Vereiste kennis
This activity assumes that students are already familiar with the ultrasonic sensor and how to use it to measure distances and display lights. It also assumes that the Otto robots for this activity have line sensors connected in digital and also analog ports.
Benodigde materialen
- Using the line sensors slides
- Otto Starter robot of alleen de printplaat met de lijnsensoren
- Computers met internet- en/of Bluetooth-verbinding
Optioneel materiaal
- Using the line sensors worksheets
Leerdoelen
- Identificeer de belangrijkste componenten van een robot en leg hun functies uit.
- Herken robotsystemen in het dagelijks leven en wees in staat om te redeneren over
hoe ze helpen. - Weet dat robots algoritmes gebruiken om taken uit te voeren.
- Schrijf en upload programma’s die de robot besturen.
- Begrijp de belangrijkste concepten van programmeren (lussen, voorwaarden, variabelen en functies) en pas deze toe om effectieve programma’s voor de Otto-robot te schrijven.
- Identificeer het probleem dat opgelost moet worden en ontwikkel een plan om het aan te pakken met behulp van de Otto-robotcomponenten.
Hoe werken lijnsensoren?
Begin de activiteit door leerlingen te vragen hun ideeën te delen over hoe de lijnsensoren
werken. Ze kunnen opmerken dat de sensoren een aantal “kleine lampjes” hebben, een andere
goede vraag kan zijn “waar denk je dat de kleine lampjes in de sensoren voor zijn?”
Moedig leerlingen aan om ideeën te delen die ze kunnen bedenken!
In de tweede dia wordt kort aangegeven dat Otto lijnsensoren kan gebruiken om een type licht
te “zien” dat wij mensen niet kunnen zien.
De volgende dia geeft een beknopte uitleg over infraroodlicht. Als leerkracht heb je de vrijheid
om deze uitleg uit te breiden met je eigen bronnen. Op de volgende dia staat een korte uitleg
over lijnsensoren.
Overweeg om een klein experiment uit te voeren waarbij leerlingen het infraroodlicht door een camera kunnen ‘zien’, zoals getoond in deze video: https://www.youtube.com/watch?v=aoPSX3wYSXo
Activiteit: sensor gebruiken (digitaal)
Daag leerlingen uit om de lijnsensoren te coderen in combinatie met de lichten van de ultrasone sensor. Laat ze zien welke blokken ze moeten gebruiken (de digitale blokken van lijnsensoren) en wijs erop dat ze op dezelfde manier kunnen worden gebruikt als de ultrasone sensor om afstand te meten; maar in dit geval zijn de mogelijke waarden om te vergelijken 0 en 1.
In de volgende dia staat een oplossing voor de uitdaging. Betrek leerlingen bij een kort gesprek
over hoe die aanpak werkt en laat ze, als ze andere mogelijke benaderingen vinden, hun eigen
oplossingen delen.
Digitaal vs Analoog
De volgende twee dia’s geven een eenvoudige uitleg over wat digitaal en analoog betekenen in de context van sensoren.
Activiteit: sensor gebruiken (analoog)
De laatste dia laat zien hoe je de seriele monitor en de analoge lijnsensorblokken om de analoge waarden die door de sensoren worden gelezen in realtime weer te geven. Om het lezen gemakkelijker te maken, hebben we een wachttijd van 1 seconde toegevoegd tussen elke meting van de sensoren, voel je vrij om extra tijd toe te voegen of het te verkorten.
Uitbreiding van activiteiten
Deze laatste activiteit kan worden uitgebreid door extra uitdagingen toe te voegen, zoals:
- Gebruik naast de digitale blokken ook de analoge blokken om waarden te meten en acties te activeren, zoals het afspelen van geluiden of het weergeven van lichten. Vanwege de grote hoeveelheid mogelijke waarden kunnen leerlingen creatief worden door een groot scala aan mogelijke acties op te nemen, afhankelijk van de gemeten waarde.
- Vraag je leerlingen om hun ideeën te delen over “Wat is beter: digitaal of analoog?”
Les Evaluatie
- Leerlingen namen deel aan discussies over infraroodlicht en de relevantie ervan voor lijnsensoren.
- Leerlingen codeerden de lijnsensoren met succes met behulp van digitale blokken om lichte en donkere oppervlakken te detecteren, en integreerden dit met de lichten van de ultrasone sensor.
- Leerlingen begrepen de verschillen tussen digitaal en analoog in de context van lijnsensoren.
- Leerlingen toonden hun vermogen om de seriële monitor en analoge lijnsensorblokken te gebruiken om analoge waarden in realtime te lezen en weer te geven.
- Leerlingen pasten hun kennis effectief toe om Otto te besturen met behulp van zowel digitale als analoge uitgangen van lijnsensoren, wat aantoonde dat ze de functionaliteit van sensoren in robotica begrepen.
- Lesdoelen werden behaald toen leerlingen lijnsensoren met succes gebruikten om lichte en donkere oppervlakken te detecteren, waarbij ze onderscheid maakten tussen digitale en analoge sensoruitgangen.
Deze les duurt ongeveer een uur. Onderaan deze gids vind je de definitie van leerdoelen die je kunt afstemmen op je curriculumvereisten.
Benodigde materialen
- Dia’s
- Werkbladen
- TV, projector of groot scherm om de lesvideo’s weer te geven
- Groot papier of karton (wit)
- Tape (zwart)
- Schaar
Computers, tablets of smartphones zijn optioneel, ze kunnen worden gebruikt als digitaal hulpmiddel voor leerlingen om verder onderzoek te doen en extra aantekeningen te maken.
Maak verbinding met
The class begins by displaying the first slide and asking the students “What do you see here?’“
[Pause and wait for students to provide answers, which may include mentions of a robot arm and two wheeled robots moving boxes].
De leerkracht leidt de klas vervolgens in een gesprek over de aard van robots, waarbij vragen als: ‘Wat is een robot?’ ‘Wanneer verandert iets in een robot en wanneer is het gewoon een machine?’
Op de tweede dia introduceert de leerkracht het onderwerp van het nut van robots voor mensen. Leerlingen moeten hun ideeën delen over hoe robots nuttig kunnen zijn.
[This conversation is expected to last approximately 4-5 minutes]
Daarna, op de derde dia, bekijken de leerlingen een video waarin wordt uitgelegd wat een robot is. Na de video krijgen ze de gelegenheid om hun persoonlijke ervaringen met robots te delen. De leerkracht kan het gesprek sturen door specifieke vragen te stellen, zoals: ‘Heb je ooit met een robot gespeeld of er een gebouwd?’ ‘Heb je thuis robotapparaten, zoals een stofzuiger, die je als robot beschouwt?’
[De video duurt 4 minuten en de discussie over persoonlijke ervaringen zal naar verwachting 3-5 minuten langer duren].
Op de volgende dia organiseert de leerkracht kleine groepjes van 2-3 leerlingen. Elke groep krijgt een specifieke robot toegewezen om te onderzoeken. De leerlingen kunnen hun onderzoek uitvoeren met behulp van internet of aan de hand van digitaal of fysiek materiaal. Enkele populaire real-life robots die de leerlingen kunnen verkennen zijn:
Als leerkracht kun je gerust onderzoek doen naar andere robots om toe te voegen aan
de lijst. Tegen de tijd dat je deze les geeft, zijn er misschien al nieuwe en populaire robots.
Tijdens deze activiteit verzamelen leerlingen informatie over de robot die ze toegewezen hebben gekregen en doen ze kennis op over hoe robots in het dagelijks leven worden gebruikt. Aan het einde van het onderzoek geeft elke groep een korte presentatie over de robot die ze onderzocht hebben.
Hier gebruiken de leerlingen het eerste werkblad
[Deze activiteit zal naar verwachting in totaal ongeveer 10-15 minuten duren, zodat er voldoende tijd is voor onderzoek en presentaties].
Maak
Op de vijfde dia introduceert de leerkracht de HP Otto robot door een video te tonen over de kenmerken en mogelijkheden. Na het bekijken van de video demonstreert de leerkracht een gebouwde robot aan de leerlingen, waarbij hij de fysieke onderdelen laat zien en uitlegt hoe deze bijdragen aan de functionaliteit.
[Om de leerlingen nog meer te betrekken, kan de leerkracht de robot verbinden met de Otto web control app, en demonstreren hoe de robot bediend en bestuurd kan worden met behulp van de interface van de app].
Op de volgende dia wordt een diagram getoond met de interne verbindingen van de robot. Met behulp van de web control app demonstreert de leerkracht hoe elk onderdeel van de robot werkt.
Om de leerlingen te betrekken, kan de leerkracht hen actief bij de activiteit betrekken. Bijvoorbeeld:
- Zoemer: De leerkracht kan verschillende geluiden afspelen die beschikbaar zijn op de app en de leerlingen vragen om voor te stellen of te kiezen welk geluid ze willen horen.
- LED-ring: De leerkracht kan leerlingen (maximaal 12) vragen naar hun favoriete kleuren en deze weergeven op de LED-ring.
- Ultrasone sensor: De leerkracht kan de ontwijkfunctie activeren en de robot door het klaslokaal laten bewegen. Leerlingen kunnen meedoen door het pad van de robot met hun handen te onderscheppen en te observeren hoe de robot in reactie daarop van richting verandert.
- Lijnsensoren: Hoewel de lijnopsporingsactiviteit later wordt uitgevoerd, kan de leerkracht in dit stadium uitleggen hoe de infraroodsensoren werken.
In de volgende activiteit werkt de hele groep samen om een circuit uit te stippelen waarop de robot moet navigeren. De leerkracht zal de leerlingen begeleiden in dit proces, maar het is belangrijk om de leerlingen zelf beslissingen te laten nemen om hun creativiteit en betrokkenheid te stimuleren. Het doel is om een circuit te definiëren dat specifieke herkenningspunten of gebieden in het klaslokaal omvat waar de robot rond kan bewegen.
De leerlingen kunnen bijvoorbeeld besluiten om het circuit te beginnen voor het bureau van de leerkracht, dan een vierkant beschrijven rond de stoel van James, in een zigzagpatroon bewegen tussen de stoelen van Eva en Raidy en ten slotte terugkeren naar het bureau van de leerkracht. [Om efficiënt te blijven, moet de leerkracht de leerlingen aanmoedigen om snelle beslissingen te nemen, met als doel de circuitdefinitie binnen 1-2 minuten af te ronden].
[Optional]: Als extra uitdaging kan de leerkracht de leerlingen om de beurt de robot laten besturen en hun individuele voltooiingstijden meten. Dit kan een element van vriendschappelijke competitie onder de studenten toevoegen.
De volgende activiteit is vergelijkbaar met de vorige, maar deze keer maken de leerlingen een lijnenspoor met behulp van ’tape’ op een groot wit stuk papier of karton.
Lorem ipsum
