2015年1月27日 星期二

2015/1/28(三)基礎組裝及程式編寫+樂高自走車的直線與轉彎

基礎組裝及程式編寫
樂高自走車的直線與轉彎



各位同學好,歡迎參加元生國小寒假的樂高機器人社團班,在這一期課程有兩個重點,第一個部分是針對穩定結構的熟練與再加強,另一個部分是寒假來做一些進階,然後比較有趣的題目。

依照往例,第一天上課,老師要花一點時間講述結構棒、連接器、齒輪等。

一些注意事項請同學注意。

1.請學過的舊生當作複習,新生請配合老師課程講述專心聽講並實做練習。

2.樂高機器人和樂高積木課程內容完全不同,低年級課程重點在立體幾何觀察培養、轉化創造力組裝能力;中高年級的課程重點放在創造力組裝能力、程式編寫以及組裝完的反覆測試調整程式。

3.組裝的過程可以練習組裝技術、激盪創意思考、培養耐心、細心;程式編寫可以訓練邏輯思考能力;測試作品則可以培養耐心、觀察結果,反推修改程式之能力。

4.學習的過程是一種長時間的養成,一開始組出第一台車會花較多時間,一旦上手後,大約10分鐘就可以組好,然後開始編寫程式,同學不要好高鶩遠,請你從基礎開始慢慢磨練自己實力。

5.寒假的課程基本上比較進階一點,但是會以有趣當作重點,希望同學能在基礎課程上好好努力加油。

6.最後,請同學多加愛惜機器人設備。



基礎篇

(1)認識樂高


 ★樂高為一家丹麥的玩具公司,在1932年,丹麥木匠奧爾·科克·克里斯蒂安森開始製作木製玩具並成立Lego公司。丹麥語「leg godt」指「play well(玩得好、好好的玩吧)」。

★1947年奧爾·科克·克里斯蒂安森和兒子開始生產塑膠積木,這些積木可以組裝在一起成為特色。



★到了今天,樂高除了基本積木之外,他還生產NXT機器人,甚至搭配電影推出主題性的樂高積木。


















(2)認識NXT
★NXT為第二代的樂高智慧型的主機,他可以透過編寫程式,讓機器人與人達到互動的效果。












(3)mindstroms程式
 ★mindstroms為編寫程式的軟體,透過編寫程式的方式讓機器人的感應器與人產生互動。






★認識零件:由於時間很有限,僅能簡單看過去。

NXT主機:

電池:

感應器:

結構棒:

積木片:

齒輪:

連接器:

接合軸:

連接線:


USB線:


2.實做練習:直線前進或轉彎的汽車
◎名稱:直線前進或轉彎的汽車
◎時間:20分鐘

◎組裝部分:
★ 零件:
NXT主機1
馬達2
輪胎(後輪2+前輪1)
連接器數個
接合軸數個
傳輸線2
★先分小組工作分配表,不要打家搶著做一個工作,然後另一個工作沒人做。
例如:
誰負責組裝?
誰負責操作電腦?
誰負責拿零件?
誰負責讓汽車不掉下去?
誰負責移動汽車回起點?
誰負責前輪?
誰負責後輪?
誰負責將零件從工具箱中拿出來? 
★先將所需之零件放置藍色零件盒中 ,工具箱就可以先關閉,養成精準控制零件數量之習慣,工具箱關好才可以開始組裝。
★零件勿散放於桌面,請放於藍色零件盒中,注意不要讓零掉落地面,一旦掉到地面要馬上撿起來。
★ 組裝過程中,注意不要讓零件、線磨地板。
★注意組裝過程中,汽車是否堅固耐用。
★先確定孔是可以放入連接器後才放入,不要用蠻力硬塞。
★照片欣賞:
每組所選之零件不同,請先思考需要的是什麼零件

使用V型的結構棒搭配連接器



做好一個後,就可以做第二個後輪





前論的設計




強化前輪的穩定性



注意線不要拖地,使用轉圈纏繞法讓線收的漂亮一點。


◎編寫程式:
★打開程式後,點選file→new

open開新檔案

第一次使用請先格式化





完成後, 可以開始寫程式了,將一個move丟過來,並設定屬性。
★ 第一個是port選擇所接的BC孔,注意不要接1234,1234是輸入訊號用,ABC是輸出訊號。
 先設定向前走3秒試看看

 好了之後再丟一個單輪走的程式,這個單輪走,就會變成轉彎
 設定3秒
下載到NXT中,試驗看看。

◎測試時間:10分鐘

◎影片觀賞:




















3.實做練習:固定路線的汽車
★上一節課已經完成汽車固定路線,這一節課,請各組編寫設計程式讓汽車能走桌面完整一圈。
★如果汽車很鬆散,要嘗試修改汽車結構,讓汽車更加牢固。
★注意不要讓汽車掉到桌面外
★注意完整一圈的走法,先一個步驟一個步驟來加,不要貪快一次加8個。
★第1步和第5步完全一樣,第3步和第7步完全一樣,2468步完全一樣,換句話說,整個固定路線只要3段程式設定好,就可以。
★實際走出來會有些許不同,因為路面有可能不平,所以要微調。
★速度很快的小組,可以練習加入無限回圈LOOP,這樣子汽車就會真正達到固定路線行走。
















4.實做練習:汽車競速
★這一節課,我們的主題是汽車競速,上學期有玩過一次汽車競速了,稍微歸納一下汽車會跑比較快的原因。
(1)汽車結構很穩,跑的時候不會搖搖晃晃。
(2)汽車的力量開到最大。
(3)齒輪咬合的很密 。
(4)車的大小未必代表快慢。
(5)連接器不同,穩定度也不同。







◎名稱:汽車競速
◎時間:20分鐘

★這一節課鐘,請各組回想一下上一次比賽的結果, 如果是輸的組,那考慮看看要如何修改這一次拿下第一名,如果是贏的那一組,這一次考慮看看不同的組法會不會更快。
★可以考慮齒輪變速,但是要注意時間,不要最後連基本的汽車都組不出來。
◎組裝部分:組裝汽車
◎編寫程式:使用move指令
◎測試時間:10分鐘
◎影片觀賞:















5.討論與回饋

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