Лего – умник не скучает, Когда Лего собирает!

Проект

Танцующий робот. «Полька рыболова»

Разработчики:

команда «Лего – Умники»Борискова Елизавета

Режапов Руслан

Руководитель команды:

Блеес Светлана Петровна

Консультант:

Борискова Ольга Александровна

Трехгорный, МОУ «СОШ № 112»

декабрь 2008 год

Цель проекта:

Создать танцующего робота, используя команды включения одного или двух моторов одновременно для выполнения «шагов» и «поворотов».

Задачи проекта:

1. использовать навыки сборки модели по описанию;

2. познакомиться с 4 уровнем конструирования;3. познакомиться с правилами конструирования

программы по словесному описанию алгоритма;4. научиться использовать приложение Windows

Media для проигрывания мелодии, отслеживания времени звучания, прерывания проигрывания и начала проигрывания сначала;

5. использовать навыки из предметной области «музыка» для деления мелодии на фразы одинаковой длины;

6. использовать навыки из предметной области «танец» для создания рисунка танца и поддержки танцующей модели;

7. обобщить проблемы, возникающие в ходе реализации проекта и найти им объяснение;

8. учиться работать в команде, прислушиваться к мнению других, планировать свои действия, уметь доказывать свою точку зрения.

Этапы выполнения проекта:

1 этап

Подбор и прослушивание мелодий.Свой выбор мы остановили на английской песенке, так как из всех найденных, она оказалась наиболее веселой и имеет выраженный ритм. Другая причина выбора – английский язык наш любимый предмет.

2 этап

Анализ мелодии на слух.Мы прохлопали ритм мелодии и нарисовали ее ритмический рисунок:

Палочки – длинные звуки, двойные палочки (на рисунке похожи на букву П) – короткие звуки. Эта музыкальная фраза повторяется во всей песне 38 раз.

3 этап

Анализ мелодии на компьютере.Мы использовали программу Windows Media для прослушивания и деления мелодии на временные отрезки. Мы отмечали время звучания одной фразы.

4 этап

Математический анализ мелодииДлительность всей песенки – 1 минута и 54 секунды. Переведем это время в секунды:

Так как вся песенка состоит из 38 одинаковых фраз, разделим общее время звучания на 38, чтобы узнать, сколько время длится одна фраза. Воспользуемся программой Калькулятор и получим, что одна музыкальная фраза длится 3 секунды.

4 этап

Сборка моделиИспользуя инструкцию "MindStorms for schools" (стр. 18 – 24) и набор Перворобот, мы собрали модель с зубчатой передачей, у которого блок RCX расположен на «втором этаже» Лего-конструкции.

Нами использовано:2 мотора на портах A и C для вращения колес,1 мотор на порте А для включения лампочки,Колесная пара смещена назад, переднюю часть конструкции поддерживает округлая деталь, скользящая по поверхности.Наверху сидит рыболов.

Общий вид Вид сбоку

Вид спереди

5 этап

Конструирование программыОткроем программу Robolab и выберем уровень Inventor 4. Используем пиктограммы команд для составления программы для Лего-робота.

Под руководством учителя мы составили программу:

Технические характеристики робота:

Робот собран на базе набора 9786; модель с зубчатой передачей; использовано 2 мотора на портах A и C для вращения колес и 1 мотор на порте А для включения лампочки;колесная пара смещена назад, переднюю часть конструкции поддерживает округлая деталь, скользящая по поверхности.Выполнение программы начинается нажатием кнопки Run на корпусе RCX.

Технические характеристики программы:

В программе пары моторов или один мотор включаются на определенное время (используется команда Жди). В большей части случаев по истечении этого времени моторы останавливаются для того чтобы зрительно подчеркнуть конец такта мелодии. Но в некоторых случаях для плавности движений используется последовательное включение моторов в разных направлениях по истечении определенного времени.

Проблемы, возникшие в ходе выполнения проекта:

1. От большого числа поворотов колеса постепенно снимаются с оси. Поэтому мы решили уплотнить их посадку, используя для этого небольшой кусочек бумаги. Творческий проект позволяет использовать любые дополнения к лего-деталям.

2. Мы хотели дополнить Лего – робота куклой, сшитой из лоскутков и прикрепить ее сверху на RCX. Но детали брючин закрывали кнопку Run, что не давало возможности управлять началом выполнения программы. Поэтому для создания образа рыбака мы добавили его сверху. Рыбаку вручили удочку, и получился рыбак в танцующей лодочке.

3. В программе команды останова моторов не имеют времени действия, мы считали, что останов происходит мгновенно. Но на практике

оказалось, что на останов уходит какое-то время. Оно постепенно накапливается, и робот сбивается с ритма. А к концу программы задержка времени составляет значительное время – примерно 4 секунды. Поэтому вся программа была нами изменена так: вместо трех повторов одинаковой последовательности действий, мы сделали 2 повтора, а последний повтор сокращен на 4 «шага» вперед.

Таким образом, последняя часть программы выглядит как шаг вперед на поклон. Такой ход нам показался интересным, и мы не стали изменять программу.

Выводы по проекту:

1. В ходе проекта мы столкнулись с рядом проблем, которые мы уже описали. Для их решения нам пришлось проводить практические эксперименты.

2. Нам пригодились знания и умения, которые мы получили и в школе, и на занятиях в музыкальной школе, и на занятиях по танцам.

3. Мы поняли разницу между компьютерными и механическими устройствами: все механические действия выполняются медленнее.

4. Мы познакомились с циклической конструкцией, которая позволяет повторять одни и те же действия несколько раз.

5. Так как навыки и умения у всех разные, работа в команде может помочь приобрести новые знания. Прислушиваясь и дополняя друг друга, мы смогли создать модель, которая понравилась и нам, и всем окружающим.

Приложение к проекту

Движения танца (словесное описание):

Начало цикла (повторить 2 раза)Начало цикла (повторить 2 раза)

Вперед 1 шагНазад 1 шагПоворот в правую сторону – 6 шаговВперед 1 шагНазад 1 шагПоворот в левую сторону – 6 шагов

Конец цикла"Веревочка" – 6 шаговПоворот в правую сторону – 6 шаговПоворот в левую сторону – 6 шаговПриставные шаги – 5 шагов

Конец циклаНачало цикла (повторить 2 раза)

Вперед 1 шагНазад 1 шагПоворот в правую сторону – 6 шаговВперед 1 шагНазад 1 шагПоворот в левую сторону – 6 шагов

Конец цикла"Веревочка" – 6 шаговПоворот в правую сторону – 6 шаговПоворот в левую сторону – 6 шаговПриставной шаг – поклон