Робот «Экоробик»

В работе над проектом принимали участие:

Октябрьская СОШ

Октябрьская СОШ

Октябрьская СОШ

Октябрьская СОШ

Учитель информатики

Робот «Экоробик»

Тема проекта «Охрана окружающей среды»

Содержание проекта

Учащимся предлагается разработать и создать проект Робота, который осуществляет следующие функции: прием груза, транспортировка груза в контейнер.

Учебные цели

При выполнении проекта учащиеся смогут:

·  Познакомиться с масштабом загрязнения наших посёлков и городов бытовыми отходами, с проблемами очистки улиц и безопасности людей;

·  Оценить возможность роботизации отдельных процессов;

·  Совершенствовать свои навыки и умения конструирования роботов, решающих различные производственные задачи и разработки программ их функционирования;

·  Моделировать различные ситуации, возникающие при выполнении данной задачи.

Предметы и ЗУНы

ИНФОРМАТИКА:

·  Объекты, явления и процессы;

·  Исполнитель, набор команд Исполнителя;

·  Алгоритмы с ветвлениями и циклами;

·  Системы управления.

ФИЗИКА:

·  Принципы работы различных датчиков;

·  Виды движения и преобразования одних видов движения в другие;

·  Действие и применение подъемного механизма;

·  Исполнительные устройства современных роботов.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ:

·  Свойства материалов.

ЭКОЛОГИЯ:

·  Загрязнение окружающей среды.

Начало работы

Тема проекта

Проект посвящен созданию робота, способного перемещать груз и помещать его в заданное место. Он рассчитан на учеников, которые уже получили навыки конструирования роботов из сборников LEGO Mindstorms 9786.

Выполнение проекта

Планы занятий в группе включают ознакомление с масштабом загрязнения наших посёлков и городов бытовыми отходами и с проблемами, возникающими при этом. Рекомендуется обратить внимание учеников на то, до сих пор не решена проблема очистки улиц, обратить внимание учащихся на такие функции робота, как:

·  Прием груза;

·  Транспортировка груза в контейнер.

Ученикам предлагается построить информационную модель создаваемого робота.

Введение

Экологическая проблема - проблема взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды. На протяжении тысячелетий человек постоянно увеличивал свои технические возможности, усиливал вмешательство в природу, забывая о необходимости поддержания в ней биологического равновесия. Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине 20 века. Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачёк, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколений людей. С развитием цивилизации расширяется промышленное производство, энергетика. Отказаться от достижений цивилизации человечество на данном этапе не способно. Природе наносится непоправимый ущерб. Нужны новые технологии утилизации отходов, необходимо строить очистные сооружения. Там, где человеку трудно справиться, можно использовать роботов.

С целью получения представлений о проектируемом объекте, его функциях и возможном облике используем метод "моделирования". В ходе "моделирования" учащиеся высказывают свои мнения по вопросу исследования, по вопросам конструирования, дополняют и развивают ранее высказанные предложения. В итоге учитель дает оценку возможности реализации высказанных идей с учетом ограниченных возможностей конструктора и других факторов.

Работа над проектом

Общая продолжительность работы зависит от многих факторов:

·  Возрастных особенностей учащихся;

·  Уровня подготовки их к работе;

·  Индивидуальных особенностей учащихся;

·  Степени сложности проекта.

Ориентировочная длительность работы над проектом 5-7 занятий. С учетом того, что при работе над проектом учащимся необходимы некоторые базовые знания по информатике и навыки работы с компьютером, работу над проектом рекомендуется поручать ученикам 8-11 классов. По результатам " моделирования" учитель подводит учеников к определению числа и состава зон, которые включаются в состав модели. Один из возможных вариантов такого разбиения:

·  Автомобиль с датчиком освещённости;

·  Подъёмный механизм;

·  Устройство для транспортировки груза.

Группа разбивается на бригады численностью 2 - 3 человека, каждая из которых отвечает за разработку одной из частей проекта. В случае если какая-либо часть оказывается сложной для реализации силами одной бригады, возможно подключение к работе желающих ребят из других бригад.
В процессе работы над проектом учащиеся обмениваются информацией друг с другом и с учителем, выясняя и уточняя детали проекта. Задача учителя на этом этапе - подтолкнуть учащихся к поиску вариантов, обеспечивающих решение задач, направляя их мысль в нужном направлении.
Ниже приводится описание одного из возможных вариантов модели робота, и даются программы работы его составных частей.

Описание проекта

Модель робота «Экоробик» включает три зоны:

·  Автомобиль;

·  Подъёмный механизм - манипулятор;

·  Лопата-толкатель (устройство для транспортировки)

Модель может работать следующим образом:

·  Робот движется в течение заданного времени;

·  робот останавливается;

·  Осуществляется прием груза в течение заданного времени (предварительно определяемого экспериментально);

·  Срабатывает датчик освещённости;

·  Робот движется вперёд до контейнера в течение заданного времени;

·  Робот останавливается;

·  Срабатывает подъемный механизм, который помещает груз в контейнер;

·  Срабатывает звуковой сигнал;

·  Робот движется назад;

·  Робот останавливается.

Технические характеристики проекта

Проект создан на основе набора LEGO Mindstorms 9786.

Основу проекта составляет робот «Экоробик».

Робот «Экоробик» содержит:

1.  микропроцессорный блок LEGO Mindstorms 9786;

2.  четыре мотора со встроенными датчиками вращения;

3.  датчик освещенности;

4.  датчик звука;

5.  подъёмное устройство;

6.  четыре управляемых колеса;

7.  грузотолкатель

В проект также входят имитатор груза, контейнер (можно использовать картонные коробки).

Указания для учителя

Робот «Экоробик»

Черные провода нарушают дизайн модели. Это один из недостатков данного типа роботов

Учебные цели:
В ходе выполнения этого задания ученики будут:
1. Создавать модель робота, способного перемещать груз и помещать его в заданное место (контейнер).
2. Использовать свои знания по программированию.
3. Рассчитывать различные варианты для заданных переменных.
Ниже представлен один из возможных вариантов решения данной задачи.( см. приложение)

Указания для учащихся

Робот «Экоробик»

Вы будете разрабатывать модель робота, способного перемещать груз и помещать его в заданное место (контейнер).
1. Изготовьте модель робота с электронным управлением.
2. Загрузите программу MINDSTORMS Edu RCX.
3. Запрограммируйте работу робота.
4. Сохраните программу.
5. Поэкспериментируйте с различными уровнями мощности моторов.
6. Подберите время поднятия и опускания подъёмного механизма.
7. Попробуйте усовершенствовать модель, включив дополнительные функции робота.

.

Приложение