• Ενότητα 16

      Πλοήγηση στην Κυκλοφορία

      Προγραμματισμός – Οδική Συμπεριφορά & Αυτοματισμός

      Ταυτότητα Ενότητας

      Τίτλος
      Πλοήγηση στην Κυκλοφορία
      Θεματικές Περιοχές
      Πληροφορική Τεχνολογία
      Μορφή
      Βιωματική και διερευνητική μάθηση με το FOSSBot. Οπτικός προγραμματισμός. Συνεργατική ομαδική εργασία (ομάδες 3-5). Στοιχεία παιχνιδοποίησης (διαδραστικά έργα).
      Απαιτήσεις Προετοιμασίας
      Προ-συγχρονισμός του FOSSBot με Wi-Fi. Εξοικείωση με τη διεπαφή προγραμματισμού. Στήσιμο "λαβύρινθου" στην τάξη με καρέκλες/κουτιά.
      Εκτιμώμενη Διάρκεια
      45 λεπτά (30 λεπτά μάθημα + 15 λεπτά αξιολόγηση)
      Ηλικιακό Εύρος
      13-16 ετών (Γυμνάσιο/Λύκειο)
      Λέξεις-Κλειδιά
      Αυτοματισμός, Ρομποτικά Συστήματα, Αισθητήρας Υπερήχων, Αποφυγή Εμποδίων, Πλοήγηση Κυκλοφορίας, Λογικές Δομές, Οπτικός Προγραμματισμός.
      Σύνοψη

      Η "Πλοήγηση στην Κυκλοφορία" εισάγει τους μαθητές στις βασικές αρχές του αυτοματισμού και της φυσικής υπολογιστικής συνδέοντας τον κώδικα με τον πραγματικό κόσμο. Μέσω πρακτικού πειραματισμού με το ρομπότ FOSSBot, οι μαθητές προχωρούν από βασικές εντολές κίνησης σε εξελιγμένη πλοήγηση βάσει αισθητήρων. Η ενότητα εστιάζει στον αισθητήρα υπερήχων, επιτρέποντας στο ρομπότ να "βλέπει" και να αποφεύγει εμπόδια, προσομοιώνοντας έξυπνα συστήματα κυκλοφορίας του πραγματικού κόσμου. Λύνοντας προκλήσεις λαβυρίνθου και προγραμματίζοντας λογική αποφυγής εμποδίων, οι μαθητές αναπτύσσουν κριτικές δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων, προσαρμοστικότητα και συνεργατική αποδοτικότητα σε ένα δημιουργικό, παιχνιδοποιημένο περιβάλλον.

      Εισαγωγή

      Η σύνδεση των υπολογιστών με τον φυσικό κόσμο αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο της σύγχρονης ρομποτικής. Αυτό το μάθημα καθοδηγεί τους μαθητές στη διαδικασία προγραμματισμού ενός αυτόνομου οχήματος ικανού να πλοηγηθεί σε ένα σύνθετο περιβάλλον. Ξεκινώντας με βασικές εντολές κατεύθυνσης (μπροστά, πίσω, περιστροφή), οι μαθητές προχωρούν γρήγορα στην ενσωμάτωση της αισθητηριακής ανατροφοδότησης.



      Ο πυρήνας του μαθήματος περιστρέφεται γύρω από τον αισθητήρα υπερήχων, ο οποίος επιτρέπει στο FOSSBot να εντοπίζει εμπόδια και να λαμβάνει αποφάσεις—μια θεμελιώδης έννοια στην τεχνολογία αυτόνομης οδήγησης. Οι μαθητές εφαρμόζουν αυτή τη γνώση δημιουργώντας ένα πρόγραμμα "πλοήγησης κυκλοφορίας", όπου το ρομπότ πρέπει να διασχίσει με επιτυχία έναν λαβύρινθο στην τάξη, χρησιμοποιώντας σήματα LED και λογική κίνησης για να αποφύγει συγκρούσεις και να φτάσει σε μια έξοδο.

      Προαπαιτούμενες Γνώσεις

      • • Εξοικείωση με περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού
      • • Ικανότητα δημιουργίας και αποσφαλμάτωσης προγραμμάτων
      • • Κατανόηση βρόχων και εντολών συνθήκης

      Μαθησιακά Αποτελέσματα

      Με την ολοκλήρωση αυτής της ενότητας, οι μαθητές θα είναι σε θέση να:

      Εννοιολογική Κατανόηση

      • ✓ Να εξηγούν πώς λειτουργούν οι αισθητήρες Υπερήχων και να τους βαθμονομούν
      • ✓ Να αναγνωρίζουν τον ρόλο της τεχνολογίας στα έξυπνα συστήματα αποφυγής αντικειμένων
      • ✓ Να προσδιορίζουν βασικές λειτουργίες και χρήση αισθητήρων

      Προγραμματισμός & Υλοποίηση

      • ✓ Να προγραμματίζουν συστήματα αυτοματισμού χρησιμοποιώντας λογικές δομές (if, else, and)
      • ✓ Να χειρίζονται τη διεπαφή FOSSBot (σύνδεση, εισαγωγή έργου, επεξεργασία)
      • ✓ Να καταγράφουν και να ερμηνεύουν τιμές αισθητήρων σε πραγματικές περιβαλλοντικές συνθήκες

      Μηχανική & Επίλυση Προβλημάτων

      • ✓ Να δημιουργούν και να βελτιώνουν ένα σύστημα "αποφυγής εμποδίων" βάσει περιβαλλοντικών δεδομένων
      • ✓ Να σχεδιάζουν και να προγραμματίζουν ρομποτικά συστήματα για τη διεξαγωγή πειραμάτων ή δημιουργικών μαθησιακών έργων
      • ✓ Να συνεργάζονται σε ομάδες για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού λειτουργίας ρομπότ

      📐 Βασικές Έννοιες Λογικής & Ελέγχου

      Λογική Αποφυγής Εμποδίων:

      ΕΠΑΝΑΛΑΒΕ ΜΕΧΡΙ (Απόσταση < 5)
      ΚΑΝΕ [Προχώρησε Μπροστά]

      Το ρομπότ συνεχίζει να κινείται μέχρι ο αισθητήρας υπερήχων να εντοπίσει ένα αντικείμενο πιο κοντά από 5 εκ.

      Ακολουθία Πλοήγησης Κυκλοφορίας:

      1. Προχώρησε Μπροστά (Πράσινο Φως)
      2. Εντοπισμός Εμποδίου -> Στοπ -> Κόκκινο Φως
      3. Περιστροφή 90° -> Προχώρησε Μπροστά

      Αυτή η λογική μιμείται τη συμπεριφορά αυτόνομου οχήματος στον πραγματικό κόσμο, συνδυάζοντας αισθητήρες, οπτικά σήματα (LED) και κίνηση.