Programma di Robotica[LEGO EV3]

SpinOff–UniversitàdiNapoliFedericoII
SPINOFF–UNIVERSITA’DEGLISTUDIDINAPOLIFEDERICOII
Programma di Robotica
[LEGO EV3]
Target:
1. Alunni ultima classe scuola media inferiore per i quali sia possibile compiere un lavoro
di potenziamento delle abilità per i livelli di eccellenza didattica raggiunti
2. Alunni primo biennio scuola media superiore ad indirizzo tecnico-professionale
3. Alunni primo e secondo biennio scuola media superiore ad indirizzo liceale
Prerequisiti: programmazione livello base delle APP
Obiettivi:
Introdurre gli studenti a:
• programmare robot mobili
• applicare concetti di fisica, geometria e matematica per definire il movimento di
un robot
• pianificare un percorso utilizzando conoscenze di geometria ed i feedback
provenienti dai sensori
• interpretare i feedback provenienti dai sensori, calcolare i valori di soglia di
alcune grandezze fisiche, definire percorsi logici condizionali
• comprendere il concetto di Sistema e di Sistema di analisi
• processo sperimentale
• documentare e spiegare i risultati dei test
Contenuti:
2.
3.
4.
5.
1. Configurazione (2)
• Installazione software e configurazione ambiente di lavoro
• Connessione del robot e test iniziali
• Hardware/Software/Firmware
Attachments :Costruire un robot con attachments di base (9)
• Robot design
• Attachments passivi ed alimentati
• Sensori e motori
• Istruzioni elementari di un robot: rilevare ed agire (sensing and doing)
• Preview di programmazione
Movimento (12)
• Movimento lineare: forward e backward
• Movimento circolare: rotazione
Sensori e moto (12)
• Leggere i valori dal campo per definire il movimento
• Rilevare i valori letti dai sensori e usarli per individuare le azioni da
intraprendere
Programmazione (12)
• Elementi di programmazione
• Istruire il robot tramite code blocks
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Activity
1. Ahead Full Speed
L’attività guida gli studenti passo dopo passo attraverso l’impostazione
dell'ambiente di sviluppo, un primo esempio di programmazione di un
robot e l'esecuzione dei movimenti di base
2.
Right Face Activity
L’attività guida gli studenti passo dopo passo attraverso il processo di
costruzione diversi programmi che producono ciascuno un diverso tipo di
movimento/rotazione.
3.
Wheels and Distance
L’attività guida gli studenti ad indagare sul rapporto tra le dimensioni
delle ruote e la distanza coperta dai robot
4.
Measured Turns Investigation,
L’attività coinvolge gli studenti in un'indagine del rapporto tra geometria,
gradi di libertà, e la quantità di moto di un robot
5.
Clap On, Clap Off Activity.
L’attività introduce gli studenti ai sensori, in particolare al sensore del
suono. Gli studenti sono guidati passo passo attraverso il processo di
ricerca e valutazione del valore di soglia di una grandezza e allo sviluppo
di diversi programmi che controllano il comportamento del robot
attraverso il sensore sonoro
6.
Frequency and Amplitude Exploration
L’attività coinvolge gli studenti in un'indagine della le proprietà di un’
onda sonora, e quali sono le proprietà dell'onda sonora che il sensore è in
grado di distinguere.
7.
The Follow the Guidelines Activity
L’attività guida gli studenti passo dopo passo attraverso il processo di
programmazione del robot, ed eseguire la linea di base seguente
programma.
8.
The Obstacle Detection Activity
L’attività guida gli studenti passo dopo passo attraverso il processo di
programmazione del robot di rispondere a due diversi tipi di stimoli
sensoriali.
9.
The Get in Gear Activity
L’attività guida gli studenti passo dopo passo attraverso il processo di
gestione degli ingranaggi, eseguendo programmi specifici e osservando le
differenze create dai diversi rapporti di trasmissione.
10.
The Gears and Speed Investigation
L’attività coinvolge gli studenti in una ricerca quantitativa della relazione
tra il rapporto di trasmissione e la velocità del robot.
Strumenti:
kit LEGO EV3
cavi USB per l’ upload dei programmi al robot
1 computer per ogni due studenti
copia di “LEGO® MINDSTORMS® Edu programming software”
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Durata:
47 ore Didattica
2 ore Valutazione competenze ingresso
1 ora Test valutazione corso
Programma di Robotica
[Arduino]
Target:
1. Alunni ultima classe scuola media inferiore
2. Alunni primo biennio scuola media superiore
Prerequisiti: programmazione livello base delle APP
UNITA’ DI APPRENDIMENTO
Denominazione
Il mondo di Arduino
Prodotti
Configurazione dell’ambiente di lavoro
Tempi
3h
difficoltà
***
Competenze chiave
conoscenza della simbologia elettrica/elettronica;
conoscenza e modalita' di utilizzo dei vari componenti elettrici usati per la realizzazione
dei circuiti elettrici.
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UNITA’ DI APPRENDIMENTO
Denominazione
Lampada miscela colore
Prodotti
Realizzazione di una lampada che cambia colore in base alle condizioni
esterne
Tempi
3h
difficoltà
**
Competenze chiave
dispositivi:
conoscenza del funzionamento di un led;
conoscenza del funzionamento del sensore fotoresistenza
Tecniche della comunicazione:
concetto di trasmissione seriale e parallela;
confronto tra le diverse tipologie di trasmissione; errori nelle comunicazioni
software:
costanti;
variabili;
bit;
Utilizzare le reti e gli strumenti informatici e nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare
UNITA’ DI APPRENDIMENTO
Denominazione
Theremin
Prodotti
Realizzazione di un theremin comandato dalla luce
Tempi
3h
difficoltà
**
Competenze chiave
dispositivi:
conoscenza del funzionamento di un piezo;
conoscenza del funzionamento di un sensore analogico
fisica:
concetto di frequenze e periodo;
software:
output;
input;
selezione;
ciclo while;
bit;
Utilizzare le reti e gli strumenti informatici e nelle attività di studio, ricerca e
approfondimento disciplinare
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UNITA’ DI APPRENDIMENTO
Denominazione
Musicista digitale
Prodotti
Realizzazione di una tastiera musicale
Tempi
6h
difficoltà
****
Competenze chiave
dispositivi:
conoscenza del funzionamento di una resistenza;
conoscenza la differenza tra circuito serie e parallelo
matematica:
concetto di connettivi logici;
la congiunzione logica, in logica booleana AND
la disgiunzione inclusiva in logica booleana OR
la disgiunzione esclusiva o, in logica booleana XOR,
negazione "non", in logica booleana NOT,
l'implicazione logica se ... allora ...
software:
array;
if()..else;
comunicazione seriale;
Utilizzare le reti e gli strumenti informatici e nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare
UNITA’ DI APPRENDIMENTO
Denominazione
Girandola motorizzata
Prodotti
Realizzare una girandola colorata utilizzando un motore
Tempi
6h
difficoltà
****
Competenze chiave
dispositivi:
conoscenza del ruolo di un transistor;
conoscenza del ruolo di un dissipatore;
elettrotecnica:
concetto di tensione;
concetto di corrente;
concetto di potenza;
concetto di energia;
software:
funzioni;
eventi;
Utilizzare le reti e gli strumenti informatici e nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare
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UNITA’ DI APPRENDIMENTO
Denominazione
KNOCK LOCK
Prodotti
Realizzare una serratura per tenere lontano gli ospiti indesiderati
Tempi
6h
difficoltà
*****
Competenze chiave
dispositivi:
conoscenza del significato di massa elettrica;
conoscenza dell’uso di una lamina di metallo come sistema di massa;
elettronica:
concetto di connettore;
concetto di servomotore;
concetto di soglie;
concetto di segnale digitale;
software:
contatore;
comunicazione seriale;
realizzare una funzione;;
Utilizzare le reti e gli strumenti informatici e nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare
Durata:
27 ore Didattica laboratoriale
2 ore Valutazione competenze ingresso
1 ora Test valutazione corso
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