elpassion/el-kids-arduino-workshops

EL Kids / ArduBerek

Ćwiczenie programistyczno-robotyczne dla dzieci z wykorzystaniem robotów opartych o Arduino.

Założenia

• Cele:

  • Pokazanie dzieciom jak wygląda prawdziwe programowanie. Czyli na możliwie jak najniższym poziomie, gdzie polecenia wpisuje się już ręcznie w IDE, a nie "wyklikuje" jak np. w Scratchu.

  • Pokazanie dzieciom, że działanie robotów i zabawek typu "Furby" to nie jest magia - tylko działanie określonych sensorów i algorytmów.

  • Umożliwienie dzieciom dalszej zabawy na własną (rodziców...) rękę: zestaw do złożenia robota najtańszy jaki się da, korzystanie z domyślnych, dobrze znanych narzędzi (Arduino IDE) itp.

  • Zajaranie dzieci na hakowanie :)

• Forma:

  • Czas trwania: 30-40 minut

  • Dzieci pomagają pisać mentorom program na wspólnym rzutniku

  • Dzieci wspólnie z mentorami dają robotowi coraz bardziej skomplikowane zadania do zrobienia

  • Na koniec można zorganizować "pojedynek" kilku robotów na wspólnym ringu

  • Wszystkie roboty mają to samo zadanie (czyli teamy mogą robić to samo, niezależnie czy będą 3 teamy czy 1)

Ustawienie środowiska

1. Ściągnij i zainstaluj Arduino IDE w najnowszej wersji:

   https://www.arduino.cc/en/Main/Software (1.8.2)

2. Zmień ustawienia edytora:

   • Arduino -> Preferences -> Język edytora: "Język Polski (polski)"
   • Arduino -> Preferences -> Rozmiar czcionki edytora: "16"
   • Arduino -> Preferences -> Powiększenie interfejsu: "Automatycznie"

3. Dołącz wymagane biblioteki:

   • Arduino -> Szkic -> Dołącz bibliotekę -> Dodaj bibliotekę .ZIP

     Tutaj dodajemy wszystkie 3 biblioteki z katalogu libraries. Powinny się pojawić w menu Arduino -> Szkic -> Dołącz bibliotekę -> Biblioteki Contributed (Babelduino, NewPing, arduino_L298N).

Przebieg ćwiczenia

1. Mentor pokazuje robota i trochę o nim opowiada: z jakich elementów się składa i jak działają / co robią poszczególne części i sensory:

   • Kółka, silniczki i sterownik silników, który zajmuje się kontrolą prędkości i kierunku kręcenia się silników / kółek
   • Sensory: wykrywacz linii w podwoziu, i "oczy", czyli czujnik odległości
   • "Mózg", czyli Arduino

2. Mentor pracuje razem z dziećmi na głównym pliku projektu (el-kids-arduino-workshops.ino).

   Są tam ćwiczenia, w których sukcesywnie pojawiają się coraz trudniejsze zadania do zaprogramowania ("jedź robotem", "jedź i wykrywaj linię", "jedź, wykrywaj linię i zatrzymaj się przed ścianą" itd.)

   Przy każdym kolejnym ćwiczeniu pojawiają się też dodatkowe polecenia i struktury (na_linii(), czekaj(), jeżeli itd.)

   • Program piszemy po polsku. Polskie wersje poleceń można podejrzeć w repozytorium Babelduino: pl.yml

   • Gotowe rozwiązania ćwiczeń są do podejrzenia w pliku solutions.h.

3. Mentor tłumaczy najpierw ogólnie główne elementy programu (co to jest procedura, jak robot wykonuje swój kod, do czego jest specjalna procedura powtarzaj itp.)

4. Mentor przy każdym ćwiczeniu tłumaczy jakie polecenia są teraz dostępne i pyta, jak je można wykorzystać, by pomóc robotowi wykonać zadanie.

5. Przy każdym kolejnym ćwiczeniu, mentor implementuje razem z dziećmi kolejną procedurę (do_mety(), taniec() itd.) - tam, gdzie jest zdefiniowana.

   Następnie wywołuje tę procedurę wewnątrz głównej pętli (np. procedura powtarzaj() { do_mety(); }), wgrywa program do robota i uruchamia go.

6. W głównej pętli używamy jak najwyższego poziomu (na_linii()), ale możemy na koniec pokazać szczegóły implementacyjne (zczytaj_detektor_linii() == WLACZONY)

Uwagi

• Czasami wgrywanie programu na Arduino działa tylko na określonym porcie USB.