Transcript פיתוח חוג רובוטיקה לתלמידי תיכון

‫פיתוח חוג רובוטיקה‪ ,‬מבוסס ‪,VEX‬‬
‫לתלמידי תיכון – מצגת אמצע‬
‫מציגים‪:‬‬
‫רועי בר‪-‬אל‬
‫דני קרייטמן‬
‫תוכן עניינים‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫תרשים ומטרות הפרוייקט‪.‬‬
‫מפרט דרישות‪.‬‬
‫פתרונות חלופיים‪.‬‬
‫מודולים נדרשים לפיתוח‬
‫סביבת עבודה וכלי פיתוח‬
‫רצף הדרכתי ודוגמאות‪.‬‬
‫גאנט התקדמות‪.‬‬
‫סטטוס וכוונות להמשך‪.‬‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫מטרות הפרוייקט‬
‫‪‬‬
‫פיתוח חוג רובוטיקה לתלמידי תיכון על בסיס ערכת‬
‫רובוטיקה ‪.VEX‬‬
‫‪‬‬
‫עידוד היצירתיות והסקרנות דרך מפגש בין בני נוער‬
‫ורובוטיקה‪ ,‬חשיפה לעולם ידע ייחודי‪.‬‬
‫‪‬‬
‫התנסות פעילה בתחומי הטכנולוגיה והנדסה‬
‫הרלוונטיים ‪ -‬תהליכי תכנון‪ ,‬חשיבה ועבודה מעשית‪.‬‬
‫עיקרי מפרט דרישות‬
‫‪‬‬
‫פיתוח וביסוס תשתית הדרכתית מסודרת ואחידה‪ ,‬של‬
‫‪ 12‬מפגשים‪ ,‬שתאפשר להביא את התלמידים‬
‫להישגים נדרשים‪ ,‬עיוניים ומעשיים‪ ,‬בסוף הקורס‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מודולריות חומרי ההדרכה ‪ -‬המאפשרת הדרכת‬
‫קבוצות גיל וידע שונות וכוללת את מלוא החומר העיוני‬
‫והנחיה מפורטת לעבודה מעשית‪.‬‬
‫‪‬‬
‫אפיון תחרות גמר של חוג רובוטיקה‪.‬‬
‫פתרון חלופי ומוצרים קיימים‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ VEX Curriculum‬של קרנגי‪-‬מלון עונה חלקית‬
‫מאוד על הדרישות – החומר מועבר כקורס‬
‫סמסטריאלי או שנתי מלא וקיימים הבדלים מהותיים‬
‫בשיטת הדרכה‪.‬‬
‫קיימים מספר "מוצרי מדף" בשוק ההדרכה‬
‫הישראלי בנושא חוג רובוטיקה המתייחסים למגוון‬
‫ערכות בנייה רובוטיות‪ ,‬נושא ‪ VEX‬לא קיים ‪.‬‬
‫פתרון חלופי ומוצרים קיימים‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מסקנה‪ :‬אין חלופה לחוג העונה על מלוא הדרישות‪.‬‬
‫נדרש לפתח מוצר מתאים‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫רמת אוכלוסיית יעד‪.‬‬
‫עומק וטיב ההדרכה‪.‬‬
‫הצבת אתגרים‪.‬‬
‫הישגים נדרשים לקראת תחרות גמר ‪.‬‬
‫מודולים שנדרש לפתח‬
‫הדרכה‪:‬‬
‫‪ ‬מערכי שיעור ומצגות לכל מפגש – בניית תיק‬
‫הדרכה‪.‬‬
‫‪ ‬הוראות מפורטות לבניית מכלולי רובוט‪.‬‬
‫תוכנה‪:‬‬
‫‪ ‬מודולי קוד ‪ EasyC‬לאיסוף מידע מחיישני ‪.VEX‬‬
‫‪ ‬מודולי קוד ‪ EasyC‬לניהוג ושליטה על הרובוט‪.‬‬
‫תחרות‪:‬‬
‫‪ ‬הנחיות‪ ,‬כללים והישגים נדרשים לתחרות גמר של חוג‬
‫רובוטיקה‪.‬‬
‫סביבת עבודה וכלי פיתוח‬
‫‪‬‬
‫מעבדה לבקרה ורובוטיקה בטכניון ומעבדות "נוער‬
‫שוחר מדע"‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫תוכנה – ‪.EasyC ,C‬‬
‫חומרה ‪ -‬ערכות ‪ VEX‬לרובוטיקה‪ ,‬מיקרו‪-‬בקרים וחיישני‬
‫סביבה מתקדמים ‪.‬‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫סביבת עבודה וכלי פיתוח‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ - EasyC‬סביבת פיתוח אינטואיטיבית‪ ,‬מבוססת‬
‫בלוקים‪.‬‬
‫הסביבה מותאמת לצורכי הקורס ומאפשרת שימוש‬
‫מיידי לאחר הדרכה קצרה‪.‬‬
‫אופציות מתקדמות של התוכנה מאפשרת ליצור‬
‫בלוקים המכילים פונצקיות שנכתבו בשפת ‪.C‬‬
‫גרירת בלוק ‪ while‬לתרשים הזרימה‬
‫ליצירת לולאה אינסופית נקבע ‪true=1‬‬
‫גרירת בלוק ‪ joystick‬לתוך הלולאה‬
‫הגדרות ‪ :joystick‬קביעת צד לכל מנוע‬
‫הגדרות ‪ :joystick‬קביעת צד לכל מנוע‬
‫הגדרות ‪ :joystick‬קביעת ערוץ שליטה‬
‫הגדרות ‪ :joystick‬קביעת ערוץ שליטה‬
‫הגדרות ‪ :joystick‬תצוגה בתרשים זרימה‬
‫תרשים זרימה קצת יותר מתקדם‪ :‬תגובה למידע המתקבל מחיישן‬
‫הגדרת משתנים‬
‫הגדרת ‪ port‬חיבור המנוע לבקר וקביעת מהירות‬
‫קוד מתקדם‪ ,‬כולל פונקציות משתמש בשפת ‪C‬‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫סביבת עבודה וכלי פיתוח‬
‫‪‬‬
‫מיקרו‪-‬בקר‪:‬‬
‫‪Cortex‬‬
‫‪PIC V0.5‬‬
‫סביבת עבודה וכלי פיתוח‬
:V0.5 ‫בקר‬-‫מיקרו‬







PIC18F8520 - ‫ דגם הבקר‬
:‫ מפרט‬
10MIPS (Million Instructions Per Second(
1800bytes + 1024 bytes EE2
32K program space
(8) Motor ports
(16) Digital I/O
(6) Interrupt I/O
(1) Serial Port

‫סביבת עבודה‬
‫‪‬‬
‫כניסות‪/‬יציאות‪:‬‬
‫סביבת עבודה וכלי פיתוח‬
‫‪‬‬
‫תהליך צריבה‪:‬‬
‫חיבור‬
‫‪SERIAL‬‬
‫מתאם‬
‫‪USB‬‬
‫ממיר‬
‫כבל‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫עקרונות רצף הדרכתי‬
‫‪‬‬
‫יישור קו והדרכה מפשוט למורכב‪.‬‬
‫‪‬‬
‫עירור עניין וסקרנות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫שילוב עבודה מעשית רלוונטית בכל משך הדרכה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫עידוד יצירתיות וחינוך לעבודת צוות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫תוצאות‪.‬‬
‫הצגת שיעור לדוגמה‬
‫‪‬‬
‫תיק מדריך משולב מצגת‪.‬‬
‫‪‬‬
‫דף מבוא ‪ -‬הנחיות כלליות למדריך ומסגרת שיעור‪.‬‬
‫‪‬‬
‫תוכן שיעור ‪ -‬חומר עיוני בהרחבה והנחיות מפורטות‬
‫למדריך‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מצגת – חומר בראשי פרקים‪ ,‬בדגש על בהירות‪ ,‬ויזואליות‬
‫ומולטימדיה‪.‬‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫תרשים הפרוייקט‬
‫תיק מדריך‬
‫תחרות גמר‬
‫‪‬‬
‫קונספט התחרות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫משימה מורכבת‪ ,‬דינמית ומהנה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫התמודדות בקבוצות ונבחרות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫שיתוף הורים‪ ,‬חברים והענקת פרסים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫שילוב עבודה מעשית לאורך הקורס לקראת הגמר‪.‬‬
‫לוחות זמנים‬
‫וסטטוס עבודה‬
‫לו"ז משימות ותרשים התקדמות(‪)1‬‬
‫‪‬‬
‫הצגת גאנט‪.‬‬
‫‪‬‬
‫בוצע עד עכשיו – שלב הכנה‪,‬אפיון‪,‬תכנון‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫הכרות עם ‪ VEX‬ותוכנת ‪.EasyC‬‬
‫התנסות מעשית בהרכבת רובוטים – בדיקת רמת קושי וזמנים‪.‬‬
‫התנסות מעשית בכתיבת תוכנה‪ ,‬עבודה עם חיישנים מתקדמים‪ ,‬צריבה‬
‫למיקרו‪-‬בקר‪.‬‬
‫תיעוד תהליכי מפתח‪.‬‬
‫השתתפות ביום רובוטיקה של "נוער שוחר מדע"‬
‫חיפוש מתווה לתחרות גמר ובניית מספר אבי‪-‬טיפוס‪.‬‬
‫לו"ז משימות ותרשים התקדמות(‪)2‬‬
‫‪‬‬
‫בתהליך –שלב ביצוע‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫בניית רובוט למשימת תחרות גמר ‪ -‬ללא זרוע וגבישי שליטה‪.‬‬
‫כתיבת מודול עיבוד מידע מחיישן ‪.IR‬‬
‫פריסת רצף הדרכתי ‪ -‬הסתיים‪.‬‬
‫הגדרת מבנה שיעור ותחומי ידע מודגשים ‪ -‬הסתיים‪.‬‬
‫התאמת עבודה מעשית למתווה תחרות גמר‪.‬‬
‫פריסת ‪ 5‬שיעורים‪ ,‬תוכן ומבנה – הסתיים‪.‬‬
‫בניית מצגות עוקבות‪.‬‬
‫שיבוץ משכי עבודה מעשית רלוונטית‪.‬‬
‫לו"ז משימות ותרשים התקדמות(‪)3‬‬
‫‪‬‬
‫בהמשך –שלב ביצוע‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ניסויי שדה לרובוט משימת תחרות גמר‪.‬‬
‫כתיבת דפי הוראות הרכבה לעבודה מעשית‪.‬‬
‫כתיבת מפרט תחרות מדוייק‪ ,‬כללים ומשטח תחרות‪.‬‬
‫פריסת יתר השיעורים ומצגות‪.‬‬
‫סיכום‬
‫‪‬‬
‫עבודה בצמוד ללוחות הזמנים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫נפח עבודה בפריסת שיעורים רב יותר מהערכה‬
‫מוקדמת‪.‬‬
‫‪‬‬
‫לא צפויים מכשולים ועיקובים מיוחדים פרט לציוד‬
‫שכבר הוזמן‪.‬‬
‫משלי ד'‪11‬‬