Voor een lange tijd we moeite met de taak van het creëren van een eenvoudige, goedkope, platform-onafhankelijke, betrouwbare en stabiele strategie van integratie van kras en Arduino op zodanige wijze dat u helemaal zelf gebruiken kon om te leren van de beginselen en de programmering van mobiele robots (met inbegrip van auto's en wandelaars) aan Midden schoolgaande kinderen.
Voor deze strategie die we de volgende eisen voldoen:
- Gebaseerd zijn op open en vrije platformen of op minste platformen beschikbaar zonder kosten, met een uitgebreide en betrouwbare ontwikkelaars gemeenschap;
- Ten minste draaien op Linux, en bij voorkeur op zowel de PC x86 en de Raspberry Pi;
- Ondersteuning uitbreidbaar, stand van de techniek kras dialecten zoals MIT Scratch 2 en SNAP!;
- Ondersteuning van de draadloze communicatie met low-cost Robotics/fysieke Computing platforms zoals Arduino met behulp van een goedkope draadloze communicatiekanaal zoals Bluetooth, betrouwbaar bruikbaar zonder mededeling jam in een klaslokaal met ten minste 15 verschillende groepen werken op hetzelfde moment aan verschillende projecten verbinden met ten minste 15 verschillende computers;
- Stabiel en betrouwbaar genoeg is om te kunnen worden gebruikt in de familie programmering Workshops en de middenschool Robotics klassen;
- Worden eenvoudig genoeg om te worden beheerst door onderwijzers met wat achtergrond in Computing.
Het antwoord op deze quest schijnt eenvoudig te zijn: "nemen een computer met een kras 2.0 of module! installatie, download en installeer een van verschillende Kras aan Arduino interfaces die beschikbaar zijn op het Internet, neem een Arduino met Firmata, een Bluetooth-module op de top van het vasthouden en, wham!, u uitvoert!"
Toen we begonnen met het proberen, meer dan een jaar geleden, we ontdekte al snel dat, zelfs als de meerderheid van de benodigde informatie min of meer beschikbaar op het Internet is, allermeest naar de belemmeringen bevinden zich in de details: soms een Scratch 2.0 Offline installatie op Linux is geslaagd, soms niet; Bluetooth-communicatie koppig geweigerd om te werken voor een module en, net als magie, plotseling werkte samen met een andere module met exact dezelfde specificaties, enzovoort.
Dus besloten we om wetenschappelijk en naar de grond van elk van de problemen die we ondervonden, begrijpen en oplossen van hen, en produceren een aantal tutorials die eenvoudig zijn en duidelijk genoeg voor de onderwijzer met wat Computing achtergrond of de technologie-interessante ouder die wil beginnen met het onderwijzen van visuele programmering-gebaseerde Robotics of Physical Computing aan kinderen met behulp van open platforms.
We kwamen met 4 tutorials die aanval van elk van de grote problemen die we tegenkwamen. Deze tutorials niet alleen een beschrijving precies gaat gebeuren en waarom we ook bespreken wanneer u hoeft te doen van alle stappen en wanneer u kunt weglaten sommige. Bovendien leggen we in een eenvoudige taal, waarom iets moet aan worden gedaan op een zodanige wijze en niet anders.
Hier zijn ze:
- How to Install MIT Scratch 2 off line Editor op Linux
- Hoe installeer ik de mededeling van de kras/Arduino
- Het configureren van uw Bluetooth-Module voor de communicatie tussen kras en Arduino
- Mobiele robotica met Scratch: het voorbereiden van uw Linux-PC, Arduino en kras te communiceren draadloos via Bluetooth
Als u zien wat we doen wilt, hebben we een blog waar we zijn zetten een aantal van de experimenten die zijn als gevolg van dit werk. De posten zijn in het Portugees, maar ze zijn vol van beelden en video's die voor zich spreken.
Hieronder zijn twee voorbeelden van berichten van kras gestuurde mobiele robots. We bouwden de meesten van hen met behulp van goedkope plastic gebouw kits met grote schroeven. Het idee was om test bouwmaterialen die kan worden ingezet in de klas en die eenvoudig kon worden verwerkt en snel door de kinderen, zodat zij kunnen doen een beetje techniek en bouwen de hele modellen zelf tijdens de lessen (in plaats van ready-to-run robotica platformen met minimale impact op het onderwijs). We begonnen met verschillende kits beschikbaar op eBay en eindigde met een bouwmateriaal geproduceerd specifiek voor scholen ATTO Educacionalgenoemd:
Het is de bedoeling van deze blog om ideeën voor projecten die nuttig zijn in het kader van een Robotics klasse of workshop voor jonge geitjes kunnen te verzamelen. We verwachten spoedig te hebben van de meest veelbelovende projecten in deze categorie gevalideerd met hen en op onze website.
De Computing op initiatief van de School
Als onderdeel van onze Computing op initiatief van de School (http://www.computacaonaescola.ufsc.br) lopen hetzij als onderdeel van school programma's of zelfstandig we familie workshops. De workshops zijn gericht op kinderen (6-14 jaar) vergezeld door een ouder (of enige vorm van volwassen familielid of vriend).
Tijdens de workshop deelnemers leren hoe een kleine project in kras implementeert. We kiezen voor projecten waar leren hoe te programmeren gaat om eenvoudige beweging en ziet er opdrachten, alsmede gebeurtenissen, conditionals, en lussen met ook sensing opdrachten en operatoren. Terwijl onderwijs naar programma presenteren we ook computing basisbegrippen zoals een goed begrip van algoritmische probleemoplossende (probleemstelling, implementatie en testen cyclus), samenwerking in de vorm van paar programmering evenals dien verstande dat een computerprogramma een reeks stapsgewijze instructies om te worden nagespeeld.
Wij ontwikkelen ook educatieve eenheden voor het aanleren van computing-school programma's. Wij ontwikkelen momenteel een interdisciplinaire Scratch game programmering 12-uurs voor basisscholen en een 24-uurs eenheid op fysieke computing met kras en een lowbudget Arduino-kit voor Midden scholen.
C. Gresse von Wangenheim, A. von Wangenheim. Spel programmeren in familie Workshops onderwijs . IEEE Computer Magazine, 47(8), augustus 2014. Ook verkrijgbaar bij [ResearchGate].
