Teknik ÅK7:2 - Robot projekt med programmering i lego mindstorms

Introduktion Robotar får allt större betydelse i dagens samhälle och kommer att få ännu större genomslagskraft i det framtida samhället. Robotar är människans hjälp att utföra olika typer av arbeten som kan vara slitsamma och farliga för människor, men kan även fungera för saker som människan utan problem kan genomföra som att klippa gräset eller städa hemma. En kategori för användning av robotar är som rent nöje och sysselsättning utan egentlig nytta. Ni har själva tagit reda på olika funktioner för robotar förra terminen. Det finns många olika saker som en robot kan användas till, bara fantasin och programmet för roboten sätter gränsen för hur och till vad den kan användas. Detta relaterar till det som ni ska göra denna termin i teknik:

Teknikutvecklingsarbetet:

Ni ska genomföra ett grupparbete där ni skapar er egen robot. Kravet är att ni ska tänka ut en tjänst, samhälls- eller människonytta som roboten ska kunna utföra och konstruera roboten att göra detta (fast i modellskala). Grupperna är indelade av läraren och kan inte bytas. Det är viktigt att man lär sig att arbeta med alla typer av personer och inte bara sina kompisar. I arbetslivet väljer man inte sina arbetskamrater utan förväntas fungera med alla människor. Det är varje enskild individs ansvar i en grupp att gruppen fungerar. Var och en måste ta ett eget ansvar och bidra till ett bra gruppklimat. Arbetssättet ska vara systematiskt, där ni genomför och dokumenterar de olika delarna i ett tekniskt utvecklingsarbete. Dokumentation ska inlämnas under terminen vid olika tidpunkter, och denna görs individuellt! Detta innebär att varje elev skriver EGNA dokument med EGNA ord som då förstås inte är likadant som gruppkamratens dokument. Kopiering av texter mellan elever kommer att underkännas och leda till underkänt i ämnet.

Faserna som ni kommer att genomföra under vårterminen presenteras nedan.  

Tidåtgång (vårterminen)

Fas 1: Planering och design.

I den här fasen ska ni börja med att bestämma vilken tjänst eller samhällsnytta som er robot ska kunna utföra. Ska det vara en städarrobot? Eller något annat? Sök på internet för att hitta inspiration, titta tillbaka på era skrivuppgifter om robotar. Kom överens i gruppen! Skriv ned er motivering. Argumentera för varför er robot är viktig för samhället, människan, miljön och vilken nytta den kan göra.

När ni väl har bestämt vad er robot ska ha för huvudsaklig uppgift så ska ni planera för hur det ska kunna se ut, vilka delar och material som ni tror behövs. Ni kommer att kunna använda motorer, sensorer och konsol från legorobotorna men ni måste kunna plocka bort dessa från er robot mellan varje gång. Ni får använda övrigt material för robotkonstruktionen som finns i tekniksalen, t.ex. aluminiumburkar, trästavar, plastflaskor, plastskivor, träskivor, trähjul etc. I den här första fasen så ska ni skissa på papper, var och en i gruppen, en egen idé om hur roboten ska kunna konstrueras. Skriv också ned vilka material ni tror att ni behöver. När alla i gruppen bidragit med en varsin skiss var så bestämmer ni vilken av idéerna som ni vill gå vidare med. VIKTIGT! Varje elev ska lämna in sin egen individuella skiss till läraren! Kasta ej!

I den här fasen måste ni också fundera på hur roboten ska kunna programmeras, d.v.s. vilka funktioner ska den ha. Då behöver ni fundera på vilka sensorer ni kommer behöva och var de ska placeras på roboten. Detta ska också ingå i era skisser. Har ni en städrobot så måste den kunna fortsätta arbeta även om den åker in i väggen, den måste då kunna vända om och behöver på så sätt en trycksensor. Detta är exempel på vad ni kan tänka på i programmeringen.

Inlämning 1: Ni ska dokumentera era tidiga idéer. Var och en i gruppen ska individuellt inlämna:

1.     - En egen ritad skiss av din första robotidé. Indikera vilka material de olika delarna ska vara.

2.    -  En gemensam skiss på den robot som ni valt att gå vidare med. (denna lämnas i gemensamt för alla i gruppen!)

3.     - En beskrivning av:  (Max 2 sidor)    

a)  Hur du tänkt att roboten ska fungera. Den robot du ska beskriva här är den som ni som grupp tänkt konstruera. Vad ska den kunna göra och vilka sensorer behöver den.

b) Robotens nytta för samhälle/människa och miljön. Vad kan er robot bidra med för ett hållbart samhälle? Vad är konsekvenserna för människa, samhället och miljön? Finns några nackdelar med er robot för samhället, människan och miljön? Den robot som ska beskrivas är den som ni valt att gå vidare med.

Se veckoplanering för arbetet och inlämningar.

 

Fas 2: Konstruktion och prövning

I den här fasen ska ni arbeta dels med själva konstruktionen av roboten. Ni får använda alla material som finns tillgängliga i tekniksalen.

Robot måste ha en modulärt konstruktion. Det betyder att motorer, konsol, sensorer och hjul måste ni kunna koppla bort mellan varje gång, medan resten av konstruktionen behåller ni från en gång till en annan inlåst i av läraren avsatt skåp.

Ni kommer att behöva prova och kanske ompröva er ursprungliga konstruktionsidé. Det är fullt tillåtet att ändra från er idé som ni hade från början. Ni märker kanske att vissa saker blir svåra att konstruera, eller att ni behöver justera något från er ursprungliga idé. Diskutera gärna med läraren.

Ni behöver under konstruktion och prövningsfasen också parallellt arbeta med programmeringen så att ni får roboten att fungera med de sensorer som ni tänkt ut att den ska använda. Under det här arbetet rekommenderas starkt att ni foto dokumenterar varefter ni kommer framåt i ert arbete, så att ni kommer ihåg från en gång till en annan vad ni har gjort. Det kommer även att finnas tid att skriva på lektionstid.

 

Viktigt! I konstruktionsarbetet kommer läraren att anteckna för sig själv vad ni gör på lektionerna, och om eleven inte deltar aktivt i grupparbetet kommer eleven att riskera underkänt i teknik, eftersom ett av kunskapskraven är att eleven ska kunna pröva och ompröva idéer och konstruera fysiska och digitala modeller.

 

 

Inlämning 2: Var och en i gruppen ska individuellt inlämna en beskrivning av ert konstruktionsarbete (max 2 sidor, exclusive photos). Steg för steg hur er robot utvecklats. Ta gärna med fotografier som du tagit under tiden att du konstruerat.  Beskriv tydligt om ni behövt ändra något i ert arbetssätt eller i konstruktionen under arbetets gång. Vad behövde ni ändra i sådant fall och varför? Tänk på att ni både konstruerar en fysisk robot och ett program. Problem som ni löser kan beröra båda dessa delar eller bara den ena eller andra. 

 

 

 

Fas 3: Slutgiltig konstruktion

Ni har nu konstruerat en fungerande robot och nu behöver ni presentera den och även dokumentera hur er slutgiltiga konstruktion blev. Ni ska också presentera muntligt er robot och hur ni arbetat fram er idé.

 

Inlämning 3 (Projekt Rapport) : Var och en ska individuellt lämna in en rapport med följande tre delar: Introduktion, Robot i detalj och Program som styr robot. (Rapport ska ha max 3 sidor, exkl. bilder).

 Introduktion

En uppdaterad beskrivning av robotens nytta för samhälle/människa och miljön (en uppdaterad version av inlämning 1) . Vad kan er robot bidra med för ett hållbart samhälle? Vad är konsekvenserna för människa, samhället och miljön? Finns några nackdelar med er robot för samhället, människan och miljön?

 Robot i detalj

Beskrivning av själva robotkonstruktionen. Hur är den uppbyggd? Vilka delar består den av? Vilka material/delar har ni använt? Varför valde ni dessa material, vad har de för fördelar och nackdelar med andra material/delar? Hur fungerar roboten? Hur styr programmet roboten? Ta gärna med fotografier som du tagit under tiden att du konstruerat. Detta är bara exempel på punkter ni kan ta med. Tänk på att använda teknikens olika begrepp i ditt skrivande.

Program som styr robot

En ”skärmdump” av programmet som styr roboten. Detta är gemensamt för alla i gruppen men varje elev lämnar in denna. Beskriv kort, individuellt, vad programmet gör!

  

Fas 4: Muntlig presentation av robotprojektet                            

Varje grupp ska förbereda en 10 min muntligt presentation av gruppens konstruktionsprojekt. Presentationen ska ta stöd av Powerpoint eller liknande program (max 4 sidor/slides) Tänk på att ha lagom mycket text i era Power Points. Bra bilder hjälper också.

 Saker som ni kan ta upp i presentationen:

-       Introduktion till projektet. Vad kan er robot bidra med för ett hållbart samhälle?

-       Beskrivning av ert konstruktionsarbete. Hur organiserade ni gruppens arbete?

-       Beskrivning av er slutgiltiga konstruktion, material ni använt och varför?

-       Vad skulle ni gjort för förändringar om ni hade haft mer tid?

-       Ni avslutar eran presentation genom att visa hur er robot fungerar (alternativt visar film av era robot i aktion!)

 

Det som kommer att bedömas är följande:

-       Struktur och upplägg av presentationen (samt tidshållning)

-       Framförandet: att ni ledigt kan diskutera och berätta om teknik och tekniska lösningar

-       Innehåll, bl.a. tekniska begrepp och förklaringar till dem relaterat till er konstruktion

-      Demonstration av er robot

AlAllt ni dokumenterar och lämnar i under terminen kommer att ingå i teknikbetyget. De kunskapskrav som kommer att bedömas finns bilagda i detta projekt-pm. 

   Exempel av veckoplanering (Varje klass har fått sin veckoplaneringen i TEAMS):

           

 

E

 

 

 

 

 

 

 

Läroplanskopplingar

Syfte

• identifiera och analysera tekniska lösningar utifrån ändamålsenlighet och funktion,
• identifiera problem och behov som kan lösas med teknik och utarbeta förslag till lösningar,
• använda teknikområdets begrepp och uttrycksformer,
• värdera konsekvenser av olika teknikval för individ, samhälle och miljö, och

Centralt innehåll

• Tekniska lösningar för styrning och reglering av system. Hur mekanisk och digital teknik samverkar, till exempel i värme- och ventilationssystem.
• Hur komponenter och delsystem samverkar i ett större system, till exempel vid produktion och distribution av elektricitet.
• Tekniska lösningar inom kommunikations- och informationsteknik för utbyte av information, till exempel datorer, internet och mobiltelefoni.
• Ord och begrepp för att benämna och samtala om tekniska lösningar.
• Teknikutvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, undersökning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning. Hur faserna i arbetsprocessen samverkar.
• Egna konstruktioner där man tillämpar styrning och reglering, bland annat med hjälp av programmering.
• Dokumentation i form av manuella och digitala skisser och ritningar med förklarande ord och begrepp, symboler och måttangivelser samt dokumentation med fysiska och digitala modeller. Enkla, skriftliga rapporter som beskriver och sammanfattar konstruktions- och teknikutvecklingsarbete.
• Samband mellan teknisk utveckling och vetenskapliga framsteg. Hur tekniken har möjliggjort vetenskapliga upptäckter och hur vetenskapen har möjliggjort tekniska innovationer.
• Återvinning och återanvändning av material i olika tillverkningsprocesser. Samspel mellan människa och teknik samt människans möjligheter att skapa tekniska lösningar som bidrar till hållbar utveckling.
• Konsekvenser av teknikval utifrån ekologiska, ekonomiska, etiska och sociala aspekter, till exempel i fråga om utveckling och användning av biobränslen och krigsmateriel.
• Tekniska lösningar som utnyttjar elektronik och hur de kan programmeras.