STEM Coding Ultimate AI Add On: Mobility

Ergänzungsset Mobility für STEM Coding Ultimate AI

Mit dem Add-on Mobility eröffnen sich neue Möglichkeiten, eigene Roboter zu entwickeln und zu programmieren. Mit STEM Coding Ultimate und dem Mobility Add On entstehen vier abwechslungsreiche Mobilitätsmodelle, die darauf ausgelegt sind, aktiv in Betrieb genommen zu werden. Dabei lassen sich unterschiedliche Fahrroboter realisieren, die vielfältige Aufgaben übernehmen, wie etwa als Fußballroboter, Schussmechanismus oder Zeichenroboter.

Ein besonderes Merkmal dieses Sets sind die Omniwheels: Sie werden von vier Encodermotoren angetrieben und erlauben dem Roboter eine freie Bewegung in alle Richtungen. Der TXT 4.0 Controller von fischertechnik erweitert das System durch die moderne Programmiersoftware ROBO Pro Coding, die zahlreiche neue Funktionen bereitstellt. Ergänzt wird das Lernangebot durch sieben praxisnahe Experimente inklusive ausgearbeiteter Lösungen.

Anzahl Schüler

2-4 pro Baukasten

Lernziele

Steuerung von Omniwheelsfahrzeugen, Bildverarbeitung und Steuerungstechnik

Zeitaufwand

Jede Aufgabe enthält detaillierte Zeitangaben für die Unterrichtsstrukturierung

Klassenstufe

Sekundarstufe

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Didaktisches Begleitmaterial

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Themen und Lernziele

Aufgabe 1: Mecanum-Omniwheels-Fahrzeug mit Hinderniserkennung

Thema: Steuerung eines Fahrzeugs mit Mecanum-Omniwheels-Rädern und Erkennung von Hindernissen.

Lernziele:

Verständnis der Funktionsweise von Mecanum-Omniwheels-Rädern und Erkennung von Hindernissen.

Übersichtliche Programmierung durch Zustandsvariablen und Funktionen

Erkennung von Linien und Hindernissen mit Sensoren (Infrarot, Ultraschall)

Navigation über Motorimpulse
Aufgabe 2: Spurfolger

Thema: Digitale Steuerung des Fahrzeugs und proportionale (und PD-) Regelung der Fahrt entlang einer schwarzen Linie; Erkennung und Reaktion auf Hindernisse.

Lernziele:

Einfache Dreipunktregelung unter Verwendung digitaler Sensoren

Ergänzung einer Hinderniserkennung (Ultraschall-Entfernungsmessung)

Analoge Regelung unter Verwendung der Linienerkennung (Kamera mit Bildauswertung)

Kalibrierung eines P- und einer PD-Reglers
Aufgabe 3: Malroboter

Thema: Steuerung des Mecanum-Omniwheels-Fahrzeugs zum Zeichnen geometrischer Formen und vorgegebener Linien.

Lernziele:

Nutzung von Funktionen zur übersichtlichen Programmgestaltung

Modellbildung und Berechnung der Fahrzeugsteuerung (Trigonometrie)

Gestaltung von Datenstrukturen
Aufgabe 4: Ballroboter

Thema: Bildauswertung zur Abstandsbestimmung und Zielausrichtung.

Lernziele:

Experimentelle Analyse einer Aufgabenstellung

„Computational Thinking“: Zerlegung einer komplexen Aufgabenstellung in über-schaubare und lösbare Teilauf¬gaben, die abschließend zusammengeführt werden (Prinzip „teile und herrsche“)