Programmeerimine lastele ja noortele

Lego Mindstorm EV3 roboti aju programmeerimine Python keskkonnas

Õppeaine ja -valdkond: Tehnoloogia , tehnoloogiaõpetus, Tehnoloogia igapäevaelus
Klass, vanuse- või haridusaste: III kooliaste, 7-9 klass
Tunni kestvus: 45 min (põhjalikum 75 min)
Tunni teema (sh alateemad): Lego Mindstorm EV3 roboti aju programmeerimine Python keskkonnas

• Lego Mindstorms ev3dev operatsioonisüsteemi käivitamine
• Lego Mindstorms ev3dev operatsioonisüsteemi internetiga ühendamine
• Lego ajuga ühendumine sama WiFi-ga ühendatud arvutist
• Lego ajule Python koodi laadimine arvutist, mis kasutab vähemalt ühte andurit ja mootorit

Autor: Alo Peets (Robotimeister OÜ)
Tunni eesmärgid: Edasijõudnud õpilastele pakkuda võimalust programmeerida LEGO MINDSTORMS EV3 robotit Python programmeerimiskeeles ja juhtida arvutist.
Milliseid üld- ja ainepädevusi (sh läbivad teemad) toetatakse:

• Python programmeerimine praktikas
• Linuxi käsurida
• Kahe süsteemi vaheline digitaalne suhtlus
• matemaatika (tehete realiseerimine programmis)

Õpitulemused: Õpilased on võimelised pärast tunni läbimist käivitama LEGO MINDSTORMS ev3 robotit ev3dev operatsioonisüsteemiga sinna looma python koodi.
Mõisted: Python, LEGO MINSTORMS EV3, Linux, käsurida, Putty, SSH, SD kaart
Õpilaste eelteadmised ja -oskused: Õpilased peaksid olema tuttavad LEGO MINDSTORMS EV3 robotiga ja Python programmeerimiskeelega.
Eelnevalt vajalikud tegevused õpetajale ja õpilasele: Õpetaja võiks võiks asjad ise eelnevalt läbi katsetada.
Tunniks vajalikud materjalid, vahendid, tarkvara ja veebiaadressid: @@Veebilehed: http://www.ev3dev.org/ , http://ev3python.com/ , http://www.putty.org/ , https://etcher.io/ , https://youtu.be/9m0E4ZLW0y0 Grupi peale: LEGO MINDSTORMS EV3 robotid, 2-16 GB uSD kaart, USB WiFi adapter (näiteks Edimax 7811), kõrvaklapid, WiFi toega arvuti kuhu õpilastel on tarkvara paigaldamise õigus. @@

Tunni käik:

• Õpetaja alustab tunniga ja palub õpilastel vaadata õppevideo teemal Lego Mindstorm EV3 roboti aju programmeerimine Python keskkonnas https://youtu.be/9m0E4ZLW0y0 ~10 min
  

• Õpilased harjutavad kahestes gruppides LEGO MINDSTORMS EV# prorammeerimist Pythonis ~30 min
  • Laadi alla ev3dev tarkvara http://www.ev3dev.org/

• Kopeeri ev3dev SD kaardile Etcher programmiga https://etcher.io/ • Ühenda SD kaart ev3 ajuga ja käivita see • Ühendab ev3 aju WiFi-ga ja loo SSH ühenduse http://www.putty.org/ • Katseta ev3python lehel olevaid näidisülesandeid http://ev3python.com/

• Õpilased lõpetavad tegevused, tagastavad robotid ja teevad iseendale pika pai ~5 min

PDF kujul tunnikava on alla laetav siit. Tunnikava_ev3dev.pdf

Täiendav näidiskood:

LEGO robot ütleb sulle inglise aktsendiga oma nime!

from ev3dev.ev3 import *
Sound.speak("Hommik! Minu nimi on robot!").wait()

Mootori juhtimine

from ev3dev.ev3 import *
mA = LargeMotor('outA')
mA.run_to_rel_pos(position_sp=1080, speed_sp=180, stop_action="brake")

Vajutustundliku nupu vajutamis epeale ledide lülitamine!

#!/usr/bin/env python3
# Eelnev rida on vajalik kui tahad programmi k2ivitada LEGO robotist

# ühenda lüliti vabalt valitud porti 1-4
from ev3dev.ev3 import *
ts = TouchSensor()

while True:
    if ts.value()==1:   #touch sensor vajutatud
        Leds.set_color(Leds.LEFT, Leds.RED)
    else:
        Leds.set_color(Leds.LEFT, Leds.GREEN)

# vajuta Ctrl-C katekestamiseks

Kaugusanduri näidu kvamine ekraanil.

from ev3dev.ev3 import *
from time import sleep

us = UltrasonicSensor()
assert us.connected
us.mode = 'US-DIST-CM'
lcd = Screen()
btn = Button()

while True:
 if btn.any():
  exit()
 lcd.draw.text((0, 0), "Kaugus on " + str(int(round(us.distance_centimeters / 10, 0))) + " sentimeetrit.")
 sleep(1)
 lcd.update()
 lcd.clear()

ROhkem näiteid Henry Maalinn bakalaureusetöös https://comserv.cs.ut.ee/home/files/maalinn_informaatika_2017.pdf?study=ATILoputoo&reference=B2E3B02D01F135007E9388F25768BFD3322E5EB7