Нормативные документы
Основным содержанием организации деятельности работы кружка “Образовательная робототехника г. Владимира”являются постепенное усложнение занятий от технического моделирования до сборки и программирования роботов с использованием материалов книги Вязовова С.М.,Калягиной О.Ю.,Слезина К.А. “Соревновательная робототехника: приемы программирования в среде EV3: учебно-практическое пособие”.
Актуальность кружковой работы заключается в том, что она направлена на формирование творческой личности живущей в современном мире. Технологические наборы LEGO MINDSTORMS EV3 ориентированы на изучение основных физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств.
На занятиях используются конструктор “Базовый набор 45544” серии LEGO MINDSTORMS EV3 с программным обеспечением ПервоРобот (дистрибутив с визуальной средой программирования EV3).
Используя персональный компьютер, или ноутбук с ПО EV3, LEGO-элементы из конструктора ученики могут конструировать управляемые модели роботов. Загружая управляющую программу в специальный LEGO-компьютер EV3 и присоединяя его к модели робота, робот функционирует автономно. EV3 работает независимо от настольного компьютера, на котором была написана управляющая программа; получая информацию от различных датчиков и обрабатывая ее, он управляет работой моторов.
На данных занятиях ученики обрабатывают и интегрируют знания из информатики, физики, математики и других наук.
Очень удобным в составе ПО EV3 является раздел проведения экспериментальной работы. Ученики могут сами строить графики работы тех или иных датчиков, и проводить сравнительный анализ их работы.
Итоги изученных тем подводятся созданием учениками собственных автоматизированных моделей, с написанием программ, используемых в своих проектах, и защитой этих проектов.
Примерная программа “Кружка образовательной робототехники г. Владимир”
| № | Тема | Содержание | Часы |
| 1 | Введение в робототехнику | Лекция. Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа. Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника. В т.ч. – бои роботов (неразрушающие). Конструкторы и «самодельные» роботы. | 1 |
| 2 | Конструкторы компании ЛЕГО | Лекция. Информация о имеющихся конструкторах компании ЛЕГО, их функциональном назначении и отличии, демонстрация имеющихся в арсенале школы наборов. | 1 |
| 3 | Знакомимся с набором Lego Mindstorms EV3 | Лекция. Знакомимся с набором Lego Mindstorms EV3. Датчики конструкторов LEGO на базе компьютера EV3 (презентация), аппаратный и программный состав конструкторов LEGO на базе компьютера EV3 (презентация), сервомотор EV3. Собираем блок + мотор и запускаем в качестве демонстрации один мотор. | 1 |
| 4 | Конструирование робота «Трехколесный робот» | Практика. Собираем первую модель робота «Трехколесный робот» по инструкции (до стр. 46 инструкции). Ставим только ультразвуковой датчик. | 1 |
| 5 | Изучение основ программирования робота «Трехколесный робот» | Лекция. Краткое изучение программного обеспечения, изучение среды программирования и управления.На базе собранного робота изучаем работу больших моторов. Блоки – одиночный мотор, рулевое управление, независимое управление моторами. Движение робота по прямой линии, разворот на 180 и 360 градусов вокруг одного колеса и вокруг собственной оси.Изучаем «ЦИКЛ» | 1 |
| 6 | Выполнение практических задач | Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий из 4-5 блоков (зачет 1) | 1 |
| 7 | Конструирование и программирование робота-внедорожника | Создаём и тестируем “Робот-внедорожник”. На предыдущем уроке мы собрали «Трёхколёсного робота». На этом уроке вносим небольшие изменения в конструкцию. Добавляем датчик касания. Получаем уже более серьёзная модель, использующую ультразвуковой датчик и датчик касания. Соответственно, мы продолжаем эксперименты по программированию робота. Пишем программу средней сложности, которая должна позволить роботу реагировать на событие нажатия датчика.Изучаем «ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ»Задача: допустим, робот ехал и упёрся в стену. Ему необходимо отъехать немножко назад, повернуть налево и затем продолжить движение прямо. Необходимо зациклить эту программу. Провести испытание поведения робота, подумать в каких случаях может пригодиться полученный результат. | 1 |
| 8 | Программирование датчиков | Изучение работы ультразвукового датчика. Разработка программы для остановки робота перед препятствием на заданном расстоянии. | 1 |
| Разработка и проведение игры «Робот-охотник», «Роботник-жертва». Команды делятся на охотников и жертвы. Охотники ищут жертв и едут к ним, а жертвы наоборот уезжают от охотников. | |||
| 9 | Программирование датчиков | Разработка алгоритма действий для поиска разбросанных предметов. Подготовка к разработке алгоритма вышибания банок из круга. | 1 |
| 10 | Программирование датчиков | Изучаем работу датчика цвета. Демонстрация трех режимов работы: по цвету, по яркости отраженного света и по яркости внешнего освещения. | 1 |
| 11 | Практическая работа | Разработка алгоритма «Остановка у линии». Отработать остановку робота на поле около черной линии используя два состояния датчика цвета (остановиться по цвету, остановиться по изменению яркости отраженного цвета). | 1 |
| 12 | Практическая работа. Используя ультразвуковой датчик и датчик цвета разработать алгоритм выталкивания банок из круга. Постараться разработать разные алгоритмы, сравнить их, выявить недостатки. | 1 | |
| 13 | Добавляем в конструкцию средний мотор для сбивания банок за пределами круга. Разрабатываем алгоритм для сбивания банок с внешней стороны линии не выезжая за нее (подготовка к биатлону). | 1 | |
| 14 | Изучаем алгоритм «Движение по траектории окружности». Смотрим какие варианты движения есть. Программируем движение по часовой стрелке. | 1 | |
| 15 | Добавляем в алгоритм «Движение по траектории окружности» ультразвуковой датчик. Создаем из всех роботов «паровозик». Все роботы едут друг за другом, но не врезаются друг в друга а притормаживают. Выявляем чей робот самый медленный в данном движении (т.к. все роботы соберутся за ним)Изучаем «МНОГОЗАДАЧНОСТЬ» добавляя в готовый алгоритм звуковое сопровождение. | 1 | |
| 16 | Разработка алгоритма движения по траектории «Линия». Изучения особенностей прохождения траектории на прямых участках и на поворотах. | 1 | |
| 17 | Зачет по данной траектории на время. | 1 | |
| 18 | Изучаем «ШИНУ ДАННЫХ». Рассматриваем программу «Shina Dannix». Создаем алгоритм движения робота, который замедляет его скорость при приближении к препятствию. | 1 | |
| 19 | Изучение алгоритма «Прерывание цикла». Разработка алгоритма выхода из цикла по срабатыванию разных датчиков. Программа «End cikl». | 1 | |
| 20 | Создание гусеничного робота | Создаём и тестируем «Гусеничного робота». Задача: необходимо научиться собирать робота на гусеницах. Поэтому тренируемся, пробуем собрать по инструкции. Запоминаем конструкцию. Анализируем плюсы и минусы конструкции. На следующем уроке попробуем разобрать и заново собрать робота. | 1 |
| 21 | Исследуем недочеты конструкции и исправляем | 1 | |
| 22 | Создаем робот-кран | Созданием модели робота-кран, который умеет поднимать и опускать стрелу, а также поднимать и опускать крюк для поднятия грузов. За основу берем конструкции портовых и баржевых кранов. Систему управления делаем на датчиках касания. | 2 |
| 23 | Соревнования по переносу грузов. Часть 1. | Проводим соревнования, на которых ученики соревнуются – кто быстрее соберет магнитом с поля все грузы и поместит их в банку. Диаметр поля – 100 см, диаметр банки для сбора грузов – 8 см. | 1 |
| 24 | Совершенствуем робот-кран | Совершенствуем конструкцию робота-крана добавляя вращение на платформе путем добавления колеса или шестереночной передачи. Также переводим управление на bluetooth соединение и учимся управлять краном без проводов. | 1 |
| 25 | Соревнования по переносу грузов. Часть 2. | Проводим соревнования по сбору грузов на время. Управление краном осуществляется с планшета или смартфона. | 1 |
| 26 | Сборка роботов для робо-футбола. | Разработка и создание модели робота для участия в соревнованиях робо-футбол. Ученики собирают конструкции на основе трехколесного бота из инструкции к набору, совершенствуя его ударной часть. | 2 |
| 27 | Проведение тренировки по робо-футболу. | Проведение командной тренировки по робо-футболу на поле размером 1600*1000 мм с воротами шириной 550 мм. Ученики делятся на команды 3 на 3 игрока. Выбирается вратарь и нападающие. Играют два тайма по 10 минут. | 1 |
| 28 | Проведение соревнования по робо-футболу | Проведение соревнования по робо-футболу. Играют команды 3 на 3. 2 тайма по 15 минут. После соревнования подведение итогов. | 1 |
| 29 | Подготовка к соревнованию “Кегельринг” | Сборка и программирование роботов для кегельринга. Разбор конструкции и вариантов алгоритмов траектории движения. | 1 |
| 30 | Соревнование “Кегельринг” | Соревнование “Кегельринг”. Круг диаметром 1 метр, из которого необходимо выбить 8 банок объемом 0,33. Победитель определяется по лучшему времени, количество попыток неограниченно. | 1 |
| 31 | Подготовка к перетягиванию канату | Сборка роботов для перетягивания каната. Исследование конструктивных особенностей роботов для данного вида соревнований. Проведение испытаний. | 1 |
