Scenariusz zajęć z wykorzystaniem zestawu LEGO® Education SPIKE™ Prime

Wiek uczestników: + 14 lat
Liczba uczestników: 2-3 os/zestaw
Czas trwania zajęć: 90 min (2 godziny lekcyjne)
Autor: Jakub Piasecki

INFORMACJE OGÓLNE

Cele ogólne:

• Kształtowanie umiejętności współpracy
• Poszerzanie wiedzy technicznej
• Opanowanie podstaw elektroniki

Cele szczegółowe:
Uczniowie: 

• Potrafią zbudować prosty obwód elektroniczny, działając według schematu oraz modyfikując istniejący układ
• Potrafią zaprogramować działanie obwodu w języku tekstowym (Python)

Czego potrzebujesz:

• Zestaw LEGO® Education SPIKE Prime (45678)
• Komputer lub tablet z zainstalowanym środowiskiem programistycznym SPIKE
• Elementy elektroniczne:
  • 2 x dioda LED
  • 2 x rezystor 220 Ohm
  • Płytka stykowa
  • Kabel do połączenia płytki stykowej z Hubem SPIKE Prime
  • Kable połączeniowe do płytki stykowej

PRZEBIEG ZAJĘĆ

• Zaangażowanie (10 min):
  Prowadzący przeprowadza z uczniami dyskusję na temat elektroniki użytkowej, szczególnie w kontekście mikrokontrolerów. Do czego możemy wykorzystywać mikrokontrolery? Gdzie możemy je znaleźć w otaczających nas narzędziach i urządzeniach? Czym różni się mikrokontroler od komputera?

• Poszukiwanie (40 min): 
  Uczniowie, w grupach 2-3 osobowych konstruują układ elektroniczny z jedną diodą LED według otrzymanego schematu, następnie sprawdzają poprawność połączeń i uruchamiają gotowy program, pozwalający na sprawdzenie działania konstrukcji.
  
  W następnym kroku uczniowie modyfikują układ i program, żeby móc sterować dwiema osobnymi diodami.

• Wyjaśnianie (5 min):
  Uczniowie prezentują swoje rozwiązania.

• Rozwijanie (25 min):
  Uczniowie modyfikują układ i program, żeby zrealizować zadane wyzwanie – sterowanie diodami przy użyciu czujnika żyroskopowego w Hubie SPIKE Prime.

• Ewaluacja  (10 min):
  Uczniowie prezentują swoje rozwiązania, wyjaśniają w jaki sposób zmodyfikowali program i obwód elektroniczny.

MATERIAŁY DODATKOWE

Schemat połączenia obwodu z jedną diodą LED:

Przykładowy kod uruchomienia diody:

Wyzwanie do realizacji:

1) Zmodugikuj układ i program tak, żeby na zmianę migały dwie diody.
    wskazówki do obwodu - każda dioda powinna mieć "własny: rezystor, obwód dla drugiej diody powinien być zbudowany analogicznie do pierwszej.

    Przyładowe rozwiązanie (kod):

2) Zmodyfikuj program i układ tak, żeby obrócenie Huba na lewą lub prawą stronę powodowało zapalenie jednego z LEDów. Wykorzystaj czujnik żyroskopowy.

Przykładowe rozwiązanie (kod):

Wskazówki do konstrukcji obwodu – wykorzystaj obwód z pierwszego wyzwania (dwie diody migające na zmianę)

DODATKOWE ZASOBY

Kabel łączący HUB z płytką stykową można zrobić samodzielnie, lub skorzystać z możliwości rozkręcenia czujnika ultradźwiękowego i podłączenia się do schowanego w środku złącza pinowego. Numeracja pinów w złączu: