חוברת פעילויות לערכת nxt - סימסטר א

Mind Storms – NXTערכת לגו

למורה מדריך

-1–

כל הזכויות שמורות, רובוטק טכנולוגיות בע"מ.

הקדמה

העולם בו אנו חיים מלא במערכות טכנולוגיות. מערכות מכאניות שהיו מוכרות במשך שנים עברו שינויים רבים, רכיבים קלאסיים שהיו חלק אינטגרלי בכל מערכת פינו את מקומם למערכות מכאניות, אלקטרוניות ממוחשבות . מערכות אלו ברובם עטוף ומסתיר את המנגנונים המכנים, את השילוב והקשר עם מנגנונים אלקטרונים וברוב המקרים קשה לראות

את הקשר הישיר עם מערכות ממוחשבות . כתוצאה מכך מנועים הילדים שהם סקרנים מטבעם, מלהבין חלק גדול מן הדברים המעניינים אותם. מערכות אלו תופסות את מקומן לא רק בתעשיות עתירות ידע וטכנולוגיות חדישות, אלא גם במוצרי צריכה כגון :

, מחשבים, מערכות ועוד. המכונית הפרטית שהייתהDVDמצלמות Hi-tech בעבר מערכת מורכבת אבל מכאנית ברובה, הפכה למערכת

משוכללת הכוללת מספר רב של מיקרו מחשבים, ומערכות פיקוד ובקרה משוכללות ביותר. מציאות זו גרמה למהפכה טכנולוגית חדשה, שחייבההלימודים תוכנית הספר. בבתי הטכנולוגיה הוראת בתפיסת שינויים פיזיקאליים, מדעיים, תכנים כיום משלבת וטכנולוגיה למדע החדשה

טכנולוגיים בנושא הלימוד.לגו כיצד NXTערכת והדגמה מציאותיים דגמים בניית מאפשרת

לגו, אבני באמצעות בניה של השילוב פועלות. טכנולוגיות מערכות תוכנת ומנועים עם חיישנים מביא אתMINDSTORMSשילוב של

לימודית חוויה של שילוב תוך , מעמיקה חקר ללמידת התלמידים באמצעות ופיתוח חקר לצורך טכנולוגיות מערכות בניית מאתגרת.

תהליך התיכון לפתרון בעיות בסביבה טכנולוגית. התהליך כולל הגדרת הבעיה והצורך, העלאת רעיונות, בחינת הרעיונות מול הדרישות, ובחירת הרעיון לפתרון הבעיה. התהליך מזמן חשיבה יצירתית , איתור תחומי עניין אצל כל תלמיד, יכולת ביטוי עצמית,

שיתוף פעולה ועבודת צוות.

-2–


NXT לגו בערכת המשתמש לתלמיד הוראות דף

היאNXTה ערכת ליהנות ותוכלו עליה לשמור הקפידו. יקרה ערכה מעבודה

כתבנו זאת לעשות שתוכלו מנת על. ויפות מוצלחות ותוצאות נעימהעבורכם

טובה. עבודה לכם המבטיחים כללים כמה

והדביקו על . 1 תבחרו שם לקבוצתכם. הכינו שלט עם שם הקבוצה

הערכה.

כל את לסדר הקפידו הערכה את אתם פותחים לראשונה כאשר . 2

.השקיות בתוך שנשארו חלקים שאין מסודר. ודאו באופן תאים חלקיה

בהתאם לתמונה שעל גבי כרטיס הערכה. בתאים החלקים את מיינו

הקפידו ופירקתם רכיבים שונים או אין לכם צורך בהם, אנא במידה . 3

.בתאים למקומם החלקים את להחזיר

זקוקים4 ואתם במידה השונות. הערכות בין רכיבים להעביר אין .

לרכיבים נוספים פנו למורה/מדריך.

מי מאתר את ביניכם חלקו הבנייה במהלך . 5 בונה? מי תפקידים:

החלקים הנדרשים? מי אחראי על הוראות הבנייה? החליפו תפקידים

מדי פעם.

,כגון הלבנה החכמה בערכה החשמליים החלקים על היטב שימרו . 6

.לעבודתכם הכרחי התקין והחיישנים. תפקודם החיבורים, המנועים

לכלוך כל. המחשבים העבודה עם הערכות או בעת ולשתות לאכול . אין7

.החלקים של בתקינותם לפגוע עלול נוזל או

בערכה מקומם לתוך המיותרים החלקים את החזירו שיעור כל . בסוף8

.כראוי הערכה מכסה את שסגרתם וודאו

-3–


על שמכם כתיבת או ייחודי חלק הוספת י"ע שבניתם מה את סמנו . 9

הרובוט בין בלבול תימנעו כך, שלכם הרובוט ליד אותה והציבו נייר פיסת

.אחרות קבוצות של רובוט לבין שלכם

תתקדמו כך משותפת מעבודה ליהנות והקפידו ביחד היטב עיבדו . 10

.יותר לתוצאות טובות ותגיעו יותר מהר

ה !בהצלח

מהם רובוטים? מפגש ראשון –

מערכת טכנולוגית- קלט ופלט

שעה וחצי:אורך השיעור

מחשבים מחוברים לאינטרנט, טוש:ציוד נדרש

ללוח

הקדמה:

: המדריך יציג את עצמו ואת רציונל החוג בקצרה

החוג שאנו עומדים להתחיל הוא חוג רובוטיקה. אנחנו נלמד במהלך החוג, מהם רובוטים, כיצד

הם פועלים, מדוע הם כה חשובים לעולמנו, מה רובוטים יכולים לעשות וכיצד אנו שולטים

עליהם.

ערוך סבב שמות של הילדים.

מהלך השיעור:

מהם רובוטים.1

סרטון–רובוטים בחוג הרובוטיקה .2

תרגיל באינטרנט.3

קלט ופלט.4

מהם רובוטים : 1 חלק

ד'( 10 מהם רובוטים ? : ) - דיון

-4–


שאלות לדיון:

מדוע בחרתם להירשם דווקא לחוג רובוטיקה?האם זה הגיוני, שיהיה עולם ללא בני אדם, רק רובוטים ?

ע?והאם הייתם רוצים להיות בעולם כזה ? מדהאם רובוט דומה לבן אדם ?

האם הרובוט תמיד עוזר לאדם ?האם הרובוט צריך לשמור על עצמו ?

האם לרובוט מותר להיכנס לתוך מים או אש?

שאל: מהו רובוט?

בהתאם לבצע משימות שונות הרובוט – מערכת טכנולוגית מעשה ידי אדם שנועד. לצרכיו של האדם

שאל: לאילו משימות משמש הרובוט, במקום בני אדם?

פעילות בתנאים מסוכנים: טמפ' גבוהה, קרינה, חום גבוה, וכו'. לדוגמא, רובוט שנשלח.1

למאדים כדי להביא דגימות.

פעולות עם סכנת פגיעה: פרוק פצצות, מטעני חבלה...2

פעולות המחייבות רב: גרר, מנוף...3

פעולות שגרתיות: בתעשייה למשל, סגירת פקקים, מילוי בקבוקים, מחליף הרבה ידיים.4

עובדות.

: רובוטים בחוג הרובוטיקה 2 חלק

קשר את נושא הרובוטים עליו דיברתם, לסוג הרובוטים שנבנה בחוג, וכדוגמא ,

.FLLהקרן את אחד הסרטים המציגים את הרובוטים בתחרות ה-

– עבודה באינטרנט: 3 חלק

כל זוג תלמידים יושב ליד מחשב.

www.cet.ac.il/robots הכנסו לאינטרנט לאתר:

הסבר:

כדי שרובוט יוכל לפעול, יש צורך ביחידה שתשלוט בחלקים השונים שלו ותעביר להם את

ההוראות הדרושות. את היחידה הזאת ברובוט אנו מכנים "מערכת בקרה" שהיא למעשה מחשב

שבו ניתן לרשום את ההוראות להפעלת הרובוט. מערכת הבקרה מורה לרובוט אילו פעולות

לבצע, לדוגמה כיצד לזוז ממקום למקום; אילו חלקי זרוע לסובב; מתי לתפוס חלק מסוים ומתי

לעזוב אותו; באיזו מהירות לנוע; ועוד פקודות רבות אחרות. בזכות מערכת הבקרה הופכת מכונה

רגילה לרובוט. היא מאפשרת לרובוט לפעול באופן אוטומטי )כלומר עצמאי( ללא התערבות של

בני אדם.

-5–


http://www.cet.ac.il/robots

זה ההבדל בין הרובוט לבין מכונות המופעלות בעזרת שלט רחוק, כמו מכוניות צעצוע, שהן אינן

רובוטים, אלא מכונות שאדם מפעיל ממרחק.

בתרגילים שלפנינו , אנו ננחה את הרובוט לעבור מסלול מסוים.

קרא את ההוראות ובצע את התרגילים– לחץ על תכנן והפעל –הכנס לבקרה

.1,2בקרה בלולאה פתוחה – מטלות .1

.)לרדת עד למטה בדף(1-3בקרה בלולאה סגורה – מטלות .2

התלמידים על מה שעשו. ובקש מהם להסביר את הדבריםעם- עבור

קלט ופלט - 4 חלק

אחת הדרכים לתאר מערכות טכנולוגיות כמו הרובוט היא ע"י הצגת הקשרים בין מאפייני

המערכת.

לדוגמא :

: מערכת הסקה

. קלט ה הוא החומר שממנו המערכת מוזנת - גז

- זהוהגז והפקת החום שבאמצעותם מתבצעת שריפת מנגנונים ממס' תורכבמערכת הסקה מ

. תהליך ה

. פלטה הוא אחד התוצרים - שמפיקה מערכת ההסקההחום

מתקיימים הקשרים הבאים :( טכנולוגית )גם ניתן לסכם ולומר שבכל מערכת

- דברים בהם המערכת מוזנת כדי שיתבצע תהליך.קלט

- סדר הפעולות המתבצעות.תהליך

- התוצרים שהמערכת מפיקה.קלט

דף עבודה

– קלט-תהליך-פלט . 1 מס' חלק לתלמידים את נספח

לאחר המערכות,הטבלה בדוגמאות לקלט ופלט בעבור שלושתהנחה את התלמידים למלא את

.רעיונותיהםעבור איתם על מכן

-6–


פלט - תהליך - קלט : דף עבודה

המתאימים. במקומות בטבלה אותן ורשמו הבאות המילים את מיינו

מלוכלכים, חיישן מופשר, בגדים מגע, עוף בגריל, זמזם, מס' תוכנית, תבלינים, חיישן מים, עוף נקיים, בצל, טוב, קצף, טמפרטורה, מנוע, מס' דקות, רמקול, בגדים מלוכלכים, ריח אור, מים

כפתור מרכך תבנית כביסה, חשמל, ירקות הפעלה, הולך אפייה, קדימה, אבקת מבושלים, קול, נורה. כביסה, מסתובב, חיישן

פלטתהליךקלט

-7–


מפגש שני – גלגלי שיניים


חוברת בניה מד מרחק, דף עבודה גלגלי:ציוד נדרש

שיניים,

מהלך השיעור:

הסבר והדגמה עם דף העבודה–גלגלי שיניים .1

בניית דגם–מד המרחק .2

מרחק.–תחרויות ומדידות בעזרת המד .3

: גלגלי שיניים 1 חלק

שאל: מה מיוחד בגלגלי שיניים?

באיזה מכשירים שאתם מכירים נמצאים גלגלי שיניים ?

תמסורת גלגלי שיניים:

מערכת גלגלי שיניים )גלגלים בעלי זיזים( אשר פועלים יחד להעברת פעולה.

מנגנונים ומכשירים רבים מחיי היום יום שבהם אנו נוהגים להשתמש מכילים גלגלי שיניים,

בקשו מהילדים שייתנו דוגמאות לאובייקטים מחייהם שבהם יש גלגלי שיניים.

דף עבודה: גלגלי שיניים )מצורף(:

בנו את הדגמים המצורפים בדף העבודה. הסבירו בעזרתם את המושגים:

תמסורת מגבירת מהירות

תמסורת מפחיתת מהירות

גלגל סרק

-8–


דף עבודה: גלגלי שיניים

כיוון הסיבוב

הגלגל המניעהגלגל אותו אנו מסובבים הוא

הגלגל המונעגלגל זה גורם לסיבוב של גלגל נוסף שנקרא

שני הגלגלים נעים בכיוונים הפוכים.

-9–


גלגל מניע

מונעגלגל

תמסורת מגבירת מהירות

הגלגל המניע )הגדול( גורם לגלגל המונע )הקטן יותר( להסתובב מהר יותר מהגלגל המניע.

הגברת מהירות באה על חשבון הכוח, כלומר הגברת מהירות מקטינה את הכוח

-10–


גלגל מונע

גלגל מניע

תמסורת מקטינת מהירות

הגלגל המניע )הקטן( גורם לגלגל המונע )הגדול( להסתובב לאט יותר. הקטנת המהירות

-11–


גלגל מניע

מונעגלגל

גלגל סרק

גלגל סרק גורם לגלגלי השיניים הסמוכים אליו להסתובב בכיוונים מנוגדים.

תמסורת בזוית

מעלות.90גליל העטרה יכול לשנות את כיוון התנועה הסיבובית בזוית של

-12–


מונעגלגל גלגל מניע

סרקגלגל

: מד המרחק 2 חלק

-13–


-14–


-15–


גלגלות – שלישי מפגש


חוברת בניה מד מרחק, דף עבודה גלגלי:ציוד נדרש

שיניים,

: מהלך השיעור

לימוד גלגלות.1

דף עבודה גלגלות.2

בניית דגם חכה - משולב בגלגלת.–משחק הדייג הגדול .3

גלגלות : 1 חלק

מי יודע מהי גלגלת ? איך היא נראית ?

איפה נוכל לפגוש גלגלות בחיי היומיום?

גלגלת היא גלגל מחורץ בהיקפו היכול לשמש להעברת כוח או מהירות או להנעת גלגל אחר.

גלגלת בודדת משנה את כיוון הכוח ברצועה או בחבל הנתונים בחריץ שבהיקפה. הגלגלת

שבראש תורן הדגל משנה את הכוח המושך בחבל כלפי מטה, לכח המושך את הדגל כלפי

מעלה . עגורן נעזר בגלגלת אחת או במספר גלגלות כדי להעלות משאות כבדים.

שתי גלגלות יכולות להיות מחוברות בניהן ברצועה. עם סיבוב של אחת הגלגלות יגרום הדבר גם

לסיבובה של הגלגלת השנייה. במנוע של מכונית אנו משתמשים ברצועה )חגורה( להפעלת

מספר רכיבים, כמו משאבת המים או מזגן האויר.

-16–


)לצילום( דף עבודה גלגלות : 2 חלק

שמירה על כיוון הסיבוב

הגלגל המניע והגלגל המונע, נעים שניהם באותו כיוון סיבוב

היפוך כיוון הסיבוב

הגלגל המניע והגלגל המונע, נעים שניהם בכיוונים מנוגדים

-17–


הפחתת/הגברת מהירות

הגברת מהירות: הגלגל המניע = הגלגל הגדול והגלגל המונע = הגלגל הקטן

הקטנת מהירות: הגלגל המניע = הגלגל הקטן והגלגל המונע = הגלגל הגדול

שינוי מישור התנועה _)בזוית(

-18–


: משחק הדייג הגדול 3 חלק

בואו נגלה כיצד נוכל לבנות משחק דייג מיוחד, ולתפוס דג גדול!

המשחק: בניית

B 2 , וחוברת A 2 בנה את החכה ואת הדג - כל חוברת

. 11עד שלב

וודא כי הגלגלת והסליל משוחררים עד כמה שאפשר.

משחק הדייג שלי

גזור מנייר או קרטון דגים בגדלים שונים והצמד מהדק נייר לכל דג. שים את כל הדגים בבריכה או

גיגית ונסה לתפוס כמה דגים שרק תוכל בעזרת החכה.

-19–


נסה גם:

- גזור קלפי דגים בהם מוחבאים כמה מהדקים.

בנה דגים מפלסטלינה והחבא בתוכם מהדקים.-

- תכנן המצאה המשחררת את הדגים שתפסת

בצורה אוטומטית אחרי שהעלת אותו לקצה

החכה.

מנופים – מפגש רביעי


חוברת בניה משקל המכתבים, דף עבודה - מנופים:ציוד נדרש


מהו מנוף - הקדמה.1

דף עבודה–מנופים .2

דגם מבוסס מנופים–משקל המכתבים .3

מהו מנוף ? : 1 חלק

מנוף הוא קורה או זרוע, הנעה סביב נקודת משען, והוא משמש לביצועעבודה או ליצור תנועה.

נסו לתת דוגמאות לכל אחד מהפעולות.

שאל: איזה סוגי מנופים קיימים?

מנופים להרמת דברים.1מנופים להזזת משאות.2מנופים המשמשים בשקילה .3

שאל: לאיזה פעולות נשתמש במנוף?

. לשנות כיוון של כוח1. להפעיל כוח ממרחק 2. להגביר כוח 3. להגביר טווח תנועה.4

: הסבר לתלמידים

מנוף הוא מוט המתנדנד סביב נקודה כאשר הוא נדחף או נמשך. נקודה זאת נקראת נקודת משען.המשיכה או הדחיפה נקראות נקודת מאמץ. נדנדה לשניים, מספריים, מטאטא- הם

דוגמאות למנופים בהם אנו משתמשים ביומיום. בוא נראה כיצד הם פועלים.

-20–


: מנופים: דף עבודה 2 חלק

-21–


: משקל מכתבים 3 חלק

בואו נגלה כיצד אפשר להבדיל בין חפצים שונים על פי המשקל שלהם.

המשקל: בניית

(. 20 )שלב 11 עד עמוד B6, וחוברת A6בנה את כל חוברת -

הזרוע צריכה להתנדנד בחופשיות. במידה והיא אינה נעה בחופשיות, שחרר מעט את ציר-

התותב, וודא כי שאר החלקים מחוברים היטב.

החלק את משקולת הנגד לאורך הציר ואפס )העבר לאפס( את המחוג המצביע.-

-22–


נגדמשקולת

יד מול מכונה, מה טוב יותר?

חפצים וסדר אותם בשורה מהקל ביותר לכבד ביותר.5אסוף -

רשום את שמות כל החפצים בטבלה.-

הערך )נחש( את המשקל שלהם, ורשום את ההערכות בטבלה.-

שקול את חמשת החפצים במשקל שבנית וסכם את השקילות בטבלה.-

האומדן )ניחוש(החפץ הנשקל

שלי

תוצאת השקילה

________ גרם________ גרם1

________ גרם________ גרם2

________ גרם________ גרם3

________ גרם________ גרם4

________ גרם________ גרם5

רעיון:

חפצים שמשקלם ידועהכשאתה מעריך )מנחש( את משקלי החפצים, נסה להחזיק בידך השניי

לך.

-23–


גרם53 גרם16

: הכרות עם הבקר ואמצעי הממשק השונים, 5 מפגש


NXT-G 9797ערכת , עמדות מחשב:ציוד נדרש

מהלך השיעור :

NXT-G 9797הכרות עם ערכות .1

בניית דגם בסיסי של הרובוט .2

הכרות עם הערכה – 1 חלק

NXTהסבר על הפעלת הבקר ו NXT – חיבור סוללות בלבנת ה 1

-24–


לחץ על לחצן ההפעלה והפעל את הלבנה החכמה

-25–


העברתUSBכניסת מידע מהמחשב

לחצן שמאלה למעבר בין

תפריטים ותכניות.

לחצן ימינה למעבר בין

תפריטיםותכניות.

לחצן הפעל. מאפשר בחירה מתוך

לחצן יציאההתפריטים..וכיבוי

,2, 3, 4. כניסות חיישנים

A יציאות ,B ,C מנועים/נורות

)לפי סדר מימין לשמאל(

החיישן קולט מידע מהסביבה אודות כמות האור, גלי קול/ שינוי לחץ אוויר, עצמים קרובים/ החזר גלי אולטרה סאונד ומגע עם עצמים בסביבה. החיישן מעביר את

המידע אל הבקר , הבקר זקוק למידע לצורך קבלת החלטות.

הקלט במערכות טכנולוגיות

ד'( 10 דיון )

מהם החושים שיש לאדם ?כמה חושים יש לאדם?

לאיזה צורך אדם זקוק לחושים?האם החושים מדויקים ? מהו החוש המדויק ביותר ?

כיצד? האם אפשר לבלבל את החושים ?

הסבר על חיישנים

החיישנים:

חיישן מגע: לחצן מאפשר גילוי/ זיהוי מגע ישיר עםחפצים.

שן קול: מאפשר לבקר לזהות לרמות קול הנשמעות חיי ו.בסביבת

חיישן אור: משתמש בתאורת אינפרא אדום לחוש בשינויים עוצמת האור .

: מאפשר לבקר למדוד מרחק אל ישן אולטרא סונחיי חפצים באמצעות אותות קוליים הנשלחים והמוחזרים

מהם.

-26–


הוא התוצר אופלט רצוי התפוקה הרצויה

מהמערכת לדוגמא:תנועה, אור, קול וכו'

הפלט במערכות טכנולוגיות

. הסבר על מנועים , נורות , זמזם, רמקול ומסך

ד'( 10 דיון )

כיצד אנו מוסרים מידע ?כיצד אנו מנעים את הגוף ?

האם יש לנו יכולת לבצע משימות מורכבות ? כיצד?

מאפשר לבקר להניע גופים בצורה טובה ומדויקת. מנוע:

מאפשרת תארה ותקשורת עם הסביבה. נורה:

מסך : מאפשר תצוגה של נתונים והוראות מאופשרתקשורת עם הבקר.

-27–


רמקול / זמזם : מאפשר העברת מידע קולי מהבקר

1 חיבור רכיבי הקלט והפלט אל הבקר לפי איור מס'

ד'View ( 15 ) בדיקת החיישנים באמצעות תוכנת

שלב א: לאחר הפעלת הלבנה החכמה

לחץ פעמיים על החץ הימני Viewעד להופעת התוכנה

-28–


1 איור מס'

שלב ב': ופעל את החיישנים לאחר התאמה בין החיבור בפועלViewבאמצעות לחצן הפעל בחר בתוכנת

של החיישן אל היציאה לבין הרשום בתוכנית/ יש לבחור2 ( והחיישן מחובר לכניסה Sound dBלדוגמא: אם בוחרים בתוכנית חיישן קול )

( Port 2 )2ניסה כבתוכנית את

שלב ג': לאחר שבחרנו את הכניסה המתאימה יש להשמיע

קולות שונים ולראות את עוצמת הקול המתקבלתלפי עוצמת הקול ניתן מאוחר יותר לרשום תוכנית

שתגיב לעוצמה זו.

-29–


9 עמ' 1 חברו את רכיבי הקלט והפלט אל הבקר לפי איור מס'

באותו אופן יש לבדוק את שאר רכיבי הקלט.Viewעבור רכיבי הפלט אנו בודקים רק את המנוע באמצעות תוכנת

) המסך והרמקול נבדקים תוך כדי בדיקת רכיבי הקלט(

-30–


- בניית הרובוט 2 חלק

דק' (45. )כ – 8-21בנו את דגם הרובוט הבסיסי, מהחוברת המצורפת לערכה, עמ'

הוראות בנייה קימות גם בתוכנה :

Robot educatorהכנס ל - -common palleteבחר ב -

drive forword - 3בחר בתוכנית Building guideלחץ על -

בנה את הרובוט.

התחלת בניה הסבר :

אורך הרכיבים נקבע עפ"י מספר הבליטות.. אורך הציר נקבע בהתאמה לאורך הבדיד.

בשלב זה יש להקפיד על חלוקת התפקידים בכל קבוצה.

לעבוד מעל המגש שלחשוב מאוד ולא עבודה ליצור סביבת : החלקים.

הצעה לחלוקת תפקידים:

ומאתר את דף הבניה והחלקים. או החוברת תלמיד א' : עובד מול המחשבתלמיד ב' : אוסף את החלקים מהתאים ומסדר אותם בסביבת העבודה.

תלמיד ג' : מחבר בין החלקים לפי ההוראות בדף הבניה.תלמיד ד' : רושם הערות חשובות, מתעד את התהליך ורושם רעיונות שעולים

תוך כדי בניה.

-31–


: אין להעביר, לקחת או להחליף חלקים עם ערכה של קבוצה אחרת בכיתה.חשוב מאודבמידה וחסר חלק מסוים יש לרשום את שם החלק ולפנות למדריך.

תכנות ראשוני – מפגש שישי




תכנות הרובוט לביצוע משימות מבוססות בקרת זמן..1אתגר קבוצתי .2

- תכנות מבוקר זמן 1 חלק

הגדרת המשימה חלק א':

שניות5 תוכנית הגורמת לרובוט לנוע קדימה בקו ישר במשך בנה

כתוב על הלוח:

? NXT בתוכנת ה- כיצד רושמים את התוכנית

NXT-Gבשיעור זה נלמד כיצד להפעיל את הרובוט באמצעות תוכנת

וודא שיש מוכן: NXT-Gעמדות מחשב עליהן מותקנת תוכנת ה .1הרובוט של כל קבוצה..2

-32–


התחלת תוכנית

למשך C ו- Bהפעל מנוע שניות 5

סוף תוכנית

הנחיות לביצוע:הפעל את התוכנה ע"י שימוש בצלמית :

ראשית יש לבחור שם לתוכנית ולרשום את השם באנגלית Start new programבמקום המתאים להתחלת תוכנית חדשה.

מעביר אותנו לדף בו אנו רושמים את הפקודות לרובוט GOלחצן

-33–


הוראות תכנות:Startבחר בצלמית של "פקודת סע" וגרור אותה אל מסך התכנות למקום בו רשומה המילה

לפניהגרירה:

אחרי הגרירה:

כעת בחלקו התחתון של המסך תופיע תיבת האפשרויות של פקודה זו.

-34–


המנועים המחוברים כיוון סיבוב המנועים היגוי

עוצמה

הפעולה הבאה

משך הפעולה

)וודא שאכן חיברת את המנועים ליציאותC ו Bבתיבת המנועים המחוברים סמן את היציאות אלו(.

בתיבת הכיוון בחר קדימה..1 Seconds 5 בתיבת משך הפעולה בחר .2ובשאר התיבות השאר את הנתונים הקיימים..3

-35–


. 75%התוכנה בוחרת בעוצמת המנוע של כיוון הנסיעה הוא קדימה.

ההיגוי נמצא בדיוק באמצע, כלומר נסיעה בקו ישר. שניות.5ומשך הסיבוב מכוון לסיבוב אחד. אנו נשנה זאת ל

הפעולה הבאה מכוונת לעצירת כל המנועים.-

בשלב זה התוכנית רשומה במחשב ויש להעביר את התוכנית לרובוט

הפעל את בקר הרובוט1.

-36–


מהרובוט למחשב. USB. חבר את כבל ה- 2

. בצע טעינת התוכנה מהמחשב אל הרובוט באמצעות לחצן טעינת תוכנית.3

USB. נתק את הרובוט מכבל ה 4

פעמים על לחצן הפעלה והרובוט יתחיל לבצע את התוכנית.3. לחץ 5

-37–


- אתגר קבוצתי 2 חלק

שניות, לעצור , ולנסוע לאחור5רשום תוכנית הגורמת לרובוט לנוע קדימה למשך של שניות ולעצור.5)ברוורס( למשך

תוכנית מתקדמת: רשום תוכנית הגורמת לרובוט לנוע במסלול מרובע.

היגוי שים לב: בזמן סיבוב משתמשים בפקודתוזמן ההיגוי

-38–


שניות יעצור5הרובוט ינוע קדימה למשך שניות5וינוע לאחור למשך

פתרון לביצוע סיבוב בפקודת היגוי

תחרות בין קבוצות

תחרות בין הקבוצות ניתן לעשות – אם נשאר זמן רשום תוכנית המבוססת על בקרת זמן התוכנית מאפשרת לרובוט לעבור מסלול מכשולים .

-39–


Wait for חיישן אור באמצעות פקודת מפגש שביעי -



מהלך השיעור :

של חיישן אור במערכות טכנולוגיות ותפקיד. 1

. הרכבת חיישן אור בחזית הרובוט.2

. תכנות הרובוט לביצוע משימות מבוססות בקרת החזר אור.3

. תחרות בין קבוצות4

מהו חיישן אור? – 1 חלק

מהו חיישן אור ?

חיישנים אלה מסוגלים לאסוף מידע על עצמים הנמצאים רחוק

מהרובוט.

איך החיישן עושה זאת?

. כאשר מגיע אליו אור, הוא מעביר את המידעלאורהחיישן רגיש

. כך יחידת הבקרה מזהה, כי חפצים מסוימיםליחידת הבקרההזה

נמצאים מול הרובוט.

הנמצא מעל דלתחיישן האור כשאנו נכנסים לסופרמרקט, לדוגמה

הכניסה מדווח ליחידת הבקרה, כי יש אדם לפני הדלת, ואז הדלת נפתחת לקראתנו.

איך חיישן האור פועל בדלת המעלית?

אפשר לראות בתמונה, כי מול החיישן קיים מקור אור )נורה קטנה(. הנורה שולחת קרן אור לכיוון החיישן. כאשר עובר אדם או עצם בין הנורה לבין החיישן, האור נחסם ואינו מגיע לחיישן. כאשר

החיישן אינו קולט את קרן האור, מידע זה מועבר ליחידת הבקרה. אז יחידת הבקרה מפעילה אתהדלת. המנוע אשר פותח את

למעשה נגד שהתנגדותו משתנת בהתאם לעוצמת האור הנופל עליו. החיישן מגיב החיישן הוא למקור אור חיצוני הפוגע בו, החיישן עצמו לא מייצר אור הוא רק מושפע מהאור של הסביבה..

-40–


חיישן אורנורה קטנה

http://www.cet.ac.il/robots/hisha/hisha-18.asp#part2%23part2

)הפעלה וכיבוי(. מערכת משוכללת יותרON / OFFבשימוש כזה המערכת פועלת בצורת תאפשר לנו להשתמש בחיישן כזה לקבלת מידע מספרי על עוצמת התאורה לצורך כיוון נתוני

צילום במצלמה.

– בניית חיישן אור 2 חלק

. 32-34בנו את החיישין, על פי החוברת ע"מ –

חברו את החיישן לדגם הרובוט הבסיסי שלכם.

)ראה בדקו את עוצמת האור המוחזרת מחפצים שונים בסביבה.Viewבאמצעות תוכנת

הסבר נוסף בשיעור הקודם(

! ( Reflected light יש לבחור בחיישן אקטיבי ) : שים לב

תכנות הרובוט למשימות מבוקרות חיישן אור – 3 חלק

הגדרת המשימה: .יש לרשום תוכנית הגורמת לרובוט לנוע קדימה עד לפס שחור ולעצור

? NXT בתוכנת ה- כיצד רושמים את התוכנית

ע"מ למדוד את עוצמת האור המוחזרת בנקודת ההתחלה )על משטח View. העזר בתוכנת 1לבן( ונקודת הסיום )כאשר החיישן מצביע על הפס השחור(.

-41–


בדוק צבעים שונים ואת ערכם על פי

ערכי VIEWה -

רשמו אותם.-

. קביעת תנאי עצירה באמצעות חיישן אור,2 גרור את פקודת "המתן לעוצמת אור" אל

התוכנית

)בזמןהורד תוכנית לרובוט. לחיצה על 3 שהרובוט מחובר למחשב( תגרום לחיישן האור

לפעול ולקרוא את הערך ההתחלתי שלהחיישן.

הרובוט.4 לעצירת מכוונת הבאה הפעולה . זו תתבצע רק כאשר התנאי שהגדרנו פעולה

קודם ייתקיים, כלומר חיישן האור יחזיר ערך מתחת לערך הסף.

. הפעל את הרובוט5

תחרות בין קבוצות – 4 חלק

.על רובוט לעבור דרך כל הריבועים המסומנים בצבע שחור

-42–


חיישן קול מפגש שמיני -


, חיישן קולNXT-G 9797ערכת , עמדות מחשב:ציוד נדרש

: שיעורמהלך ה

דקות: מהי בקרה?10דיון .1 דקות20תרגיל כיתה: .2 דקות: פקודת "המתן עד ש.."15דיון .3הרכבת חיישן קול על גבי הרובוט..4תכנות הרובוט לביצוע משימות מבוססות בקרת קול..5

דקות: 10 דיון - 1 חלק

מהי בקרה? זהו אמצעי המאפשר לנו לשלוט על תהליך ולהתאימו לדרישות שלנו

כיצד ניתן לבקר?

האמצעי המאפשר לנו שליטה מתבסס בראש ובראשונה על משוב, אנו חייבים משוב:.התהליך משוב זהו מידע שהמערכת משיבה לנו על מנת לעדכן אותנו לגבי התקדמות

משוב יכול להיות למשל תצוגת מספרי הקומות במעלית, הן משמשות לנו כמשוב על מנתלדעת באיזו קומה אנו נמצאים.

כיצד המערכת אוספת מידע? כיצד הרובוט שלנו אוסף מידע?

חיישנים!!

מהי הבקרה שביצענו בשיעור שעבר? חיישן האור סיפק לנו משוב לגבי צבע המשטח עליו אנו נוסעים.

וכיצד השתמשנו במידע זה??זוכרים??

בחרנו בספריית הפקודות "המתן עד ש..."

ובחרנו באיור של השמש המסמלת את חיישן האור

-43–


שלבי התוכנית שלנו.שנימיקמנו את הפקודה בין

סע עצור המתן עד ש...

בכך יצרנו תוכנית שאומרת לרובוט: "סע...עד שחיישן האור יאמר לך שהגעת לפס השחור,ואז תעצור.

תנו דוגמאות לבקרה כזו:

אילו דוגמאות יכולים התלמידים לתת למערכות שפועלות על פי בקרת "המתן עד ש...")מזגן )עד שהטמפרטורה מגיעה ל טמפרטורה שקבענו)מקרר )כנ"לתנור)שעון שבת )עד שיעבור זמן שקבענו מראש

דקות 20 תרגיל כיתה: - 2 חלק

ללכת לאורך כלכל קבוצה בוחרת מתוכה תלמיד אחד. מטרת הקבוצה להנחות את התלמיד . )ניתן לבחור משימה דומה בהתאם לתנאיקירות הכיתה מבלי לגעת או להיתקל בקירות

.הכיתה(.להיתקל בקירותמ להימנע כל קבוצה צריכה לבחור דרך בה היא תעביר לתלמיד משוב כדי

דקות לכלל הקבוצות על מנת להגיע ל"תוכנית"5יש להקצות מומלץ לבחור את התלמיד "העיוור" על מנת לא לבזבז זמן

אסור:לדבר, לדחוף, למשוך

מותר:לגעת )נגיעה בלבד – לא לאחוז(, לשרוק, למחוא כפיים

דוגמא לפתרון: )או שמאלה, תלוי בכיוון( מחיאת כף אחת – עצור ופנה ימינה

דקות15זמן ביצוע לכלל הקבוצות:

-44–


כיוון זרימת התוכנית

כאן מתחיל הילד אתהמשימה

לאחר סיום התרגיל:

: דקות 5 : דיון

האם הייתה כאן בקרה?

זהו אמצעי המאפשר לנו לשלוט על תהליך ולהתאימו לדרישות שלנו תזכורת:

)חציית הכיתה( היה תהליך? )מחיאות הכף, שריקות וכו'( היה משוב?

! התהליך הצליח הודות למשוב

דקות: פקודת המתן עד ש… 10 - הסבר: 3 חלק

)ולא את לפקודות הבאותאת התקדמות התוכנית )עוצרת(פקודת המתן עד ש... משההעד אשר יתקיים תנאי מסויים אותו אנו מגדירים.התקדמות הרובוט(

באיזו פקודה )הנחייה( השתמשו התלמידים כדי להנחות את התלמיד ה"עיוור" בחציית הכיתה.

לך ישר.1(1 כלומר מבצע את פקודה –המתן עד ש...תשמע מחיאת כף )הילד עדיין הולך ישר .2פנה ימינה )או שמאלה( ולך ישר.3

האם נוכל לתכנת את הרובוט שלנו כדי שיוכל גם להגיב לרעשים? מה נצטרך להוסיף לרובוט כדי שנוכל לבצע את הבקרה ? מהו האמצעי? כיצד נקבל משוב?

חיישן קול - הסבר

חיישן קול הוא רכיב אלקטרוני המאפשר להבחין בין עוצמות קול שונות. הערכים אותם הוא מודד . ככל שהמספר אותו מחזיר הבקר יותר גבוה כך ניתןdbנקראים דציבלים או בסימון בינלאומי

להסיק כי החיישן נחשף ליותר רעש.

-45–


משימה במעבדה: על התלמידים לכתוב תוכנית לרובוט אשר יגיב לרעש על מנת לאמר לרובוט מתי לפנות

ימינה. לאחר תכנות הרובוט ניתן יהיה להריץ את הרובוט אשר יקיף את הכיתה. התלמידיםיוכלו לאמר לרובוט מתי לפנות ימינה על ידי מחיאת כף.

דקות(: 5 ) – כתיבת התוכנית בואו נכתוב יחד על הלוח את התוכנית שלנו במילים, אח"כ נחליף את המילים בפקודות מתוך

.NXT-Gתוכנת

מה תהייה התוכנית שנכתוב?

סע קדימה.1המתן עד ש...תשמע רעש.2פנה ימינה.3סע קדימה.4המתן עד ש...תשמע רעש.5פנה ימינה.6סע קדימה.7המתן עד ש...תשמע רעש.8פנה ימינה.9

סע קדימה.10המתן עד ש...תשמע רעש.11עצור.12

הרכבת חיישן קול על גבי הרובוט – 4 חלק 24-27בואו ניגש לערכות ונרכיב את חיישן הקול. הוראות הרכבה ניתן למצוא בחוברת עמ'

:12 בפעילות מס Sound Moduleאו בתוכנת המחשב תחת הכותרת

דברים: 2 לאחר הרכבת חיישן הקול עלינו לבדוק

מהי עוצמת הקול הנמדדת על ידי הרובוט כאשר אנו מוחאים כף )חשוב שהכיתה תהיה.1בשקט בשלב זה( וכאשר אין רעש בכלל

מעלות90כיצד נאמר לרובוט לפנות ימינה בזווית של .2

פתרון

מתוך תפריט המשתמש שלViewמדידת עוצמת הקול ניתן לבצע באמצעות פקודת .1הלבנה החכמה

מעלות90 נוכל ליצור פנייה של Moveעל ידי הגדרה נכונה של פקודת .2

-46–


כיוון סיבובהמנועים המחובריםהמנועים היגוי עוצמה

הפעולה הבאה

משךהפעולה

עלינו להזיז את הסמן של פקודת ההיגוי לצד ימין. לאחר מכן אנו "נשחק" עם משך הפעולה מעלות. ניתן להגדיר את הפנייה90על מנת לראות כמה זמן צריך הרובוט על מנת לפנות ימינה

( או על פי מעלות הסיבוב )Rotationsימינה לא רק על פי זמן אלא פי הגבלת סיבובי המנוע )Degrees."אשר ניתן לבחור בתפריט הנגלל של "משך הפעולה )

לאחר שאנו יודעים מהו הערך אותו מחזיר חיישן הקול בעת מחיאת כף ומהו הערך אותו מחזיר חיישן הקול כאשר הכיתה שומרת על שקט אנו יכולים לחשב את הממוצע ולקבוע את מס' זה

כערך הסף )כמו שעשינו בתרגיל עם חיישן האור(. למשל אם בעת שקט החיישן מחזיר ערך של כערך הסף75 ו 15 אנו נבחר בממוצע של 75 ובעת מחיאת הכף החיישן מחזיר ערך של 15

. איפה נשתמש במס' זה?45כלומר (45בפקודת המתן עד ש....)חיישן הקול ישיב ערך הגדול מ

דקות 20 – : תכנות והרצה 5 שלב

-47–


פנה ימינה--------המתן עד ש......------סע קדימה-------פנה ימינה--------המתן עד ש...------סע קדימה

עצור------המתן עד ש......------סע קדימה-------פנה ימינה--------המתן עד ש...------סעקדימה

מנוע

מפגש תשיעי- חיישן זווית


NXT-G תוכנת9797ערכת , עמדות מחשב:ציוד נדרש

: שיעורמהלך ה

לימוד על חיישן זווית .1תרגיל בחיישן זווית.2תכנות הרובוט לביצוע משימות מבוססות בקרת זווית..3

חיישני זווית - - 1 חלק

חיישנים אלה המסוגלים למדוד את שינוי הזווית של ציר הסיבוב או את מספר הסיבובים של ציר הסיבוב במערכת.

חיישן זווית בנוי מגלגל עם חריצים מסביב להיקפו, כאשר הגלגל מסתובב החריצים עוברים דרך קרן אור היוצאת ממקור

אם הגלגל נמצא במצב שהאור עובר דרך LEDאור הנקרא החריץ אז גלאי אור קולט את האור וסופר את מספר הפעמים

שהופיע אור, אם מספר הפעמים שהופיע אור בגלאי האור שווה מעלות360למספר החריצים אזי הגלגל השלים סיבוב של

במידה ומספר הפעמים שהופיע אור פחות ממספר החריציםאז הגלגל בצע רק חלק מסיבוב .

מתוך הנאמר אפשר להבין יש את NXTשלמערכת הנעה של ה

היכולת למדוד את זווית סיבוב הצירים של הגלגלים או לחילופין את

מספר הסיבובים שמבצע הגלגל , למערכת יש יכולת לשלוט באופן

מדויק על זווית הסיבוב ועל מספר הסיבובים. למנוע מסוג זה קוראים

.Servo)מנוע סרבו )

-48–


קרן אור עוברת

דרך חריץ ופוגעת

בגלאי אור

הקרן לא עוברת

דרך חריץ ולא

פוגעת בגלאי אור

תמסורת להורדת מהירות ולהגברת

הכוח.

מנוע

חיישן זווית

בחיישן זווית תרגיל – 2 חלק

בדקו את הזווית של ציר המנוע .Viewבאמצעות תוכנת

את הגלגל ובדקו את הקריאה חברו את הגלגל למנוע כמתואר באיור סובבו.1בתצוגה.

מערכת עזר למדידת מרחק העבירו את הגלגל על השולחן ונסו למצוא את הקשר בין.2זווית הסיבוב לבין אורך השולחן

הגדרת המשימה חלק ב' -

-49–


מעלות360רשום תוכנית הגורמת לרובוט לנוע קדימה ע"י סיבב הגלגלים קדימה בזווית ) סיבוב אחד(

עזרה : בחלקו התחתון של המסך תופיע תיבת האפשרויות של פקודה זו, יש לשנות בחלון( באופן הבא : לבחור בחלון ימין את האפשרות מעלות )Durationשל משך הפעולה )

Degrees 360( ובחלון שמאל את הערך

)אלא אם כן חיברת את המנועיםC ו Bבתיבת המנועים המחוברים סמן את היציאות .1ליציאות אחרות(.

בתיבת הכיוון בחר קדימה.. 2 Degrees360 בתיבת משך הפעולה בחר .3ובשאר התיבות השאר את הנתונים הקיימים..4 . 75התוכנה בוחרת עוצמת המנוע מכוונת ל – .5כיוון סיבוב המנועים הוא קדימה. ההיגוי נמצא בדיוק באמצע. .6

חשוב !!לפני הפעלת הרובוט יש לסמן את נקודת התחלת הסיבוב של הגלגלים ולוודא. מעלות360שבסוף הרצת התוכנית הגלגלים משלימים סיבוב של

. ע"מ למדוד כמה מעלות הגלגלים מסתובבים לאורך השולחן Viewהעזר בתוכנת רמז:

-50–


,Cהפעל מנוע הפעל תוכניתB

האם הזווית מדוד זווית360 ?

סוף תוכניתכן

קבוצתית – משימה 3 חלק

רשום תוכנית המאפשרת לרובוט לנוע על השולחן מקצה לקצה באופן מדויק ומבלי שהרובוטיעבור את קצה השולחן וייפול לרצפה.

רובוט לסוע סביב מכסה ערכת הלגו מבלי לגעת בה ומבלי להתרחק ממנה, על ולמתקדמים -מוד ככל שניתן.דכלומר צ

חיישן המרחק ופקודת "אם-אז" – מפגש עשירי


, כדור כחול ואדום לכל-NXT 9797ערכת , עמדות מחשב:ציוד נדרש

קבוצה.


דקות15 – קבלת החלטות –. דיון 1 דקות20 –. חיישן המרחק, הסבר והרכבה 2

משימה: החובט בכדור.3

קבלת החלטות – - דיון 1 חלק

קבלת החלטות במערכת רובוטית מתבססת על מידע.

שאל: מהיכן אנו מקבלים את המידע? תשובה: חיישנים, אלו הם הרכיבים שמאפשרים לנו לקבל מידע מהסביבה

בימי הסתיו אנחנו פותחים את חלון ומציצים לראות איך מזג האוויר,

אם בחוץ קריר וגשום?

אז ניקח מעיל

ואם לא?

אז ניקח רק סוודר

מה שאנו עושים הוא למעשה קבלת החלטות בהתבסס על מידע.

בקש מהתלמידים עוד דוגמאות לקבלת החלטות בהסתמך על מידע דוגמאות:

הרמזור אדוםאם

נחכה על שפת המדרכהאז

-51–


ואם לא?

אז האור בהכרח ירוק ואנו נחצה בזהירות את הכביש

אם החדר חשוך? ואם לא?

אם קר לנו? ואם לא?

-52–


תהליך קבלת ההחלטות מתבסס על שאלות פשוטות:

אם מתקיים תנאי לוגי כלשהוא

אז נבצע תהליך כלשהוא

ואם התנאי אינו מתקיים

אז נבצע תהליך אחר

מאפשרת לנו לשאול את הרובוט בדיוק את השאלה הזו, NXT-Gתוכנת ה

והיא נראית כך:Switchהפקודה נקראת

ניתן להבין על פי האיור של הפקודה כי התנאי מתבסס על חיישן מגע. אם הוא לחוץ ייתבצעהתהליך בחלק העליון. אם החיישן אינו לחוץ יתקיים התהליך שבחלק התחתון.

-53–


האם חיישן המגע לחוץ

אם החיישן לחוץ, סע ישר

אם החיישן אינו לחוץ, סע אחורנית

התנאי הלוגי

התהליך שייתבצע אם התנאי הלוגי כן יתקיים

התהליך שייתבצע אם התנאי לא מתקיים

לסיכום:

פקודת "אם-אז" מאפשרת לנו להנחות את הרובוט כיצד להתנהג בהתאם למידע אותו אוסף בקרהרובוט מהחיישנים השונים.

- חיישן המרחק 2 חלק

התבוננו בחיישן המרחק, מהו המאפיין הבולט ביותר של חיישן זה?

עייניות. אם נתבונן מקרוב נראה שהן מכוסות מעיין "רשתית". רשתית שכזו2בקידמת החיישן אופיינית למיקרופונים. החיישן האולטראסוני פועל באופן דומה לחיישן האופטי שלמדנו עליו לפני מס' שיעורים. ההבדל הוא שבמקום להקרין אור ולמדוד את כמות האור המוחזר, חיישן המרחק פולט גלי קול מעינית אחת ומודד את הזמן שלוקח לכל אות לחזור חזרה אל העינית השנייה.

באופן דומה פועל מכ"מ ומערכת ההנחייה של העטלף.

-54–


משדר אולטראסוני

מקלט אולטראסוני

מחסום כלשהוא

מטר לשנייה )מאמר נחמד ניתן למצוא בקישור:330קול נע בצורת גלים ובמהירות קבועה של http://www.planetnana.co.il/aviron2/Information/SOS/SOS.html)

)משדר הראשונה נשלח מהעינית קולי שאות שעובר מהרגע הזמן את מודד חיישן המרחק ( ועד שהוא נקלט חזרה על ידי העינית השנייה )מקלט אולטראסוני(. לאחר שהבקר1אולטראסוני

יודע כמה זמן עבר ומכיוון ומהירות הקול קבועה ניתן על ידי משוואה פשוטה לחשב את המרחקשעבר האות הקולי ומכאן את המרחק לאובייקט המונח מול החיישן.

המשוואה היא: מרחק = מהירות * זמן.

( והרכיבו את חיישן המרחק על גבי הרובוט 28 גשו לחוברות הבנייה )עמ'

ס"מ מהקיר 20 כתבו תוכנית בה הרובוט נוסע עד למרחק של

ס"מ הרובוט נוסע קדימה 20 כתבו תוכנית בה: אם המרחק מהקיר גדול מ

ס"מ הרובוט ייסע אחורנית 20 אך אם המרחק קטן מ

החובט בכדור – 3 חלק

על התלמידים לכתוב תוכנית אשר תעשה שימוש בחיישן המרחק האולטרא-סוני,

.20 אשר נמצא בתוכנה מצד ימין יש לגשת לפעילות מס' Robot Educatorבתפריט ה

Building יש לבנות אלמנטים נוספים בהתאם למפורט תחת לשונית ה 20בפעילות מס' Instruction.בתוכנה

בתוכנה ניתן למצוא דוגמא לתוכנית מוכנה, תן לתלמידים קודם להתמודד עם האתגרלמדריך :לבדם, רק אם הם מתקשים שייפנו להנחיות בתוכנה.

- לולאות 11 מפגש

הרץ(40,000 על קולי, כלומר בתדרים מאוד גבוהים )במקרה של חיישנים מסוג זה, כ –אולטראסוני 1

-55–


המשימה היא לכתוב לרובוט תוכנית שיבצע את הפעולות הבאות:

ייסע קדימה עד אשר יגיע למרחק מסויים ממעמד הכדור )פקודת המתן עד ש..(.1

יבדוק באמצעות חיישן האור האם נמצא מולו כדור אדום או כחול )פקודת אם-אז(.2

a. על הרובוט להשמיע צליל שגיאה ולנסוע אחורנית עד–אם הכדור הוא כחול למרחק מסויים ממעמד הכדור

b. על הרובוט להניף את הזרוע ולחבוט בכדור האדום.–אם הכדור הוא אדום

http://www.planetnana.co.il/aviron2/Information/SOS/SOS.html


, רובוט הכולל את הזרוע,-NXT 9797ערכת , עמדות מחשב:ציוד נדרש

חיישן קול וחיישן מרחק


דקות15 – מהי לולאה –דיון .1 דקות20 –, הסבר בסיסי Loopפקודת .2 דקות25 –משימה: הרובוטים המרקדים .3 דקות30 –משימה: הרובוט על פי התהום .4

מהי לולאה – - דיון 1 חלק

לולאה )בתכנות( היא סדרת פקודת החוזרת על עצמה בהתאם לתנאי מסויים. למשל אם אומרים

דקות ניתן לאמר שתלמיד פועל בלולאה. 15לתלמיד לצאת החוצה למשך

סדרת הפקודות החוזרת על עצמה היא: להישאר בחוץ

דקות.15התנאי לסיום הלולאה: עברו

דקות ימשיך התלמיד ויבצע את פקודת "הישאר בחוץ". לאחר15באופן זה על עוד לא עברו

הדקות תסתיים הלולאה ויוכל התלמיד להמשיך בתוכנית, כלומר להיכנס חזרה15שייסתיימו

לכיתה.

והיא נראית כך:Loop נקראית NXT-Gפקודת הלולאה בשפת ה

שאל: האם אתם מכירים דוגמאות ללולאות?תשובה: רמזור פועל תחת לולאה, סידרת הפעולות אדום, כתום, ירוק חוזרת על עצמה כל הזמן.

מהו התנאי להפסקתה? אין תנאי, זוהי לולאה אינסופית כלומר ממשיכה ללא סוף.

-56–


בקש מהתלמידים עוד דוגמאות ללולאות פעמים פועל גם כן תחת לולאה )בהחלט ניתן למקם לולאה3תשובה: ההבהוב של האור הירוק

3בתוך לולאה, זה נקראה לקנן לולאות(. התנאי להפסקת הלולאה היא כאשר היא תתקיים

הבהובים(. כל ביצוע מלא של סידרת הפעולות נקרא איטרציה.3פעמים )כלומר

ניתן להסיק כי קיימים כמה סוגי לולאות בהתאם לאופי התנאי המביא לסיומן:

ללא הפסקה )אין תנאי להפסקתה(לולאה אינסופית – אשר פועלת .1 שניות/דקות/שעות וכו'Xלולאה המוגבלת בזמן – כלומר למשך .2 חזרות של סדרת הפעולות, תסתייםXלולאה המוגבלת במס' הפעמים– כלומר לאחר .3

הלולאה 20 למשל עד אשר חיישן המרחק יעביר ערך הקטן מ –לולאה המוגבלת בערך כלשהוא .4

ס"מ

, הסבר בסיסי Loop - פקודת 2 חלק

אל אזור עריכת התוכנית מתקבלת מסגרת כתומה. אתLoopכאשר גוררים את צלמית פקודת ה הפקודות שאנו רוצים להכניס ללולאה נניח בתוך המסגרת הכתומה. תנאי ברירת המחדל של

הלולאה הוא אינסוף.

רת לעיל?אשאל את התלמידים, מה עושה התוכנית המתו

(20 )למשל Xתשובה: הרובוט ייסע קדימה כל עוד המרחק בינו לבין מחסום ממולו גדול מ ס"מ.

משימה קצרה, תן לתלמידים לכתוב תוכנית שכזו ושיריצו אותה כאשר הרובוט נוסע לכיווןהקיר.

ס"מ מהקיר?20מה קורה כאשר הרובוט מגיע למרחק מה ייקרה אם ניקח את הרובוט אחורנית?

-57–


סדרת הפקודותלביצוע

סע ישר המתן עד ש.. עצור

תנאיהלולאה:

אינסו ף

האם ניתן לעצור את התוכנית? )רק על ידי לחיצה על הכפתור האפור האמצעי(.

-58–


משימת הרובוטים המרקדים – 3 חלק

תקציר המשימה: על התלמידים לכתוב תוכנית בה הרובוט "רוקד" ומשתולל כאשר יש רעש. כאשר נהיה שקט

נעמד הרובוט במקומו ולא זז.רוקד הכוונה מבצע מגוון תנועות בכל המנועים.

(Switch, loop, wait forטיפ: על התלמידים להשתמש בכל הפקודות אשר למדו עד כה )

דוגמא לפתרון:

משימת הרובוט על פי התהום – 4 חלק

תקציר המשימה: על התלמידים לכתוב תוכנית בה הרובוט נוסע על שולחן מבלי ליפול ממנו, בכל פעם שהרובוט "חש" שהוא הגיע לקצה השולחן )באמצעות חיישן האור( על הרובוט לסוע אחורנית, להסתובב

ולהמשיך בתנועה קדימה.

אינסופית.Loopיש להשתמש בפקודת

משימות נוספות )אם נשאר זמן(:

על הרובוט לסוע ישר. בכל פעםשהרובוט "שומע" רעש )מחיאת כף(עליומסדר החיילים: מעלות. יש להניח את כל הרובוטים170לפנות ימינה )סמן ההיגוי עד הסוף ימינה( למשך

ס"מ( ולהריץ את התוכנית על כל הרובוטים בו זמנית.40אחד ליד השני )במרווחים של כ יש לשמור על שקט, כאשר המדריך מוחא כף, ייפנו כל הרובוטים ימינה, באופן זה ניתן

להצעיד את הרובוטים במסדר החיילים.

-59–


12 מפגש

-60–


- בניית רובוט עצמאי 13-14 מפגש


, לוח משימות, בלון+סיכה,-NXT 9797ערכת , עמדות מחשב:ציוד נדרש

סל מאולתר, מכשולים )אפשר לשים כוס פלסטיק ולחבר

ללוח(


. הצגת מסלול המשימות1. בניית רובוט עצמאי לכל קבוצה2. תחילת תכנות3

הצגת מסלול המשימות – 1 חלק

הצג לתלמידים את מסלול הרובוט המשולב והמשימות: משימת זריקה לסל: על הרובוט להגיע לחצי הקשת, שם יעמוד סל, ולקלוע אליו את אחד.1

מהכדורים. משימת מעבר בין מכשולים: על הרובוט לעבור בין ה"מכשולים השחורים המסורטטים על.2

הלוח. ניתן להעמיד שם חפצים )כוס פלסטיק..( אשר אסור יהיה על הרובוט להפיל. משימת פיצוץ בלון: על הרובוט לעבור את הספירלה, ובסופה להגיע לבלון אשר יודבק.3

שם, ולפוצץ אותו בעזרת סיכה.

בניית רובוט עצמאי לקבוצה – 2 חלק

על כל קבוצה לבנות רובוט, אשר ייצג אותה בתחרות ויעבור כמה שיותר משימות. על הרובוט להכיל את מרכיבי הערכה- ניתן לבנות מס' זרועות אשר יתאימו למשימות השונות, ואשר ניתן יהיה להחליף אותן במהלך-

התחרות.

-61–


רעיונות לבניית הרובוט ניתן למצוא בחוברת. -

- תכנות הרובוט 3 חלק

על כל קבוצה לתכנת את הרובוט אשר בנתה לעבור כמה שיותר משימות. כל משימה תשמר בתוכנית משלה.

על כל קבוצה להחליט מהי הדרך הטובה ביותר עבור הרובוט–ישנן מספר דרכים להגיע לפתרון שלה.

למדריך: זהו האתגר האחרון לסמסטר זה.

(13-14אנו נקדיש שני שיעורים רצופים לבניית הרובוטים ולתכנות המשימות. )שיעורים משימות התכנות הן על פי כל מה שלמדנו בשיעורים האחרונים.

ניתן להעזר בהסברים הנמצאים בתוכנה. חשוב לעודד את הקבוצות להשקיע בבניית הרובוטים, לקשט אותם, ולעודד קבוצתיות.

אנו נמדוד את הקבוצות על פי :

עבודת צוות וקבוצתיות בניית הרובוט ויצירתיותעמידה וביצוע המשימות

-62–


תחרות מסכמת – 15 מפגש


, לוח משימות, בלון+סיכה,-NXT 9797ערכת , עמדות מחשב:ציוד נדרש

סל מאולתר, מכשולים )אפשר לשים כוס פלסטיק ולחבר

ללוח(


דק'( 20תרגול אחרון של הרובוטים ).1תחרות בין הקבוצות על המשימות והצגה להורים.2

דגשים:

חשוב להגיע לפני זמן התחלת השיעור בכדי להעמיד את לוח התחרות. - דק' ראשונות יוקדשו לקבוצות בכדי לערוך בדיקות אחרונות ושיפורים לרובוטים. 20-כל רובוט יתחרה בתורו, כאשר אתם תהיו אלו אשר תנקדו את–בתחרות עצמה -

התוצאות על פי הפרמטרים הבאים :

מס' נקודותתחום נקודות30עבודת צוות וקבוצתיות

נקודות30בניית הרובוט ויצירתיות נקודות40ביצוע המשימות

בהצלחה !!

-63–


חוברת פעילויות לערכת nxt - סימסטר א

Documents