Insegna ai bambini a programmare con Lego Mindstorms

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Trovaci un bambino a cui non piacciono i Lego e ti mostreremo un alieno in costume da bambino.

Non c'è modo migliore per ispirare i bambini e introdurli a diversi concetti chiave di programmazione di Lego Mindstorms, che consente loro di costruire un robot da Lego e di programmarlo.

Ci sono alcuni avvertimenti. Innanzitutto, il set di Lego Mindstorms è costoso: il prezzo online più basso che siamo riusciti a trovare era di circa £ 230 IVA inclusa, e se entri da John Lewis lo troverai in saldo a un fantastico £ 300. Il secondo è che i bambini più piccoli avranno bisogno di assistenza per costruire i modelli.

Se ti impegni, tuttavia, la gamma di possibilità disponibili dal set di base è incredibile. Come con tutti i Lego, l'unico vero limite a ciò che puoi creare è la tua immaginazione (e quanti kit extra compri). Per fortuna, hai la possibilità di scegliere tra cinque tipi di robot da costruire dall'inizio, come il Gripp3r, un robot robusto in grado di sollevare e trasportare oggetti pesanti con le sue pinze di presa.

Con un solo set di istruzioni stampate nella confezione, dovrai andare online per scoprire come costruire la maggior parte dei robot. Di conseguenza, avrai bisogno di un computer o di un tablet a portata di mano mentre lavori, ma Lego ha reso il compito di creazione meno scoraggiante suddividendo abilmente il processo di costruzione in missioni separate. Ad esempio, quando crei Gripp3r, inizi facendo la mano che stringe, quindi aggiungi parti extra in tre missioni per creare il robot completo.

Una volta terminato il processo piuttosto tecnico di costruzione del tuo modello, che utilizza la gamma di mattoncini Technic più scheletrici di Lego, 594 dei quali sono nella confezione, sei pronto per creare il tuo programma.

Programmazione

Mindstorms viene fornito con un ambiente di programmazione grafico basato su LabView . La versione di Lego è stata adattata per funzionare con i set Mindstorms, ma non è necessario acquistare un modello per usarlo gratuitamente; puoi scaricarlo Qui .

Analogamente a Scratch, costruisci il tuo programma utilizzando moduli codificati a colori: i moduli di azione sono di colore verde, i sensori sono gialli e i comandi di controllo del flusso sono arancioni.

Nel nostro esempio di mano robotica, vogliamo che il motore si attivi in ​​modo che le dita si aprano; il controllo per emettere un suono di freno aereo; le dita per chiudere e poi - dopo una pausa - per riaprire. Ciò richiede cinque moduli come mostrato di seguito. Dopo aver seguito le istruzioni per crearlo, è il momento di sperimentare con le impostazioni; abbiamo perso una bambina di sette anni per mezz'ora mentre giocava con i diversi effetti sonori.

Se sembra troppo semplicistico, non temere. LabView include molte operazioni avanzate e, quando finisci di costruire Gripp3r, quel semplice insieme di moduli è diventato rapidamente molto più complesso, con loop e switch in abbondanza.

I progetti più avanzati includono la registrazione dei dati e nella confezione è presente un sensore a colori, tattile e a infrarossi. Puoi anche acquistare sensori giroscopici, ultrasonici, sonori, bussola e accelerometro direttamente da Lego.
Né sei limitato a LabView. Per esempio, ROBOTC è progettato per creare programmi più complessi che funzionano con Lego Mindstorms.

Una volta che hai finito di creare il tuo programma, è il momento di provarlo nel mondo reale. La chiave per questo è il mattoncino intelligente EV3 di Mindstorms (che puoi vedere al centro del robot serpente, sotto).

Per prima cosa devi collegarlo al modello che hai costruito tramite uno dei cavi simili a Ethernet. Sono disponibili quattro porte - A, B, C e D - e se guardi attentamente gli screenshot nella procedura dettagliata vedrai che colleghiamo il motore alla porta A.

Quindi connetti il ​​mattoncino EV3 al tuo PC o Mac tramite il cavo in dotazione e premi play; il programma verrà eseguito automaticamente.

Sarà anche memorizzato sul blocco per consentirti di controllare la mano (nel nostro caso) senza essere collegato al PC.

Nella classe

Come con Scratch, potresti scoprire che la tua scuola secondaria locale ha già investito in Mindstorms per l'istruzione. Supportati da una vasta gamma di risorse e kit extra, questi offrono un ottimo modo per le classi di lavorare insieme su un progetto. Ad esempio, alcuni set includono tappetini, come un paesaggio spaziale e una città verde, in modo che gli studenti possano lavorare insieme per creare qualcosa di più grande di un singolo robot.

C'è anche una vivace comunità di costruttori di Mindstorms là fuori, con Lego che semplifica il caricamento e la condivisione delle tue creazioni. Se vuoi vedere come qualcuno ha costruito una chitarra dal kit, un rilevatore di terremoti o una macchina che lancia i dadi, è facile come scaricare il loro progetto.

Di seguito, presentiamo il modo in cui Mindstorms funziona con un progetto più modesto che puoi anche seguire senza un set fisico.

Fase uno: motore acceso

Scarica il file software da qui .

Fare clic su File | Nuovo progetto e Chiudi editor dei contenuti per rimuovere la scatola. Trascina il motore medio dall'area verde delle azioni e fai clic su di esso accanto al pulsante di riproduzione. Premi la freccia circolare per scegliere per quanto tempo si attiverà, in base al numero di secondi, gradi o rotazioni. Clicca 75 e puoi controllare il movimento: positivo è uguale in avanti; negativo è uguale all'indietro.

Fase due: pugni chiusi

Ai fini di questa procedura dettagliata, supporremo che tu abbia costruito la mano di presa descritta. Se mandassimo questo programma alla mano in questo momento, stringerebbe la presa.

Aggiungi un blocco di attesa, come mostrato sopra, e modifica il valore su 2, in modo che si fermi per due secondi. Quindi aggiungiamo un altro blocco motore medio, ma cambiamo il valore in -75. In effetti, il nostro programma ora serrerà la pinza, attenderà due secondi e quindi si aprirà.

Fase tre: andare in giro

Per rendere le cose un po 'più interessanti, aggiungi una funzione loop. Trascina questo accanto al pulsante di riproduzione e quindi riposiziona gli altri comandi al suo interno.

Per impostazione predefinita, il ciclo continuerà per un numero illimitato di volte, quindi fai clic sul simbolo dell'infinito. Nel menu a discesa vedrai una serie di opzioni. Potresti optare per una lettura dell'intensità dal sensore di colore, un sensore tattile, un timer o altro. Per semplicità, scegli un conteggio fino a tre.

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Fase quattro: buon lavoro

Per finire, aggiungeremo un po 'di audio. Trascina il modulo Suono dall'area delle azioni verde a destra del loop. L'icona della cartella viene mostrata per impostazione predefinita, il che significa che quando fai clic nel rettangolo in alto a destra del riquadro verranno visualizzati gli effetti sonori e le voci disponibili.

Qui, scegliamo Buon lavoro, per celebrare tre volte la chiusura e l'apertura della mano. Ma potresti suonare una nota o un tono - o una serie di essi per creare una melodia.