Een robot is een programmeerbare machine die vaak niet alleen informatie verwerkt, maar ook verschillende fysieke taken uit kan voeren.
Onderdelen van een robot
Een mens krijgt informatie binnen via de zintuigen. Met zijn brein verwerkt hij die informatie, neemt beslissingen en stuurt zijn lichaam aan. Voor een robot geldt hetzelfde. Iedere robot kent drie onmisbare onderdelen:
1. Het brein: de processor + programma’s. Hier worden gegevens verwerkt die van de sensoren af komen, er worden beslissingen genomen en er worden opdrachten gestuurd aan de actuatoren.
2. De zintuigen: de sensoren. Hier komt de informatie binnen.
3. Spieren/skelet: de actuatoren / mechanische constructie. Hiermee worden de handelingen verricht.
Waar mensen er allemaal ongeveer hetzelfde uitzien is dat bij robots niet het geval. Er zijn heel erg veel verschillende mechanische constructies. Sommige robots rijden, anderen lopen, weer andere zijn aan een vaste plek gebonden. Ze zijn er piepklein en ze zijn er enorm groot.
De mens kent een bepaald aantal zintuigen. De zintuigen van robots zijn hun sensoren. Er zijn heel veel verschillende soorten sensoren: sensoren die reageren op druk (ze ‘voelen’), op licht (ze ‘zien’), op geluid, via een kompas om richting te bepalen, enzovoorts. En daarbij zijn ze niet gebonden aan de grenzen die de mens kent. Zo kunnen sensoren reageren op ultrageluid (te hoog voor mensen om te horen) of op ultraviolet of infrarood licht (onzichtbaar voor mensen).
Programmeren
Om een robot te laten doen wat jij wilt, moet je hem opdrachten een programma geven.
Natuurlijk zou het mooi zijn als je kon zeggen: “Ga het poppetje redden”. Maar zo “slim” is de software in de huidige robots nog niet. Je zou natuurlijk de robot wat meer gedetailleerde instructies kunnen geven zoals: “Volg de zwarte weg tot aan het moeras. Zoek dan het poppetje. Als je het gevonden hebt, trek het dan naar de kant.” Dat is veel gedetailleerder, maar nog steeds kan het robotje dergelijke opdrachten niet uitvoeren.
Je zult hem nog gedetailleerder moeten vertellen wat hij moet doen. Het robotje moet weten wanneer hij zijn motortjes aan en uit moet zetten, hoe hard hij moet rijden, welke kant hij op moet gaan en hoe hij met zijn sensoren kan zien waar de weg is. Ook moet je hem leren hoe bijvoorbeeld de kleuren zwart, groen en geel van elkaar te onderscheiden zijn. Het robotje “weet” dat allemaal niet en jij moet hem dat gaan vertellen. Dat “vertellen” noemen we programmeren en we doen dat in een speciale taal, die we een programmeertaal noemen.
1. Robotwagentje bouwen
In deze les ga je met behulp van het boekje je robot in elkaar zetten.
In iedere doos vind je alle onderdelen om een Lego Mindstorms robot in elkaar te zetten. Bovendien zit er een boekje bij.
Volg de instructies uit het boekje van nummer 1 t/m 17.
Als je alles goed in elkaar gezet hebt is jouw rijdende robot klaar!!
2. Software installeren
Software ( ofwel de programmeer taal)
Om met de robot te kunnen communiceren heb je een programma nodig.
Dit programma moet op jouw laptop geinstalleerd worden.
programma wordt geïnstalleerd en een mindstorms icoon verschijnt op bureaublad.
Als het niet is gelukt:
Ga met je laptop bij je docent langs om het programma te installeren.
3. De motor van de wielen programmeren
Je hebt nu weliswaar een robotje met wielen, maar je kunt er nog niets mee doen. Je kunt de robot nog niet besturen. Daar ga je nu aan werken.Je moet en programma gaan schrijven en die downloaden naar de Robot
4. Jouw 1e Programma (****opdr1)
Je gaat de robot nu een stukje vooruit rijden en daarna een hoek maken van (zo precies mogelijk) 90 graden.
Bedenk eerst zelf hoe je je robot een bocht zou kunnen laten maken. Klik eventueel hier voor uitleg/hint.
Geef jouw programma een naam.
Begin met de eerste letter van je voornaam en achternaam, dan eerste letter voornaam en achternaam van je maatje en daarachter: opdr1
Dus bij Mark Rutte en Sigrid Kaan wordt de programmanaam: MRSKopdr1
5. Robot aansluiten en programma downloaden
Het programma wat op jouw laptop staat moeten we nu downloaden naar de robot.
Sluit de verbindingskabel van de robot naar de USN ansluiting in je laptop aan.
Als alles goed is gegaan zie je op het scherm dat de robot verbonden is.
Om het programma naar de robot te sturen,
klik je op de knop links onder:
Succeede!!!
Haal de snoer van de robot zet hem op de grond druk op start op de robot en bekijk het resultaat!
6. Vierkant rijden (****opdr2)
Als je je robot vooruit kunt laten rijden en een hoek van 90 graden kunt laten maken weet je genoeg om je robot ook in een vierkant te laten rijden.
Bedenk eerst zelf hoe je dat zou aanpakken.
- Wat zijn de eigenschappen van een vierkant?
- Hoe kun je dat vertalen naar het programma Lego Mindstorms?
Zorg ervoor dat jouw robot in een achtje kan rijden.
Klaar? Demonstreer het aan je docent.
Geef het programma de naam: ****opdr3
Waarschijnlijk heb je het cijfer 8 samengesteld uit 2 vierkantjes.
Maak nu een programma waarbij de acht bestaat uit twee cirkels
Opdracht
Zorg ervoor dat jouw robot in een achtje in cirkels kan rijden.
Klaar? Demonstreer het aan je docent.
Geef het programma de naam: ****opdr4
Voorbeeld vaste patronen
8. De Loop (****opdr 5)
Een loop is in een programmeertaal een eindeloze herhaling.
Robots doen dat vaak. Het symbool voor de loop bijLego Mindstorms is:
Je kunt de loop ook groter maken door er motor opdrachten in te schuiven.
Een achtje van 2 vierkanten is eigenlijk 4 kaar een herhaling van vooruit en draai 90 graden.
Bij de instellingen van de loop kan je aangeven dat de loop moet tellen (count) en tot 4. De akties binnen de loop worden dan 4 keer gedaan
Opdracht:
Laat de robot een achtje maken als vierkanten door gebruik te maken van de loop
Geef dit programma de naam ****opdr5.
9. De geluid sensor ( ****opdr 6)
De robot heeft 3 uitgangen op twee ervan ( B en C) zijn de motoren van de wielen aangesloten.
De robot heeft ook 4 ingangen (1 tm 4)
We gaan nu het rijden van een achtje verbinden aan een sensor.
Bij deze eerste opdracht gebruiken we de geluidssensor.
Verbind de sensor op ingang port 1.
Om de sensor te gebruiken moet dit ook in het programma bekend zijn. dat kan je op 2 manieren doen nu gebruiken we de optie wachten (Wait) en kiezen voor de sensor geluid (sound)
de wacht (wait) optie is het zandlopertje
als je het zandlopertje in het programma sleept en er op klikt kies je voor de sound sensor.
klik op port 1 (hierdoor weet de sensor en de robot dat hij op poort 1 is aangesloten)
laat de rest van de instellingen gewoon staan.
Opdracht:
Laat de robot 1 vierkant van het achtje rijden. dan moet hij wac hten totdat je in je handen klapt, daarna maakt hij pas het 2e vierkant.
Laat de docent de werkende robot zien!
Geef dit programma de naam: ****opdr6
10. De druksensor (****opdr7)
We Gaan nu in plaats van de geluidsensor de druksensor gebruiken.
Als de druksensor ingedrukt wordt, gaat eer een signaal naar de robot.
We gaan deze druksensor gebruiken als bots bumper. Om de sensor goed te laten werken
bouw je de bumper zoals die in het boekje staat bij nummer 26 en 27
Sluit de sensor aan op port 2
zorg ervoor dat ook bij de instellingen van de sensor port 2 bgebruikt wordt.
Opdracht:
Maak een programma dat er voor zorgt dat als de auto ergens achter tegenaan botst hij meteen een stukje naar voren gaat, een kwartslag draait, en weer achteruit gaat rijden.
Laat het werkende programma aan je docent zien!
Geef het programma de naam ****opdr11
11. De ultrasone sensor (****opdr8)
Een ultrasone sensor is een sensor die afstanden kan meten.
De sensor zendt een geluidssignaal uit dat zo hoog is dat wij het niet kunnen horen. Als het geluid ergens tegenaan botst krijgt de sensor de weerkaatsing ervan terug. Hoe langer de tijd tussen het zenden en ontvangen van het signaal, hoe verder weg het betreffende voorwerp is.
Zo'n ultrasone sensor wordt onder andere gebruikt in de parkeerhulp voor auto’s. Daar meet de sensor de afstand die tussen de auto’s zit om te zorgen dat je bij het parkeren niet tegen iets aanbotst.
Monteer nu de ultrasone sensor. Hoe je dit doet vind je in instructie 20-21 van je boekje.
Sluit de sensor aan op port 3,
zorg ook bij de instelling van de sensor dat port 3 gebruikt wordt.
Opdracht:
Maak een programma wa ervoor zorgt dat de robot ook aan de voorkant niet meer kan botsen.
Als de robot te dicht bij een voorwerp komt, moet hij een stukje achteruit rijden een kwart slag draaien en weer vooruit gaan rijden.
Laat het werkende programma aan jouw docent zien!
Sla het programma op onder : ****opdr8
12. De Lichtsensor (****opdr9)
Via de ultrasone sensor hoort de robot eigenlijk of zich iets voor de sensor bevindt.
Maar daarnaast hebben we ook nog een lichtsensor.
Deze lichtsensor reageert op lichtintensiteit: de sensor 'ziet' het verschil tussen licht en donker.
Je gaat nu eerst de lichtsensor inbouwen. Zie hiervoor de instructies in je boekje met nummer 22-23.
Sluit de lichtsensor aan op port 4
stel ook bij de sensor port4 in
Bedenk zelf een test met een wit en donker papier hoe de sensor werkt.
Opdracht:
Maak een programma wat er voor zorgt dat de robot op de tfel rijdt en eer niet af kan vallen.
Laat het goed werkend programma aan jouw docent zien.
Sla het programma op en noem het : ****opdr9
13. De schietarm (****opdr10)
Monteer nu de schietarm op je robot.
Zie hiervoor uit je instructieboekje bladzijde 46 tm 57
Opdracht:
Als de schiet arm gemonteerd is maak je en programma wat er voor zorgt dat een balletje wat verder op op en standaard ligt wordt afgeschoten.
Laat dit werkend programma aan je docent zien
Geef dit programma de naam ****opdr10
Lego Mindstorms beste prestatie
Lego mindstorms uiterste programma
Extra opdrachten
Lachen of huilen
Bron: PixelTwist
Zorg nu dat je robot een lachend gezicht toont als je je hand voor de ultrasone sensor houdt en een huilend gezicht als je je hand weghaalt.
Je robot gaat nu echt reageren op informatie die hij binnenkrijgt en moet twee verschillende dingen kunnen doen, afhankelijk van de binnengekomen informatie.
Bovendien blijft die informatie binnenkomen en de robot moet dus ook blijven reageren.
Hoe je dat regelt zie je in de instructie hieronder.
Achteruit inparkeren
Welke bewegingen maakt een auto als je achteruit moet inparkeren in een vak?
Teken de bewegingen op een vel papier.
Als je wilt kun je eerst het filmpje bekijken.
Achteruit inparkeren
Laat je robot achteruit inparkeren in een vak.
Als de robot is geparkeerd laat je het lampje aan- en uitgaan. Let op: dit doe je als volgt: kies in je menu voor het icoon met de twee radertjes ('verplaatsen'). Kies voor de juiste poort en zet hem een aantal seconden aan.
Daarna laat je je robot vooruit wegrijden.
Bal zoeken
Bron: Michael Knowles
Zorg dat je robot kan rijden in een besloten ruimte. Dat betekent dat hij niet tegen muren mag botsen en dat hij moet kunnen blijven rijden.
Zorg er nu voor dat je robot een bal kan vinden die zich ergens in die besloten ruimte bevindt.
Als de robot de bal vindt, moet hij deze wegslaan en een geluidssignaal geven.
Inparkeren 2
Vraag aan de docent of je deze opdracht moet doen.
Eerder heb je achteruit ingeparkeerd. Dat ging met een vast patroon. Als je robotauto op de verkeerde plek stond, lukte het al niet meer.
Kun jij je programma verbeteren door gebruik te maken van sensoren?
Onderdelen van een robot Een mens krijgt informatie binnen via de zintuigen. Met zijn brein verwerkt hij die informatie, neemt beslissingen en stuurt zijn lichaam aan. Voor een robot geldt hetzelfde. Iedere robot kent drie onmisbare onderdelen: 1. Het brein: de processor + programma’s. Hier worden gegevens verwerkt die van de sensoren af komen, er worden beslissingen genomen en er worden opdrachten gestuurd aan de actuatoren. 2. De zintuigen: de sensoren. Hier komt de informatie binnen. 3. Spieren/skelet: de actuatoren / mechanische constructie. Hiermee worden de handelingen verricht. Waar mensen er allemaal ongeveer hetzelfde uitzien is dat bij robots niet het geval. Er zijn heel erg veel verschillende mechanische constructies. Sommige robots rijden, anderen lopen, weer andere zijn aan een vaste plek gebonden. Ze zijn er piepklein en ze zijn er enorm groot. De mens kent een bepaald aantal zintuigen. De zintuigen van robots zijn hun sensoren. Er zijn heel veel verschillende soorten sensoren: sensoren die reageren op druk (ze ‘voelen’), op licht (ze ‘zien’), op geluid, via een kompas om richting te bepalen, enzovoorts. En daarbij zijn ze niet gebonden aan de grenzen die de mens kent. Zo kunnen sensoren reageren op ultrageluid (te hoog voor mensen om te horen) of op ultraviolet of infrarood licht (onzichtbaar voor mensen). Programmeren Om een robot te laten doen wat jij wilt, moet je hem opdrachten een programma geven. Natuurlijk zou het mooi zijn als je kon zeggen: “Ga het poppetje redden”. Maar zo “slim” is de software in de huidige robots nog niet. Je zou natuurlijk de robot wat meer gedetailleerde instructies kunnen geven zoals: “Volg de zwarte weg tot aan het moeras. Zoek dan het poppetje. Als je het gevonden hebt, duw het dan naar de kant.” Dat is veel gedetailleerder, maar nog steeds kan het robotje dergelijke opdrachten niet uitvoeren. Je zult hem nog gedetailleerder moeten vertellen wat hij moet doen. Het robotje moet weten wanneer hij zijn motortjes aan en uit moet zetten, hoe hard hij moet rijden, welke kant hij op moet gaan en hoe hij met zijn sensoren kan zien waar de weg is. Ook moet je hem leren hoe bijvoorbeeld de kleuren zwart, groen en geel van elkaar te onderscheiden zijn. Het robotje “weet” dat allemaal niet en jij moet hem dat gaan vertellen. Dat “vertellen” noemen we programmeren en we doen dat in een speciale taal, die we een programmeertaal noemen.
Het arrangement Palet Lego is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
E.H.J. Blok
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2022-05-17 10:34:09
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Als je je robot vooruit kunt laten rijden en een hoek van 90 graden kunt laten maken weet je genoeg om je robot ook in een vierkant te laten rijden.
