Seguidor de línies virtual amb Scratch

From Edutec Wiki
Revision as of 11:27, 31 January 2019 by Cbarriuso (Talk | contribs)

Jump to: navigation, search

Introducció

Un seguidor de línies és un rastrejador que té com a objectiu, com el seu nom indica, seguir una línia d’un color més fosc pintada sobre un fons d’un color més clar. El rastrejador funciona mitjançant sensors. En funció de la complexitat del recorregut, són necessaris més o menys sensors. Distingim entre seguidors de línies virtuals i reals. En l’exemple que durem a terme, treballem un seguidor de línies virtual.

Els sensors

Els sensors són els encarregats de fer el treball de detecció, en aquest cas de la línia, mitjançant la informació que interpreten de les instruccions que els hi indiquem.

Seguidor de línies virtual amb Scratch

El present exercici es presenta mitjançant la programació amb Scratch. El mateix programa es pot realitzar amb Snap! per observar les diferències i aprendre així a realitzar el mateix procés amb eines diferents. Es pot trobar a Seguidor de línies virtual

Seg60.PNG

L’exemple que seguirem el podem en en aquest enllaç.

Núm 1.png Elements del programa

Disseny del fons

Dibuixem un circuit que determina la línia a seguir. Ens dirigim a la pestanya Fons i premem el pinzell d’edició. Dibuixem un circuit tancat que contingui corbes i pintem el fons d’un altre color.

RTENOTITLE

Disseny de l’objecte

Dibuixem l’objecte amb l’editor gràfic. Simulem un cotxe i remarquem amb diferents colors les parts del cotxe que faran la funció de sensors (en aquest cas treballem amb 3 sensors).

RTENOTITLE

Núm 2.PNG Moviment del cotxe

En primer lloc és necessari programar el cotxe perquè es mogui amb les següents línies de codi:

RTENOTITLE

Desenvolupem aquí detalladament la construcció del codi

  •  Primerament creem un bloc nou, que anomenem bloc “caminar” i definirà el moviment del cotxe:
    • Seleccionem el bloc RTENOTITLE 
    • Creem una variable "velocitat" que defineixi la velocitat en que es mourà el cotxe:                              Seg5.png  =  RTENOTITLE 
    • Indiquem que al iniciar el programa la velocitat sigui 3:             
      Seg7.png
    • Recuperem el bloc de moviment i  li assignem la velocitat a la que s’ha de moure.
      Seg8.png
    • Fins aquí tenim definida la velocitat del cotxe, ara ens falta el moviment. Responent a l’objectiu, seguir la línia negra, fem ús dels sensors. Indiquem mitjançant un condicional que, si el color turquesa es troba sobre el color negre, es mogui.
      Seg9.png
    • Fem que aquest programa esdevingui un bloc. Creem un bloc nou que anomenem “camina” i encaixem el programa que hem elaborat anteriorment amb el bloc que se’ns crea per defecte “defineix camina”.           
      Seg10.png
  • Assignem que  “camina”  s’executi per sempre:

                                   RTENOTITLE                           

  • Creem un altre bloc nou que anomenem “recorregut” i  hi encaixem el programa anterior:

                                  RTENOTITLE

  • Per acabar col·loquem el bloc “recorregut” sota el bloc d’inici, de manera que al iniciar l’acció s’executi “recorregut”:

                                   RTENOTITLE

Núm 3.png Reconducció del moviment

Fins aquí  hem aconseguit que el cotxe es mogui mentre el sensor turquesa es troba sobre la línia negre, però quant aquest arriba a una corba i el sensor turquesa deixi de detectar el color negre observem que s’atura. Així que modifiquem el programa, tot incloent dos condicionals nous que fan referència als dos sensors restants, perquè això no passi.

RTENOTITLE

Detallem el codi que hem afegit per programar els sensors de color groc i de color blau

  • Indiquem que si el color groc detecta el negre giri 6 graus a l’esquerre.

                                   RTENOTITLE                         

  • Afegim un operador que ens permet, realitzar el gir a la mateixa velocitat que li hem indicat al cotxe que es mogui.  

                                    RTENOTITLE                          

  • Fem el mateix amb el sensor blau, però el gir el senyalitzem cap a la dreta.

                                     RTENOTITLE                      

  • Afegim el bloc    RTENOTITLE    en ambdós condicionals perquè un cop el sensor turquesa del cotxe torni a detectar de nou el color negre segueixi caminant.

                         RTENOTITLE

  • Unim els dos condicionals al bloc  d’inici i provem d’executar el programa. Ràpidament ens adonem que si el cotxe es troba sobre el color negre els 3 sensors són capaços de recorre el circuit correctament respectant les respectives corbes. No obstant, si per contra iniciem el programa amb el cotxe fora de la línia negre, aquest no executa cap moviment per anar a trobar el recorregut.

                        RTENOTITLE

Aconseguim que el cotxe es mantingui seguint la línia durant tot el trajecte, No obstant, tenim un altre repte a resoldre, aconseguir que quant el cotxe es trobi fora del recorregut, aquest retornant a ell. Per fer-ho creem un nou bloc anomenat "retorna" i li indiquem la següent línia de codi;

                         RTENOTITLE

D'aquesta forma el cotxe es mantindrà en moviment fins a retorbar la línia negra. 

Fem ús d’un nou condicional que indiqui que quant el color turquesa NO estigui sobre negre, llavors s’executin les condicions que hem encomanat al bloc  RTENOTITLEperquè es mogui fins trobar-la. 

                          Seg48.PNG

Finalment l’àrea de treball ens ha de quedar amb la següent programació definida;

RTENOTITLE

Núm 5.PNG Tancament del joc

A més, podem fer més atractiu el joc tot afegint més pantalles amb diferents circuits. Observem l’exemple dels diferents dibuixos i també de la programació per tal que canvi d’un fons a un altre.

RTENOTITLE       RTENOTITLE

 

Comparació amb Snap!...

Repliquem el seguidor de línies amb Snap!

Snap!, com s'ha vist a l'activitat de dibuixar una nòria, permet unir objectes. Una aplicació pràctica directa és la versió que es pot fer per a programar el robot seguilínies, usant tres objectes (encara que visualment sempli un) que es comuniquen entre ells en comptes d'un. El codi resultant utilitzant menys línies de codi.

Tenim la opció d’importar el projecte creat amb Scratch a l’Snap! i aconseguir així exactament el mateix programa traduït amb el software d’Snap! a través d'aquest enllaç.

L’exemple que seguirem serà PathFollower que es pot trobar en aquest enllaç

  RTENOTITLE

Si observem amb deteniment el projecte es compon del robot "Bot" i 2 sensors "Right Sensor" i "Left Sensor" vinculats al robot. L'exemple aprofita la vinculació d'objectes de l'Snap!. Per veure com es vinculem consulteu la introducció a Snap!.

Aquesta aproximació té molt a veure amb la realitat, un robot té incorporats una sèrie de sensors, que van a sobre d'ell i que són els que saben detectar els paràmetres físics, en aquest cas un canvi de color o un canvi de contrast.

Opció A: Usant el bloc Ask

Un possible codi del projecte seria el següent:

 RTENOTITLE

El robot es mou, que és el que sap fer, i va preguntant als sensors si està tocant la linea, que és el que saben fer. Quan el sensor esquerra la toca, el robot  gira una mica en aquesta direcció, quan toca el dret fa el contrari. Darrere d’aquesta aparent simplicitat s’amaguen uns quants conceptes interessants:

En primer lloc l’ús dels blocs “Quan” que simplifica molt la realització del programa. Serveixen per definir una resposta provocada per una condició.

L’altre concepte important és elbloc “ask” (pregunta) que mostra la potencia de l’Snap! per definir blocs. Es tracta d’un bloc que té per paràmetre un objecte i que retorna el resultat d’un codi que executarà aquest objecte. Això és possible pel disseny de l’Snap! on els objectes i el codi tenen la mateixa entitat que un nombre o un text i es poden fer servir amb la mateixa facilitat que aquests.

Veiem com està construït el bloc “ask”:

  RTENOTITLE

Els paràmetres de "ask" (pregunta a) són un sprite (objecte) i una expressió lambda (una funció a la qual poden cridar). La clau està en poder cridar qualsevol codi d'un altre objecte i es marca escollint la següent opció a la definició del bloc:                              RTENOTITLE

La icona de Snap!ve d'aquesta característica i fent una mica de recerca sobre expressió lambdaa Internet es pot esbrinar perquè el personatge de l'Scratch es diu Alonzo.

Veiem com està plantejada aquesta definició. Comencen per el bloc bàsic, “tocant”:

  RTENOTITLE RTENOTITLE

Si cridem a aquest bloc del “bot” retorna cert, com era d’esperar: Ara ho compliquem una mica:

RTENOTITLE

Estem fent una crida a la funció “tocant”, el resultat és el mateix, però es podria generalitzar per qualsevol bloc, del “bot” o de qualsevol altre. Per exemple, mirarem de fer-lo amb el sensor esquerre: busquem el següent bloc a Sensors i seleccionarem l'objecte corresponent:

RTENOTITLE

Fiquem el bloc de <tocant Path?> en el primer camp i encapsul·lem tot el bloc fent clic dret i seleccionant la opció corresponent: 

RTENOTITLE

Ara fiquem aquest bloc en un de crida i el des-encapulem fent també clic dret en ell mateix (això últim és important, si no es fa, no funcionarà):

RTENOTITLE

I ho provem:

 RTENOTITLE

En aquest cas estem cridant al codi d’altres objectes, els sensors. El bloc “ask” va un pas més enllà fent general aquesta idea.

 RTENOTITLE

 

Opció B: Usant el bloc Pregunta

La versió 4.1 de l'Snap! i les posteriors ja disposen d'un bloc que fa la mateixa funció que el bloc "ask" que hem creat abans:

RTENOTITLE

Ho podem provar per veure si funciona:

RTENOTITLE

I ara ja ho podem incorporar en el nostre codi:

RTENOTITLE

Bitbot.cat

Aquest és un article del programa Bitbot.cat, podeu consultar la resta d'articles a:

Bitbot.cat és un programa implusat per la Secretaria de Telecomunicacions, Ciberseguretat i Societat Digital de la Generalitat de Catalunya, en col·laboració amb el Departament d’Ensenyament, que neix amb l’objectiu d’impulsar la millora de les competències digitals del jovent i promoure el creixement de les vocacions tecnològiques.

Una de les accions que es proposa aconseguir és la capacitació de monitores i monitors per a conduir i desenvolupar activitats educatives de lleure en els camps de la robòtica i la programació, per tal d’anar formalitzant aquesta oferta amb monitores i monitors certificats.