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 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 basi del 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 suggerimenti per la risoluzione dei problemi sono disponibili direttamente su LOFI per la visione e il download .
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
Possibilità di differenziazione:
La Robot Car può essere ulteriormente ampliata e resa più sofisticata grazie al modello Cardboard Robot "Robot Car Extension". Il veicolo esistente può trasformarsi, ad esempio, 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
Per il resto, la differenziazione avviene in base al compito da svolgere. I principianti utilizzano il codice di esempio fornito e modificano singoli valori. Gli studenti più avanzati sviluppano manovre di guida personalizzate o funzioni di controllo aggiuntive.
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 pre-fustellati vengono staccati, piegati e avvitati tra loro. Successivamente vengono inseriti i due servomotori e montate le ruote. Per l’assemblaggio, LOFI mette a disposizione istruzioni dettagliate passo dopo passo, corredate da un video dimostrativo . Una volta completato il montaggio meccanico, si procede innanzitutto 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 capisce subito 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 è possibile allestire rapidamente un percorso di guida in cui gli studenti, ad esempio, effettuano uno slalom, parcheggiano, aggirano ostacoli o raggiungono il traguardo nel modo più preciso 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 nella guida del veicolo, nella manovrabilità e nella strategia di squadra.
Opzionale: Sfida dei robot 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.
Suggerimento: la Sumo Robot Challenge è particolarmente indicata come conclusione del progetto, poiché durante una competizione la struttura in cartone può essere sottoposta a sollecitazioni maggiori.
Suggerimento:
Si consiglia di lavorare in coppie. Mentre una persona programma o modifica i valori, l’altra testa la Robot Car e osserva il risultato. Successivamente, si scambiano i ruoli.
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.
- Assemblare la Robot Car → Vedi il video LOFI “Build”
- Estrarre i pezzi di cartone, piegarli e avvitarli
- Inserire i servomotori e montare le ruote
- Inserire Calliope mini o micro:bit con ring:bit
- Collegare l'alimentazione - Programmazione e collaudo
- Comandare singolarmente i servomotori in MakeCode
- Provare il senso di rotazione e la velocità
- Verificare che le ruote girino liberamente e , se necessario, regolarle
- Osservare la relazione tra programma e movimento - Comandare a distanza la Robot Car → Vedi LOFI «Remote Control»
- Trasferire l'esempio MakeCode
- Aprire l'app LOFI Control e stabilire la connessione
- guidare in avanti, indietro, a sinistra e a destra
- Testare la funzione di arresto - Modificare il programma
- Regolare la velocità e la risposta dello sterzo
- Sincronizzare i motori
- Testare e confrontare le modifiche - Sfida di guida → Vedi idee didattiche LOFI
- Allestire un percorso e definire insieme le attività
- Effettuare un primo tentativo e osservare eventuali problemi
- Se necessario, ottimizzare il programma o lo stile di guida e ripetere il test
- Avviare la sfida di Robot Football o Robot Sumo
Le conoscenze acquisite vengono infine messe in pratica in una sfida di squadra dal carattere ludico.
Possibilità di differenziazione
Programmazione per utenti avanzati
Segue-linea
Utilizzando 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 è possibile controllare il veicolo anche a distanza.
Questi progetti sono particolarmente adatti come attività aggiuntive per gruppi veloci o con esperienza di programmazione.
→ Vedi LOFI Robot di telepresenza
Espansione Robot Car
Con questa estensione, la Robot Car si trasforma in un carrello elevatore o in un robot da disegno. In questo modo, i gruppi più esperti possono programmare ulteriori funzioni dei servomotori, trasportare oggetti o sviluppare propri modelli di disegno.
Suggerimento per risolvere il problema:
Se la Robot Car non si muove come previsto:
