第8课程序设计—机器人的大脑和初步编程教学案
27页1、EV3电子教案入门篇第8课程序设计机器人的大脑和初步编程教学案一、提出问题 机器人可以代替人类完成很多任务,它可以进行水下作业,可以在医院辅助医生给患者治病,非常厉害!我们知道人可以通过大脑思考,那么机器人是如何进行思考的呢?它是如何像人一样完成各种工作呢?二、联想 如图8-1所示,机器人可以像人一样的进行思考,那机器人的大脑究竟是什么呢?图8-1 机器人和人 技能牌 乐高机器人的大脑:EV3控制器,如图8-2所示。图8-2 EV3控制器 EV3控制器基于Linux操作系统,300MHz ARM9 处理器,16M闪存,64M 随机存储器。 EV3控制器是乐高机器人的大脑,换句话说乐高机器人的数据计算,电机控制,传感器采集都要通过控制器来完成。下面,先介绍一下EV3控制器。图8-3 EV3控制器按键 如图8-3所示,控制器正面由显示屏和按键组成,按钮分别为返回按钮,确定按钮,上,下,左,右6个按钮组成。 如图8-4所示,控制器侧面有USB插口和SD卡插口,USB口可以连接USB无线网卡,但网卡需要匹配控制器的硬件要求。SD卡可以扩展控制器的内存,最大可以扩展到32GB。图8-4 EV3
2、侧面 如图8-5所示,控制器前面是A,B,C,D四个输出口,输出口可以连接电机或灯。此外,还有控制器的PC程序传输口,通过这个接口可以通过数据线把程序传输给控制器。图8-5 EV3 前面如图8-6所示,控制器后面是1,2,3,4四个输入口,输入口用来连接传感器。传感器采集的数据可以传输给控制器去处理。图8-6 EV3后面三、要求:指定距离的机器人小车 小车向前行走50CM,然后停车,并鸣笛。 1. 小车向前行走的距离越准确越好 2. 小车停下后要鸣笛示意 机器人小车要向前行走一段距离,然后停下,这就需要通过乐高机器人的大脑EV3控制器来对乐高电机进行控制。下面我们要使用EV3控制器来做一辆机器人小车。四、构建小车搭建: 我们来搭建一辆机器人小车,它使用两个电机作为主动轮来控制小车行走,并用一个金属球作为从动的轮子,如图8-7所示。这里解释一下主动轮和从动轮。通过电机传动后,可以主动转动的轮子称为主动轮;被动跟随转动的是从动轮,起到辅助支撑的作用。两个电机通过数据线分别连接到控制器输出口的B和C。图8-7 机器人小车底部图8-8 机器人小车侧面 如图8-8所示,机器人搭建完成,前几节课我
3、们都是利用电源控制机器人的动作,都需要依靠人为的操控。这节课我们运用EV3控制器来控制电机的转动。为了达到这个目的,我们需要给机器人编写程序,只有把程序传输给控制器,控制器才可以控制机器人,完成我们规定的任务。 技能牌:EV3编程软件 EV3编程软件是一个图形化的编程语言,它的编程不需要去记忆程序命令和繁琐的结构,只需要把各种图形化程序模块连接到一起就可以了。这样既形象生动,又简单易学。打开软件后新建一个文件,如图8-9所示。编写程序时需要把下方的程序模块拖到白色区域并与前面图片用线进行连接。编好后的程序就像很多图片用线缝起来一样。图8-9 程序新建文件界面 五、算法与程序: 算法: 为了让小车可以准确的行驶到50CM处,我们可以让小车以相同的速度前进,并从起点到50CM处进行计时,把时间记录下来。再把这个时间写到程序中,让小车按照这个时间来前进,这样小车就可以前进到终点处停下来。根据这个想法,我们通过以下6个步骤来实现。 程序:1. 编写程序,让小车一直向前行驶通过“移动转向”模块,来控制小车向前。在模块右上方选择“B+C”,左下方选择“开启”模式,这时模块下方分别有2个选项,分别是
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