HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV bật nguồn của mô hình robot đã lắp ráp sẵn như trong hướng dẫn ở Bài 4. Sau đó, GV bấm vào nút chuyển sang chế độ lập trình.

- GV yêu cầu HS thực hiện Hoạt động 1 SCĐ tr.38: Đọc, thảo luận để hiểu các lệnh cơ bản điều khiển động cơ DC của robot giáo dục.

- GV yêu cầu HS cho biết:

+ Quy định kết nối của các động cơ DC.

+ Cấu trúc câu lệnh và ý nghĩa, cách sử dụng câu lệnh để lập trình điều khiển động cơ DC.

- GV nhấn mạnh để HS biết: động cơ DC có thể vận hành với tốc độ khác nhau với cùng một thông số "tốc độ" đầu vào.

- GV giới thiệu, mục 1.b giúp HS hiểu được nguyên lí chuyển động của robot khi kết hợp điều khiển hai động cơ DC với nhau.

- GV chia lớp thành các nhóm, yêu cầu HS đọc thông tin mục 1.b và thảo luận để xác định hướng chuyển động của robot trong các trường hợp sau:

+ Hai động cơ cùng xoay tiến với cùng một tốc độ.

+ Hai động cơ cùng xoáy lùi với cùng một tốc độ.

+ Động cơ M1 bên trái không xoay, động cơ M2 bên phải xoay tiến.

+ Động cơ M2 bên phải không xoay, động cơ M1 bên trái xoay tiến.

+ Cả hai động cơ cùng không xoay.

- GV giới thiệu, mục 1.c giúp HS tìm hiểu cách sử dụng các câu lệnh trong các robot để kết hợp điều khiển hai động cơ DC.

- GV yêu cầu HS: Em hãy phân tích các trường hợp sau bằng các câu lệnh tích hợp được ghép dựa trên các câu lệnh điều khiển từng động cơ:

+ Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn phải dừng lại.

+ Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn đi lùi.

+ Cho cả hai động cơ chuyển động nhưng vận tốc động cơ M1 nhỏ hơn vận tốc động cơ M2.

- GV cho HS đọc và phân tích 2 ví dụ minh họa SCĐ tr.40:

+ Ví dụ 1: Cần điều khiển robot chuyển động từ vị trí A đến vị trí B và dừng lại.

+ Ví dụ 2: Điều khiển A đi đến B, sau đó quay trái và đi đến C rồi dừng lại.

- GV chốt lại các kiến thức HS cần ghi nhớ:

+ Động cơ DC sử dụng điện một chiều do pin cung cấp. Động cơ DC chỉ có hai chiều xoay: chiều xoay từ trái sang phải (tiến) và ngược lại.

+ Câu lệnh lập trình điều khiển động cơ cần chú ý hai tham số là chiều và tốc độ. Từ đó giúp chúng ta lập trình robot di chuyển chính xác theo mong muốn của người lập trình.

+ Các câu lệnh tích hợp của các robot vận hành trên các câu lệnh lập trình điều khiển động cơ giúp cho việc lập trình robot được đơn giản và dễ tiếp cận hơn.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi và hoàn thành Câu hỏi củng cố kiến thức: Em hãy viết câu lệnh điều khiển robot quay lại 180^o và đi tiếp.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc nội dung thông tin mục 1, thảo luận và trả lời câu hỏi.

- HS lắng nghe GV hướng dẫn.

- HS ghi nhớ kiến thức.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trình bày kết quả thảo luận.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

1. Lập trình điều khiển động cơ DC

a) Các câu lệnh điều khiển động cơ DC

- Các robot thường dùng hai động cơ DC độc lập là M1 và M2:

+ Động cơ lắp bên trái được kết nối với cổng M1.

+ Động cơ lắp bên phải được kết nối với cổng M2.

- Các lệnh điều khiển động cơ DC:

b) Điều khiển robot chuyển động

- Đáp án xác định hướng chuyển động của robot:

+ Robot sẽ di chuyển thẳng về phía trước.

+ Robot sẽ di chuyển lùi về phía sau.

+ Robot sẽ di chuyển xoay về phía bên trái.

+ Robot sẽ di chuyển xoay về phía bên phải.

+ Robot sẽ dừng lại.

c) Các câu lệnh lập trình tích hợp điều khiển robot chuyển động

- Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn phải dừng lại.

- Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn đi lùi.

- Cho cả hai động cơ chuyển động nhưng vận tốc động cơ M1 nhỏ hơn vận tốc động cơ M2.

d) Ví dụ minh họa

- Ví dụ 1: Chương trình điều khiển có thể như sau:

- Ví dụ 2: Chương trình điều khiển có thể như sau:

- Câu hỏi (SCĐ - tr.41):

Chương trình điều khiển có thể như sau:

Bắt đầu chương trình

Xoay trái (100)

Đợi 0.5 giây

Xoay trái (100)

Đợi 0.5 giây

Đi thẳng (150)

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc và thực hiện Hoạt động 2 SCĐ tr.41: Đọc, thảo luận về câu lệnh điều khiển của động cơ servo và mô hình ứng dụng hai động cơ servo.

- GV yêu cầu HS tìm hiểu thông tin SCĐ và nêu cấu trúc câu lệnh, mô tả ý nghĩa câu lệnh để lập trình điều khiển động cơ servo.

- Để giúp HS hiểu rõ nguyên lí hoạt động và câu lệnh lập trình điều khiển động cơ servo, GV có thể chuẩn bị trước chương trình lập trình động cơ servo và nạp sẵn vào robot để bật lên mô phỏng cho HS một số trường hợp quay.

- Ví dụ, chương trình mô phỏng các trường hợp với động cơ servo được kết nối tới cổng 5 của bộ não:

- GV yêu cầu HS đọc thông tin mục 2.b, quan sát Hình 9.5 SCĐ tr.42 và thực hiện nhiệm vụ: Em hãy nêu cấu tạo của mô hình cánh tay robot hai bậc.

- GV yêu cầu HS đọc và phân tích ví dụ bài toán điều khiển cánh tay robot hai động cơ SCĐ tr.42, 43.

- GV cho HS trao đổi cặp đôi, yêu cầu các nhóm hiệu chỉnh lại chương trình theo yêu cầu: Cánh tay robot khởi đầu ở vị trí 150 độ với tay gắp mở. Sau đó hạ tay gắp xuống vị trí 90 độ, đợi 1 giây rồi đóng tay gặp lại. Nâng tay gắp lên một gắp 150 độ rồi mở tay gắp ra, đợi 0.5 giây và lặp lại quy trình này 5 lần.

- GV chốt lại kiến thức HS cần ghi nhớ:

+ Các lệnh điều khiển động cơ servo có hai tham số bao gồm cổng kết nối và góc. Cổng kết nối để câu lệnh điều khiển đúng động cơ servo đang kết nối với bộ não và góc để xoay cánh quạt servo đến vị trí mong muốn từ 0 đến 180 độ.

+ Cánh tay robot bao gồm phần tay máy và cơ cấu gắp, thường được ứng dụng trong nhiều quy trình sản xuất công nghiệp.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm 4 - 5 HS, hoàn thành Câu hỏi củng cố kiến thức SCĐ tr.43:

1. Em hãy giải thích ý nghĩa của hai lệnh Đợi 0.5 giây trong chương trình ở Hình 9.6.

2. Em hãy cho biết hai lệnh thiết lập tham số ban đầu của động cơ tại cổng 5 và 6 trong chương trình ở Hình 9.6 có thể thay đổi vị trí được không.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc nội dung thông tin mục 2 và trả lời câu hỏi.

- HS chú ý quan sát, lắng nghe GV hướng dẫn.

- HS thảo luận nhóm, hoàn thành câu hỏi củng cố kiến thức.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

2. Lập trình điều khiển động cơ servo

 a) Cách điều khiển động cơ servo

- Lệnh điều khiển động cơ servo:

Xoay động cơ servo (cổng, góc)

- Tham số:

+ Cổng (vị trí cổng I/O có kết nối với động cơ)

+ Góc (từ 0^o đến 180^o).

- Mô tả ý nghĩa: Điều khiển động cơ servo có kết nối tại cổng xoay đến vị trí góc tính theo độ,

b) Mô hình cánh tay robot điều khiển bởi hai động cơ servo

- Cấu tạo của mô hình cánh tay robot hai bậc bao gồm:

+ Phần tay máy

+ Cơ cấu gắp đồ vật được điều khiển bởi hai động cơ servo: động cơ 1 điều khiển tay máy nâng lên/ hạ xuống; động cơ 2 điều khiển đóng/ mở cơ cấu gắp.

c) Ví dụ bài toán điều khiển cánh tay robot hai động cơ

- Chương trình được viết bằng các lệnh mã giả:

- Hình 9.6 là đoạn chương trình trên được viết trên phần mềm GaraBlock để điều khiển cánh tay hai bậc của robot G-Robot:

- Đáp án chương trình được hiểu chỉnh lại:

- Câu hỏi (SCĐ - tr.43):

1. Hai câu lệnh "Đợi 0.5 giây" được thêm vào nhằm mục đích điều khiển robot tạm dừng lại ở một số hoạt động để người sử dụng dễ quan sát hơn. Cụ thể như sau:

+ Câu lệnh "Đợi 0.5 giây" ở vị trí thứ nhất giúp robot tạm ngưng các hoạt động trong 0.5 giây sau khi đóng cơ cấu gắp và chuẩn bị nâng vật lên.

+ Câu lệnh "Đợi 0.5 giây" ở vị trí thứ hai giúp robot tạm ngưng các hoạt động trong 0.5 giây trước khi đóng cơ cấu gắp vật.

2. Có thể, vì hai lệnh thiết lập vị trí của cánh tay ở góc 90 độ và trạng thái mở của cơ cấu gắp. Không ảnh hưởng đến các hoạt động được lập trình của toàn bộ cánh tay robot 2 bậc.