פרק חמישי, חלק שלישי כיתה ה'
מעודכן לשנת הלימודית תש"ף
|
45 דקות עיוני ומעשי
יחידת שיעור אחת
תכנים ומושגים:
- תכנות בשילוב שני חיישנים: חיישן מרחק וחיישן מגע.
- תכנות תנאי מורכב, "גם" ו "או.
הקדמה:
לאחר שהתלמידים למדו לתכנת את חיישן המרחק במפגשים הקודמים, נלמד עתה לתכנת את הרובוט לתנועה בשילוב שני חיישנים תוך כדי שימוש בתנאי מורכב.
התנאי המורכב
נכיר שני סוגי תנאי מורכב:
- "וגם" (AND)
- ו"או" (OR)
האופרטור "וגם"
נתחיל עם האופרטור "גם" המשמש לחיבור שני ביטוים לוגיים (המהווים תנאי יסוד), כאשר התוצאה הסופית של חישוב הביטוי הלוגית מוגדרת באופן הבא עבור שני תנאים שנקרא להם תנאי א' ותנאי ב'.
טבלת "וגם" "AND"
התנאי "גם" יתקיים ויאפשר המשך ביצוע הפקודות הרשומות לאחר התנאי, רק אם שני התנאים הנבדקים מחזירים תוצאת "אמת" (1).
אם תנאי אחד לא יתקיים, תוחזר תוצאת "שקר" והתוכנית תמשיך בתהליך הבדיקה עד תוחזר תוצאת "אמת משני התנאים.
דוגמה:
משימה שלוש- הרובוט הצייתן
תרגול התנאי המורכב "וגם"
המשימה:
הרובוט ייסע קדימה ויעצור רק אם חיישן המגע ילחץ וגם המרחק מהאובייקט יהיה קטן מארבע ס"מ (0.04 מטר).
כתיבת האלגוריתם:
הפעל מנוע B במהירות 30 קדימה
הפעל מנוע C במהירות 30 קדימה
חכה עד ש… חיישן מגע לחוץ וגם מדידת חיישן אולטרא סוניק קטנה מ- 4 ס"מ.
עצור מנוע B
עצור מנוע C
על מנת שהפקודות לאחר התנאי (עצירת המנוע) יתבצעו, שני התנאים חייבים להחזיר תוצאת "אמת", כלומר גם לחיצה על חיישן המגע וגם חיישן המרחק מקבל ערך קטן מ-4.
אם רק אחד מהתנאים יתקיים התוצאה שתוחזר תהיה "שקר" והפקודות לאחר מכן לא תתבצענה.
רק לחיצה על חיישן מגע לא תענה על התנאי
רק זיהוי מרחק קטן מ-4 ס"מ על ידי חיישן מרחק לא יענה על התנאי.
הערך שיחזור מהבדיקה, במקרה זה, יהיה "שקר" = 0
אם שניהם מתקיימים, כלומר חיישן מגע נלחץ והמרחק מהאובייקט קטן מ-4 ס"מ, יוחזר ערך "אמת" = 1. התוכנית תמשיך לפקודות הבאות.
אז כיצד נתכנת את פקודת התנאי המורכב "וגם"?
- גרור אל שולחן העבודה את הפקודה "חכה עד ש… (בקרה)
2. נגרור את הפקודה "וגם" (מפעילים)
3. נגרור את הפקודה "מדוד אולטרא סוניק" (רובוט)
4. נגרור את הפקודה "קטן מ…" (מפעילים)
5. בצידה השמאלי נכניס את פקודת "מדוד" ובצד ימין נרשום 4
6. נכניס את הפקודה למעלה לתוך בלוק "וגם"
בקשו מהילדים לתכנת את התוכנית ולהוריד אותה אל הרובוט. הזכירו להם להקפיד לבדוק שיציאות 1 ו 4 בDownloader מוגדרות נכון כמו בתמונה המצורפת מטה.
פתרון התוכנית
2. תנאי מורכב "או" (OR).
אופרטור "או" משמש לשילוב שני ביטוים לוגיים (המהווים תנאי יסוד), כאשר התוצאה הסופית של חישוב הביטוי הלוגי מוגדרת באופן הבא עבור שני תנאים שנקרא להם תנאי א'; תנאי ב'.
מספיק שתנאי אחד מתקיים כדי שבדיקת שני התנאים תחזיר תוצאת "אמת".
דוגמה:
אקח תפוח או תפוז לארוחת עשר בבית הספר.
משימה 3 – הרובוט המהסס
הדגמת התנאי המורכב "או"
המשימה:
הרובוט ייסע קדימה ויעצור אם חיישן המגע ילחץ או המרחק מהאובייקט יהיה קטן מארבע ס"מ (0.04 מטר).
התנאי או מתקיים כאשר לפחות אחד מהתנאים בתוכו מתקיים, כלומר:
רק לחיצה על חיישן מגע תענה על התנאי "או" ותחזיר תוצאת "אמת" – 1
רק זיהוי מרחק קטן מ-4 ס"מ על ידי חיישן מרחק יענה על התנאי ויחזיר תוצאת "אמת" – 1
גם לחיצה על חיישן מגע וזיהוי מרחק קטן מ-4 יענה על התנאי ויחזיר תוצאת "אמת" -1
כדי לתכנת תנאי מורכב או נשתמש בבלוק תכנות "או"
מתוך חוצץ המפעילים.
נבקש מהילדים לרשום את האלגוריתם לתוכנית ואז לתכנת ולהוריד לרובוט.
פתרונות
כתיבת האלגוריתם למשימת הרובוט המהסס
הפעל מנוע B במהירות 30 קדימה
הפעל מנוע C במהירות 30 קדימה
חכה עד ש… חיישן מגע לחוץ או מדידת חיישן אולטרא סוניק קטנה מ- 4 ס"מ.
עצור מנוע B
עצור מנוע C
תוכנית הרובוט
משימה 4 – הרובוט המסודר- תרגיל למתקדמים
תכנות תנאי מורכב "וגם" הבודק מרחק קטן מ… וגדול מ…
אלגוריתם התוכנית
מנוע B במהירות 30
מנוע C במהירות 30
חזור עד ש… מדוד אולטרא סוניק קטן משש
אם המרחק שנמדד על ידי החיישן גם גדול מ25 וגם קטן מ-75 (כלומר בטווח מרחק שבין 25 ס"מ עד 75 ס"מ)
אז הרובוט ינגן תו (צליל)
הרובוט ידליק נורת לד ירוקה
אם לא (כלומר המרחק הנמדד קטן מ-25 או גדול מ-75)
הרובוט ידליק נורת לד אדומה
ביציאה מהלולאה (מרחק קטן מ-6 ס"מ- הגיע קרוב לאובייקט או קיר). הרובוט יכבה את הנורה ויעצור מנועים.
פתרון התוכנית
משימה 5 – הרובוט המסודר תרגיל למתקדמים
תכנות תנאי מורכב "או" הבודק מרחק קטן מ… וגדול מ…
אלגוריתם התוכנית
הפעל מנוע B במהירות 30
הפעל מנוע C במהירות 30
חזור עד ש… אולטראסוניק קטן משש
אם המרחק שנמדד על ידי החיישן קטן מ- 25 או גדול מ-75 (כלומר מחוץ לטווח מרחק שבין 25 ס"מ עד 75 ס"מ)
אז הרובוט ינגן תו (צליל)
הרובוט ידליק נורת לד ירוקה
אם לא (כלומר המרחק הנמדד הוא בטווח של 25 עד 75)
הרובוט ידליק נורת לד אדומה
ביציאה מהלולאה (מרחק קטן מ-6 ס"מ- הגיע קרוב לאובייקט או קיר). הרובוט יכבה את הנורה ויעצור מנועים
תוכנית הרובוט
משימות נוספות לכולם
משימה- "אל תתנגש בי:
הילדים יתכנתו את הרובוטים, בעזרת חיישן אולטראסוניק, כך שלא יתנגשו בשאר הרובוטים הנעים בחדר. אם יש התנגשות הרובוט ישמיע צליל, ייסע לאחור ויסתובב מעט.
סיכום הפעילויות:
למדנו לתכנת את הרובוט בחוג סגור. השתמשנו בחיישן מגע ובחיישן צבע ולמדנו שבתכנות תנאי מורכב ניתן לגרום לרובוט להגיב לסביבתו בדרך מורכבת וחכמה יותר.
תם ונשלם חומר הלימוד למחצית א' בשכבת ד'.
בפרק הבא נעלה רעיונות לפרויקט סיכום שיעשה שימוש בכל יכולות התכנות שרכשו הילדים במחצית זאת.