работоспособности отдельных узлов и деталей;
основы популярных языков программирования;
правила техники безопасности при работе в кабинете оснащенным электрооборудованием;
основные законы электрических цепей, правила безопасности при работе с электрическими цепями, основные радиоэлектронные компоненты;
определения робототехнического устройства, наиболее распространенные ситуации, в которых применяются роботы;
иметь представления о перспективах развития робототехники, основные компоненты программных сред;
основные принципы компьютерного управления, назначение и принципы работы цветового, ультразвукового датчика, датчика касания, различных исполнительных устройств;
различные способы передачи механического воздействия, различные виды шасси, виды и назначение механических захватов;
собирать простейшие модели с использованием EV3;
самостоятельно проектировать и собирать из готовых деталей манипуляторы и роботов различного назначения;
использовать для программирования микрокомпьютер EV3 (программировать на дисплее EV3)
владеть основными навыками работы в визуальной среде программирования, программировать собранные конструкции под задачи начального уровня сложности;
разрабатывать и записывать в визуальной среде программирования типовые управления роботом
пользоваться компьютером, программными продуктами, необходимыми для обучения программе;
подбирать необходимые датчики и исполнительные устройства, собирать простейшие устройства с одним или несколькими датчиками, собирать и отлаживать конструкции базовых роботов
правильно выбирать вид передачи механического воздействия для различных технических ситуаций, собирать действующие модели роботов, а также их основные узлы и системы
вести индивидуальные и групповые исследовательские работы.
Общие учебные умения, навыки и способы деятельности
Познавательная деятельность
Использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, эксперимент, моделирование и др.). Определение структуры объекта познания, поиск и выделение значимых функциональных связей и отношений между частями целого. Умение разделять процессы на этапы, звенья; выделение характерных причинно-следственных связей.
Определение адекватных способов решения учебной задачи на основе заданных алгоритмов. Комбинирование известных алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартное применение одного из них.
Сравнение, сопоставление, классификация, ранжирование объектов по одному или нескольким предложенным основаниям, критериям. Умение различать факт, мнение, доказательство, гипотезу, аксиому.
Исследование несложных практических ситуаций, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки на практике. Использование практических и лабораторных работ, несложных экспериментов для доказательства выдвигаемых предположений; описание результатов этих работ.
Творческое решение учебных и практических задач: умение мотивированно отказываться от образца, искать оригинальные решения; самостоятельное выполнение различных творческих работ; участие в проектной деятельности.
Информационно-коммуникативная деятельность
Адекватное восприятие устной речи и способность передавать содержание прослушанного текста в сжатом или развернутом виде в соответствии с целью учебного задания.
Владение монологической и диалогической речью. Умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение). Создание письменных высказываний, адекватно передающих прослушанную и прочитанную информацию с заданной степенью свернутости (кратко, выборочно, полно). Составление плана, тезисов, конспекта. Приведение примеров, подбор аргументов, формулирование выводов. Отражение в устной или письменной форме результатов своей деятельности.
Использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации, включая энциклопедии, словари, Интернет-ресурсы и другие базы данных.
Рефлексивная деятельность
Самостоятельная организация учебной деятельности (постановка цели, планирование, определение оптимального соотношения цели и средств и др.). Владение навыками контроля и оценки своей деятельности, умением предвидеть возможные последствия своих действий. Поиск и устранение причин возникших трудностей. Оценивание своих учебных достижений, поведения, черт своей личности, своего физического и эмоционального состояния. Осознанное определение сферы своих интересов и возможностей. Соблюдение норм поведения в окружающей среде, правил здорового образа жизни.
Владение умениями совместной деятельности: согласование и координация деятельности с другими ее участниками; объективное оценивание своего вклада в решение общих задач коллектива; учет особенностей различного ролевого поведения (лидер, подчиненный и др.).
Оценивание своей деятельности с точки зрения нравственных, правовых норм, эстетических ценностей. Использование своих прав и выполнение своих обязанностей как гражданина, члена общества и учебного коллектива.
Список используемой литературы
Копосов Д. Г. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5-6 классов\ Д. Г. Копосов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 292 с.
Данное программное обеспечение используется с базовым набором EV3 (арт. 45544). В комплект входят материалы для учителя, утилита документирования, редактор контента, инструкции по сборке моделей и учебные материалы.
Выберите платформу
Учебные курсы соответствуют требованиям ФГОС и рассчитаны на учеников от 10 до 16 лет. В комплект входят учебные материалы для обучающихся, материалы для педагогов, инструменты оценки успеваемости, примеры программ и инструкции по сборке моделей.
Комплект позволяет провести более 30 часов уроков и проектной учебной деятельности. Помогает изучать технологии по средством STEM методик и робототехники. Комплект содержит 15 проектных работ, начинающихся с проектирования и заканчивающихся тестированием и улучшением прототипа. Для работы данного комплекта заданий требуется наличие установленного базового ПО.
Комплект занятий требует наличия базового набора EV3 и дополнительного набора "Космические проекты EV3" (арт. 45570). Комплект позволяет провести более 30 часов уроков и внеурочной проектной учебной деятельности. В комплект входят тренировочные задания и тематические исследовательские проекты, разработанные совместно с учеными — исследователями космоса. Комплект даст возможность заниматься исследовательской работой и создавать инновационные решения по актуальным темам в области освоения космоса. Для работы данного комплекта заданий требуется наличие установленного базового ПО.
2.4. Программа занятий по информатике EV3
Оценить 537 0
Тема: «Сборка и программирование моделей роботов в среде
Продолжительность мастер-класса: 60минут
Цель мастер-класса:формирование профориентации у школьников в процессе конструирования и программирования роботов
Программирование робота на ПК
Загрузка программы в робота
Произвести тестовый запуск
Отладить программу (по необходимости)
Демонстрация работы робота
Оборудование:
Мооблоки 10 шт), комплекты Lego Mindstorms 45544(10 шт), поля для показательных выступлений.
Структура мастер-класса
Вводная часть: 8 минут
Оргмомент: 4 мин
Вводная беседа: 4 мин
Основная часть:45 минут
Конструирование роботов (самостоятельное сборка роботов участниками мастер - класса) -20мин
Программирование(самостоятельное программирование роботов участниками мастер - класса) -5 мин
Пробный запуск и отладка – 15 мин
Презентация готовых роботов на подготовленных полях.-5 мин
Заключительная часть: 7 минут
Подведение итогов - 3 мин
Рефлексия- 4 мин
Ход мастер-класса
Вводная часть
Робот- автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма, предназначенное для осуществления производственных и других операций, которое действует по заранее заложенной программе и получает информацию о внешнем мире от датчиков.
Роботы — часть стремительно надвигающегося будущего высоких технологий.
Робототехника — сфера деятельности, связанная с разработкой и эксплуатацией автоматизированных технических систем — роботов.
Применение роботов в современном мире
В современном мире, роботы – довольно востребованы. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться
Медицина( протезы конечностей умеют двигать пальчиками),
Космос (большая часть космических исследований легла именно на плечи роботов Луноход, Марсоход и робот-аватар – наиболее известные из космороботов предназначены для работы в условиях космоса и выполняют действия, которые для человека оказались бы непосильными или крайне опасными),
система безопасности (обнаруживают пожароопасные ситуации и предотвращают их, имитирующим противника, длительное слежение за объектами),
производство и быт (робот-пылесос и газонокосильщик и т.д),
развлечения (мир детских игрушек)
Основная часть
Сегодня мы вам продемонстрируем конструктор Lego Mindstorms, а затем испытаем его на практике:
создадим простейших роботов
запрограммируем при помощи языка программирования высокого уровня LEGO MINDSTORMS EV3
Состав набора
1. Микрокомпьютер, датчики и моторы.
Микрокомпьютер EV3– 1 шт. (передача данных по WiFi, графический дисплей, воспроизведение звуков, кнопки со светодиодами, возможность программирования и регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере)
Большой сервомотор– 2 шт. ( точность измерения встроенного датчика угла поворота - 1 градус)
Средний сервомотор– 1 шт.
Гироскопический датчик- 1 шт. (измерение угла наклона, скорости вращения)
Датчик касания– 2 шт. (фронтальная кнопка, автоматический подсчет количества касаний)
Датчик цвета– 1 шт. (различает 7 цветов, а также отсутствие цвета, возможность использования как датчик освещенности)
- Шестеренки, колеса и оси.
- Соединительные элементы.
- Конструкционные элементы: балки, блоки, пластины
Закрепляем знания на практике и создадим простейших роботов "пятиминуток". Инструкция по сборке и программированию находится на рабочих столах вашего компьютера и в распечатанном виде на столе.
Видео (фон) Сборка началась!
Программирование в стандартной среде программирования Lego Mindstorms EV3 не составляет особого труда. EV3 - это программное обеспечение для создания программ для роботов и возможность сделать их живыми. Весь процесс программирования выглядит как перетаскивание блоков с определенными действиями.
Есть широкий спектр программных блоков на выбор. Они сгруппированы в пять категорий:
Блоки действий (зеленый) - управляют действиями в рамках программы. Они контролируют вращение моторов, а также изображения, звук и подсветку модуля EV3
Блок выполнения программы (оранжевый)управляют процессом выполнения программ. Все создаваемые тобой программы будут начинаться со стартового блока
Блоки датчиков (желтый) позволяют программе считывать входящие данные с датчика цвета, ИК-датчика, датчика касания и многое другое.
Блоки операций над данными (красный)-позволяют вводить и считывать переменные величины, сравнивать характеристики и многое другое.
Блоки модернизации (синий)-позволяют работать с файлами, устанавливать связь по Bluetooth и многое другое.
Задавая параметры для датчиков, подстраиваем робота к знакомству с окружающей средой.
Каждый из ваших роботов будет выполнять определенный действия на которые вы их запрограммируете
Каждая группа говорит что будет делать их робот!
Демонстрация роботов-пятиминуток. Отладка при необходимости.
Заключительная часть
Подведение итогов: На этом мастер – классе мы узнали, что называется роботом и робототехникой, узнали область применения роботов, а самое главное мы научились самостоятельно создавать и программировать роботов.
Рефлексия (Некоторые вопросы для рефлексии):
- Какую задачу решали? Что надо было сделать? Что делали? Как выполняли задание? Что не получилось и почему? Что следует делать в дальнейшем? Что может помочь в дальнейшей работе?
- Какие трудности (проблемы) возникли (испытывали)? Почему? Как они были преодолены?
- Что хотели? Чего достигли? Как этого достигли? Что нас не устраивает?
Заключительное слово: Как видите, современный мир уже невозможно представить себе без применения высоких технологий и роботов. Занятия по робототехнике помогают детям идти в ногу со стремительно развивающимся прогрессом и дают уникальную возможность для участия в улучшении качества жизни. За нами – будущее!
Читайте также: