LEGO MINDSTORMS NXT’ga ühilduv andur infrapunaotsija ja infrapunapall
Date
2012
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Tartu Ülikool
Abstract
Üks huvitavamaid ja põnevamaid viise tekitada noortes inimestes rohkem huvi reaalainete vastu on läbi mängu. Paljudele on tuttavad LEGO klotsid ja nii mõnedki on nendest ka ise midagi valmis ehitanud. LEGO MINDSTORMS NXT ongi firma LEGO poolt välja töötatud robootikakomplekt, mida kasutatakse paljudes koolides programmeerimise ja loogilise mõtlemise õpetamiseks.
Aastal 2007 alguse saanud Kooliroboti projektiga, mille raames hakati Eesti koolides kasutama roboteid, on 2012. aasta kevadeks liitunud üle 100 kooli. Antud projekti raames loodi palju materjale LEGO MINDSTORMS NXT komplekti kasutamiseks. Robootikakomplekt pakub nii lastele kui ka täiskasvanutele võimaluse ehitada mitmesuguseid eri tüüpi roboteid, arendades selle kaudu loogilist mõtlemist ja programmeerimise oskust.
LEGO MINDSTORMS NXT standardkomplekti kuuluvad NXT juhtplokk ehk aju ning valguse-, heli-, kauguse- ja puuteandurid. Nende vahenditega on võimalik luua väga palju erinevate kujude ja funktsioonidega roboteid. Kui robotite ehitamisel fantaasial piire ei ole, siis piiriks võib saada ehitamiseks kasutada olevate andurite arv. Õnneks toodavad veel mitmed teised firmad - tuntumad neist on Mindsensors, HiTechnic ja Vernier - selle robotikomplektiga sobivaid andureid, mille abil on näiteks võimalik uurida erinevaid loodusnähtusi ja lahendada ülesandeid. Loodud on erinevaid andureid kasutamiseks nii siseruumides kui ka välitingimustes.
Antud bakalaureusetöö eesmärk on luua komplektiga LEGO MINDSTORMS NXT ühilduva anduri infrapunaotsija ja infrapunapalli kohta koolidele eestikeelseid õppematerjale. Kuna LEGO MINDSTORMS NXT’ga kaasa tulevad materjalid on valdavalt inglise keeles, siis on koolidel kohati raske neid kasutusele võtta. Eestikeelsete õppematerjalide olemasolu lihtsustab tunduvalt LEGO MINDSTORMS uute andurite koolides kasutusele võtmist ja seega on rohkematel koolidel võimalus seda teha.
Töö jaguneb kolmeks osaks:
Töö esimene osa keskendub infrapunakiirguse mõiste ja olemuse kirjeldamisele. Pikemalt on välja toodud ka erinevaid infrapunakiirguse kasutusalasid, nagu näiteks öönägemine ja temperatuuri mõõtmine.
Töö teine osa keskendub infrapunaotsija ja infrapunapalli tutvustamisele. Pikemalt kirjeldatakse nende seadmete tööpõhimõtet, kasutamist, tarkvara seadistamist LEGO NXT G keskkonnas ja programmeerimist. Antakse ülevaade seadmete kasutusvõimalustest.
Töö kolmas osa keskendub ülesannetele. Antud seadmete jaoks luuakse mitu erineva raskusastmega ülesannet. Ülesannete eesmärk on õpetada antud seadmete kasutamist. Ülesannete raskusastmed liiguvad kergemast raskema poole. Esimene ülesanne on kõige lihtsam ja on mõeldud esimeseks tutvumiseks antud seadmetega. Viimane ülesanne on kõige raskem ja on mõeldud juba edasijõudnud kasutajatele. Samuti on kaasas ka ülesannete lahendused ja näpunäited, kuidas lahendamist alustada.
Lisadena on kaasas ülesannete lahendusprogrammid.
Töö koostamisel on lähtutud ühtsest struktuurist. Sarnast struktuuri kasutatakse ka teiste LEGO MINDSTORMS NXT andureid käsitlevate bakalaureusetööde juures. Käesolev töö lisatakse Jaana Metsamaa magistritöö raames loodud õppematerjalile, mis on mõeldud kasutamiseks koolides nii õpetajatele kui ka õpilastele.
Math and science subjects are not among the most popular in schools, although there is a considerable need for specialists in that field, even in the information technology sector. That is one of the reasons why it is important to get young people more interested in these subjects and make them more interesting to learn. The LEGO MINDSTORMS NXT robot kit, that was the topic of this bachelor thesis, is one way of doing that. The main purpose of this bachelor thesis was to create educational material for the infrared sensor and infrared ball that work together with the LEGO MINDSTORMS NXT robot kit. These devices are made by a company called HiTechnic, which has developed a comprehensive collection of sensors that can be used with the robot kit. All the material created is in estonian. This thesis will be used at schools, as a way of popularizing science and robotics among Estonian schoolchildren by teaching kids programming and logical thinking skills. This thesis consists of three parts. The first part is aimed at explaining the physical phenomenon - what is infrared light and how it is used (for nightvision, temperature measurement etc). The second part gives the technical details about the infrared sensor and infrared ball. It also gives directions on how to use them. The third part of this thesis consists of exercises with different levels of difficulty.. These exercises were created to make learning more fun and exciting. This thesis, among with other theses created for the LEGO MINDSTORMS NXT robot kit, is a part of the “Koolirobot” project that was already started in the year 2007. By the spring of 2012, there are more than 100 schools that have been part of this project and are using the LEGO MINDSTORMS NXT robot kits in related classes and extracurricular activities to make learning science and physics more fun.
Math and science subjects are not among the most popular in schools, although there is a considerable need for specialists in that field, even in the information technology sector. That is one of the reasons why it is important to get young people more interested in these subjects and make them more interesting to learn. The LEGO MINDSTORMS NXT robot kit, that was the topic of this bachelor thesis, is one way of doing that. The main purpose of this bachelor thesis was to create educational material for the infrared sensor and infrared ball that work together with the LEGO MINDSTORMS NXT robot kit. These devices are made by a company called HiTechnic, which has developed a comprehensive collection of sensors that can be used with the robot kit. All the material created is in estonian. This thesis will be used at schools, as a way of popularizing science and robotics among Estonian schoolchildren by teaching kids programming and logical thinking skills. This thesis consists of three parts. The first part is aimed at explaining the physical phenomenon - what is infrared light and how it is used (for nightvision, temperature measurement etc). The second part gives the technical details about the infrared sensor and infrared ball. It also gives directions on how to use them. The third part of this thesis consists of exercises with different levels of difficulty.. These exercises were created to make learning more fun and exciting. This thesis, among with other theses created for the LEGO MINDSTORMS NXT robot kit, is a part of the “Koolirobot” project that was already started in the year 2007. By the spring of 2012, there are more than 100 schools that have been part of this project and are using the LEGO MINDSTORMS NXT robot kits in related classes and extracurricular activities to make learning science and physics more fun.