Использование LEGO MINDSTORMS на уроках информатики и математики. #2 Копосов Д.Г. / 25.03.2014 Продолжение… Встречи #1.Здравствуйте, коллеги, давайте немного обсудим, что же у нас получилось найти. Какие интересные для вас темы, направления, идеи поселились в вашем сердце?Начнем с меня Да, вроде и практикум написал, что же мне дальше-то делать? Всегда все портят противные мелочи. Вот какая тема меня давно мучает. Есть колеса разного диаметра и тема «Длина окружности». Хотелось бы соединить. Раньше пробовал, но, во-первых, разных колес было не так много. Во-вторых, получалось все с маленькой неувязочкой: задний балансир (третье колесико) раздражал и меня, и учеников. Т.е. если я отвлекусь на помощь кому-нибудь, то получалось, что в конце урока у 2-х роботов (из 14) модуль «балансир» весь переделан. Сказать деткам: «Не трогаем ничего, пусть криво!» - это поступок камикадзе. Приходилось, скрипя, возвращать все на место. А у меня поток - урок, за уроком... В итоге получилось как-то так. Как раз за неделю (с 24.03 по 28.03) поэкспериментирую и все подготовлю. Вот такую задачу поставил себе и начал ее реализовывать. Вот из таких маленьких побед, наверное, и складывается наш успех. Поставьте, коллеги, себе маленькую задачу и начните ее реализовывать. Уверен всем будет интересно следить именно за динамикой.Немного вернемся от наших идей к примерам реализации. Раз, первой была идея рассмотреть метод координат, то ее и поднимем.Такую реализацию не просто предложили, но и реализовали студенты, проходившие у нас педагогическую практику.Реализация понятна и проста. Кроме того еще и не менее эффективна.Рассмотрим другой подход.Наблюдение процессов во времениОдно из простых заданий, которое мы делаем с роботом – это создаем измеритель уровня шума.Мы очень хотели наблюдать за изменениями звуковой обстановки, но сделали это каким-то странным способом. Робот-приёмник показывал числа и единицы измерений, они красиво отображались на экране, а мы не могли толком сказать, как изменяется звуковая обстановка. А ведь для нас был жизненно важен тот момент, когда надвигается, например, опасность.Самый наглядный способ описания процессов, происходящих в жизни, — это построение графика. Посмотрите на рисунок. Это график тех измерений, которые проводил наш робот: по горизонтальной оси — секунды, по вертикальной — децибелы. Точки измерений для наглядности соединены линиями.Смотрите, начиная с 11 секунды, к нашему роботу приближался источник звука, а после 20-й — удалялся. Если бы мы получали такой график в режиме реального времени, то заранее бы могли отреагировать на возможную опасность.Задание №1. Приглядитесь к этому графику и придумайте короткую историю, которую он может нам «рассказать» (например: «25 секунд из жизни леса», «Удар выше ворот», «Маша разбила банку с вареньем»…).Как вы уже поняли, вам надо научиться строить графики на экране робота. Чтобы вы удачно справились с предстоящим проектом, нужно рассмотреть один важный математический вопрос.Координаты на плоскости.Задача перед нами, на первый взгляд, простая — отмечать на экране точки и соединять их отрезками. А как указать положение точки на экране? Для этого нам понадобится координатная плоскость: две перпендикулярные прямые — оси координат; точка пересечения прямых — начало координат; стрелки осей — для указания положительных направлений; и отложенные по осям равные отрезки. Положение точки на плоскости определяется парой чисел — координатами точки: координатой х, и координатой y.Координаты на экране.Блок «Экран» имеет, как вы помните, режим «чертёж». Посмотрите настройки на рисунок (особенно выделенные фрагменты), есть одна «маленькая» ошибочка переводчика: линия, проведенная от одной точки до другой — это отрезок (хотя в настройках — «прямая», вы должны помнить, что прямая бесконечна).Количество точек на экране небольшое: 100 по горизонтали и 64 по вертикали (пишут: 100×64). Начало координат — левый нижний угол. На рисунке проведен отрезок от точки с минимальными координатами до точки с максимальными. Чтобы построить отрезок, нам нужно 4 числа (координаты двух точек). Посмотрите пример: x и y — это координаты начальной точки, а _x и _y — конечной.По оси ординат мы будем отмечать значение громкости звука в децибелах, по оси абсцисс — время. Поэтому сначала вам необходимо нарисовать на экране робота координатную плоскость. Задание №2. Используя несколько блоков «Экран», составьте программу, выводящую на экран NXT координатные оси и подписи к ним.Скорее всего, у вас получилась программа, очень похожая на указанную ниже (за исключением некоторых деталей). Задание №3. Чтобы такая «длинная» программа не мешала в дальнейших разработках, воспользуйтесь созданием вспомогательного алгоритма (создайте «Мой блок» и назовите его «axes», что означает «оси»). Задание №4. Напишите программу для NXT, отображающую на экране график изменения звуковой обстановки вокруг робота. Усовершенствуйте программу, добавив ей дополнительные возможности. ________________________Задание (для участников). Надеюсь, вы уже выбрали ту маленькую задачку, которую реализуете. Постарайтесь несколькими способами подойти к ее решению.А уж потом из маленьких заданий у вас получится отличный летний робототехнический лагерь (для тех, кто загорелся этой идеей). На природе измерять одним роботом уровень шума, а другой, через Bluetooth, будет показывать отличный график. Интересно, а хруст ветки под ногой он с какого расстояния определит?Используйте другие датчики и у вас получится исследование вне стен классной комнаты. Ведь робот автономен! Хотя он вовсе и не робот Жду ваших идей И еще небольшой пример использования LEGO MINDSTORMS как средства изучения чего-либо.Тема «Звуковые редакторы». Как ее можно реализовать не LEGO-роботе?Вы уже обратили внимание, что наш робот говорит только по-английски, причём и слов то у него очень мало. Поэтому, следующая задача — научить робота говорить вашим голосом. Он, конечно, стихи читать не сможет — памяти у него не хватит, но с удовольствием сможет повторить многие ваши любимые фразы и слова. Они ведь у вас должны быть. Для этого нам необходимо записать ваш голос и преобразовать (говорят: конвертировать) его, чтобы робот мог воспроизвести этот звук.Для решения этих задач нам нужно две программы: звуковой редактор и конвертер. Звуковой редактор — это программа для записи редактирования, сохранения звуковых файлов, обычно имеет возможность использования различных звуковых эффектов (изменение тембра, темпа, высоты тона, скорости воспроизведения и т. д.). Конвертер — это программа, преобразующая звуковой файл в звуковой файл для использования на электронных устройствах (телефонах, mp3-плеерах и т. д.).Для решения наших задач будем использовать редактор Audacity и конвертер wav2rso.Надевайте гарнитуру или пододвигайте микрофон, после нажатия на кнопку «Запись» — говорите. Можете изменить ваш голос, применив к нему различные эффекты из меню «Эффекты» (например, смену высоты тона, темпа и скорости).Если результат не очень вам нравится — удалите дорожку и запишите свой голос ещё раз. Итак, вы все записали, прослушали запись. Готово!Теперь необходимо сохранить файл в формате WAV.Файл → Экспортировать…Укажите, в какой папке вы собираетесь сохранить файл. Имя файла наберите английскими буквами (робот не понимает кириллицу) и нажмите «Сохранить». В появившемся окне «Правка метаданных» можно ничего не заполнять, нажимаем «ОК». Посмотрите внимательно, когда дома вы будете аналогично работать со звуковыми файлами указанные поля можно заполнить. Итак, вы записали ваш голос в файл. Теперь необходимо его преобразовать так, чтобы его мог воспроизвести робот.Запустите программу — это программа конвертирует звуковые файлы, чтобы робот их мог воспроизвести. Нажмите «Directory» и укажите путь, куда вы будете сохранять уже конвертированный файл.C:\Program Files\LEGO Software\LEGO MINDSTORMS Edu NXT\engine\Sounds — в этой папке хранятся все звуки, которые может воспроизводить роботили тут: C:\Program Files (x86)\LEGO Software\LEGO MINDSTORMS Edu NXT\engine\Sounds (если операционная система 64-битная)Нажмите «Select Files…» (выберите файлы) и укажите путь к сохранённому файлу с вашим голосом.Остальные настройки выставьте, как указано на рисунке. Далее нажмите «Convert».Если конвертация прошла успешно (Success) — появится сообщение.Нажимайте «ОК».Запускайте программу NXT 2.0 Programming.Расположите блок «Звук» на коммутаторе последовательности действий. В настройках укажите имя вашего файла. Прослушайте звук через наушники, загрузите в вашего робота и запустите.Задание №1. Теперь ваш робот может говорить всё, что вы захотите. Попробуйте записать фразу «Валли-и-и» или «Ева-а-а». Используйте эффекты: «смена высоты тона» и «скорость».Контрольное задание: «Пароль и отзыв»Задание №2. Ваше «секретное задание»: робот-агент должен прибыть к указанной на карте точке и сказать пароль: «У вас продается славянский шкаф?». Узнайте, кстати, из какого фильма эта фраза.Как Вы наверное догадались, последнее задание переделывается под любой тематический классный час. Lego робототехника