פרק שישי, חלק שני כיתה ה'
|
90 דקות עיוני ומעשי
שתי יחידות שיעור כפול
נושאים:
מעקב אחר קו בדרך של זהות צבע
תנאים ולולאות
הקדמה למורה-
שיעור זה עוסק במעקב פשוט אחר קו בדרך של זהות צבע. לאחר שהילדים למדו לזהות צבעים שונים במשטח ולתכנת אותם בעזרת החיישן, תנאים ולולאות, אנו רוצים ללמדם מעקב אחר קו. מעקב אחרר קו בדרך של זהות צבע מאפשרת לעבור לנושא מבלי להכנס עדין למדידת החזרי אור ממשטח. הילדים יודעים לעבוד עם החיישן וצריכים לפתור את בעיית מעקב אחר קו עם חיישן צבע אחד.
ציוד נדרש נוסף: שטיח מבוך הצבעים/שטיח סוגי פניות או איזולירבנד ובריסטול לבן.
כאשר בני האדם נדרשים לעקוב אחר קו הם עושים זאת ללא בעיה מיוחדת.
אנחנו יכולים לראות את שולי הקו ויודעים ללכת בדיוק במרכזו.
הקו השחור בנוי ממרכז שחור כשבצדדיו יש שני שוליים לבנים.
פירשו את שטיח סוגי פניות או את שטיח מבוך הצבעים והתמקדו בקו שחור ישר ארוך. אתם יכולים גם להדביק על הרצפה קו שחור בעזרת איזולירבנד או לחילופין לצייר קו שחור על בריסטול שחור.
הראו לילדים שלקו יש שול לבן מימין ושול לבן משמאל. אנו יכולים לראות את השוליים ולדייק במעבר עליו אפילו עם האצבע.
שאלה לדיון
רובוט צריך לבצע מעקב אחרי קו, לרשותכם רובוט עם חיישן צבע.
מה הבעיה העומדת בפנינו במעקב אחרי קו עם הרובוט?
תשובה
כשהחיישן רואה צבע שחור אנחנו יודעים בוודאות שהוא מעל הקו השחור ואנחנו יכולים לתת לו פקודה לנסוע ישר. אבל כשהחיישן רואה צבע לבן אנחנו לא יודעים אם זה הלבן מצד ימין של הקו או הלבן מהצד השמאלי של הקו ולכן לא נוכל לדעת איזה פקודת פניה יש לתת לרובוט ימינה או שמאלה כדי להחזירו לקו השחור.
בשביל לפתור את הבעיה נשנה את זווית ההסתכלות שלנו עליה.
במקום לעקוב אחרי הקו השחור, נעקוב אחרי קו התפר, הגבול שבין הקו השחור לרקע הלבן – השול.
אם נניח את חיישן הצבע ברובוט משמאל לקו השחור, נוכל לתכנת את הרובוט שכאשר הוא רואה קולט בחיישן צבע לבן עליו לבצע תיקון ימינה וכאשר הוא קולט בחיישן צבע שחור עליו לבצע תיקון שמאלה.
נקודת ההנחה, במעקב קו פשוט זה, היא שהחיישן לעולם לא יהיה בדיוק על קו התפר השחור לבן, אלא, תמיד תהיה סטיה כלשהי ולכן לא יתקיים מצב בו נצטרך לתת לרובוט פקודת נסיעה ישר.
משימה ראשונה
כתבו תוכנית שעוקבת אחרי קו שחור
- החליטו אחרי איזה שול של הקו תעקבו (שמאלי או ימני)
- כתבו את האלגוריתם.
- תכנתו את תוכנית הרובוט.
לעזרתכם מצורפת שוב טבלת הצבעים
פתרון
הסבר:
התוכנית שלנו מתחילה בתנאי אם אז אחרת. אם חיישן הצבע יזהה צבע שחור (1) נבצע פניה שמאלה, אחרת, כלומר חיישן הצבע מזהה צבע לבן נבצע פניה ימינה.
את הפניה נגדיר על ידי מתן כח לשני המנועים וכדי ליצור סיבוב נעניק מהירות גבוהה יותר למנוע החיצוני, כלומר בפניה ימינה, מנוע שמאל (ברירת המחדל בבניה- מנוע B) יהיה מהיר יותר ובפניה שמאלה מנוע ימין ( מנוע C) יהיה מהיר יותר.
הסיבה שלשני המנועים יש מהירות היא כי אנו רוצים שהרובוט יתקדם בזמן שהוא מבצע פניות קשת.
אם היינו בוחרים בפניות רגל ציר, התנועה היתה פחות חלקה ואם היינו מבצעים פניות מסוג פניה במקום לא היה מתבצע מעקב אחר קו, הרובוט היה תקוע במקום ומבצע סיבובים ימינה ושמאלה.
אחרי שהבנו למה קבענו מהירות 30 ו-10 למנועים את כל התנאי נשים בלולאת לעולמים כדי שהשאלה מה רואה החיישן תשאל שוב ושוב ולא תבדק רק פעם אחת.