Auto robot in cartone
Costruisci e programma un robot mobile in cartone
In questo progetto gli studenti costruiscono la propria Robot Car in cartone e poi la mettono in movimento utilizzando il Calliope mini o il BBC micro:bit. Due servomotori a 360° azionano il veicolo. Tramite l’app gratuita LOFI Control è quindi possibile controllare la Robot Car in avanti, indietro, a sinistra e a destra.
In questo modo la programmazione diventa immediatamente visibile: un comando nel programma determina direttamente un movimento del veicolo. Gli studenti imparano come si controllano i motori, come si determinano la direzione di marcia e la velocità e come è possibile influenzare il comportamento di un robot apportando modifiche al programma.
Una volta acquisite le nozioni di base sul controllo, si possono affrontare sfide entusiasmanti come percorsi di guida, Robot Football o Robot Sumo.
Video di montaggio, esempi di programmazione, idee didattiche, app LOFI e consigli per la risoluzione dei problemi sono disponibili per il download direttamente sul sito di LOFI.
Adatto per:
A partire dalla classe: 5+
Età: a partire da circa 11 anni
Lavorazione manuale e tecnica, MINT, Maker Space
Lavoro di gruppo
Periodo di tempo:
circa 3–5 ore di lezione
A seconda dell’esperienza di programmazione e della sfida scelta, il progetto può essere ampliato in modo flessibile.
Area di apprendimento:
- Costruzione con cartone
- Funzionamento dei servomotori
- Eventi e comandi di controllo
- Programmazione con MakeCode
- Risoluzione dei problemi e debug
Cosa viene insegnato?
Questo modello rafforza in modo particolare i seguenti ambiti di competenza:
Competenza specialistica
- Controllo dei servomotori a 360°
- Programmazione della direzione di marcia e della velocità
- Elaborare i comandi di controllo
- Modificare i valori di programma e osservarne gli effetti
- Individuare e risolvere gli errori tecnici
Creatività:
- Sviluppare percorsi e tracciati personalizzati
- Personalizzare la Robot Car
- Programmare le proprie manovre di guida
Comportamento sociale:
- Collaborazione in piccoli gruppi
- Alternanza di ruoli tra progettazione, programmazione e collaudo
- ricerca congiunta degli errori e ottimizzazione
- Lavoro di squadra nelle prove di guida e nelle gare
Ecco cosa serve:
Materiale:
Per ogni Robot Car:
- 1x modello Robot Car in cartone pre-fustellato
- 1x Calliope mini V3
- 1x scheda servomotore Calliope mini V3
- 8x viti a testa bombata M3
- 8 dadi M3
- 8x Viti da lamiera a testa bombata con impronta a croce
- 3x clip multiuso/clip a molla
- 1x Sfera di legno
- 1x tondino
- 2x elastici
- 3 batterie AAA
- In alternativa al sistema Calliope: 1x BBC micro:bit, 1x ELECFREAKS ring:bit V2, 2x servomotore continuo a 360° FS90R
Ruote alternative: 2 × cod. art. 218863
Utile anche:
- Smartphone o tablet
- Portatile, Chromebook o PC
- Accesso a MakeCode
- Nastro adesivo o pennarello per segnare i percorsi
- oggetti leggeri o palline di carta per le sfide
Strumenti:
- Cacciavite a croce PH 0
Svolgimento della lezione:
All’inizio l’attenzione è concentrata sull’assemblaggio della Robot Car. I pezzi di cartone pretagliati vengono staccati, piegati e avvitati tra loro. Successivamente vengono inseriti i due servomotori e montate le ruote.
Per il montaggio, LOFI mette a disposizione istruzioni dettagliate passo dopo passo con un video illustrativo. Una volta completato il montaggio meccanico, si procede al collaudo dei motori. A tal fine, è consigliabile sollevare la Robot Car in modo che le ruote possano ruotare liberamente.
La programmazione
Per iniziare, è consigliabile utilizzare il controllo tramite l’app LOFI Control. Gli studenti collegano la Robot Car a uno smartphone, un tablet o un computer e la controllano inizialmente con semplici tasti direzionali:
avanti – indietro – sinistra – destra – stop
In questo modo si comprende rapidamente come un comando digitale venga tradotto in un movimento reale.
Nella fase successiva è possibile modificare il codice MakeCode esistente. Ad esempio, è possibile regolare la velocità di marcia o il comportamento in curva. In questo modo gli studenti sperimentano un principio fondamentale della programmazione:
modificare il programma → testare → osservare → migliorare.
Dalla programmazione alla sfida di guida
Non appena il sistema di controllo di base funziona, la Robot Car viene messa alla prova nella pratica. Con del nastro adesivo si può allestire rapidamente un percorso di guida in cui gli studenti, ad esempio, effettuano uno slalom, parcheggiano, aggirano ostacoli o raggiungono il traguardo con la massima precisione possibile.
Nel farlo, osservano il comportamento di guida e riflettono su come migliorare la velocità, lo sterzo e il controllo del motore. In questo modo, la programmazione, il collaudo e l’ottimizzazione tecnica sono direttamente collegati tra loro.
Sfida: Robot Football
Nel Robot Football, gli studenti guidano i propri veicoli con l’app LOFI Control e cercano di far entrare una pallina di carta leggera nella porta avversaria. In questo modo si allenano nel controllo del veicolo, nella manovrabilità e nella strategia di squadra.
Opzionale: Sfida dei robot di sumo
Come conclusione, due Robot Cars possono sfidarsi in un’arena delimitata. L’obiettivo è spingere il veicolo avversario fuori dall’area. In questo modo diventa subito evidente l’influenza che velocità, peso, attrito e stile di guida hanno sul risultato.
Organizzazione e dinamica di gruppo
Si consiglia di lavorare in squadre di due. Mentre una persona programma o modifica i valori, l’altra testa la Robot Car e osserva il risultato. Successivamente, i ruoli vengono invertiti.
La differenziazione avviene in base al compito assegnato: i principianti modificano i programmi di esempio esistenti, mentre gli studenti più avanzati sviluppano manovre di guida personalizzate o funzioni di controllo aggiuntive.
Suggerimento:
Il robot Sumo è particolarmente indicato come fase conclusiva del progetto, poiché durante una competizione la struttura in cartone può essere sottoposta a sollecitazioni maggiori.
ROBOT CAR: passo dopo passo
Per le singole fasi del progetto, LOFI mette a disposizione istruzioni di montaggio, video, esempi in MakeCode e idee didattiche adatte.
1. Assemblare la Robot Car
- Estrarre i pezzi di cartone, piegare i pezzi e avvitarli
- Inserire i servomotori e montare le ruote
- Inserire Calliope mini o micro:bit con ring:bit
- Collegare l’alimentazione
2. Testare i motori
- Sollevare innanzitutto la Robot Car e testare entrambe le ruote singolarmente
- Verificare il senso di rotazione
- Verificare che le ruote girino liberamente
3. Comandare a distanza la Robot Car
- Trasferire l’esempio MakeCode
- Aprire l’app LOFI Control e stabilire una connessione con
- muoversi in avanti e indietro, a sinistra e a destra
- Testare la guida, la sterzata e la funzione di arresto
4. Modificare il programma
- Regolare la velocità
- Modificare il comportamento dello sterzo
- Sincronizzare i motori
- Testare e confrontare le modifiche
5. Sfida di guida
- Allestire un tracciato o un percorso
- Definire insieme il compito
- Eseguire la prova e osservare eventuali problemi
- Ottimizzare il programma o lo stile di guida, se necessario
- Effettuare un nuovo test e dare il via alla sfida
6. Robot Football o Robot Sumo
Le conoscenze acquisite vengono infine applicate in una sfida di squadra in chiave ludica.
Differenziazione
Programmazione per utenti avanzati
Chi desidera approfondire ulteriormente la robotica e la programmazione troverà su LOFI ulteriori possibilità per il Robot Car.
Seguitore di linea
Con la fotocamera dello smartphone e l’app LOFI Color Tracker, è possibile programmare la Robot Car in modo che segua una linea.
Robot di telepresenza
Uno smartphone montato sulla Robot Car trasmette l’immagine della fotocamera. In questo modo il veicolo può essere controllato anche a distanza.
Questi progetti sono particolarmente adatti come attività aggiuntive per gruppi veloci o con esperienza di programmazione.
→ Vedi LOFI Robot di telepresenza
Altri progetti interessanti
L’estensione Robot Car:
La Robot Car può essere ulteriormente potenziata con il modello Cardboard Robot “Estensione Robot Car ”. Il veicolo esistente può, ad esempio, trasformarsi in un carrello elevatore in grado di raccogliere, sollevare e trasportare oggetti oppure in un Painting Robot che crea disegni e motivi personalizzati.
→ SCOPRI L’ESTENSIONE ROBOT CAR
Se la Robot Car non si muove come previsto:
- Se qualcosa non funziona, controllare innanzitutto le ruote e i servomotori, quindi regolare i parametri del motore.
- Se una ruota gira nella direzione sbagliata, verificare il collegamento o il senso di rotazione del motore nel programma.
- Se la connessione non funziona, controllare innanzitutto l’alimentazione, il Bluetooth e il programma di esempio LOFI fornito.
