Големи STEM проекти с neZha Inventor V2
Голямата кутия на ElecFreaks - платка с вградена батерия, 4 мотора, 4 серво, 8 сензорни порта и над 400 тухлички. 32 модела, от едно копче до няколко сетива наведнъж.
Всеки от 32-те модела показва на картата си истинския си обем - брой стъпки за сглобяване и звездички за сложност на кода. Изберете кратък модел за днешния час или по-мащабен СТЕМ проект, разгърнат в два часа.
Какво ще ни е необходимо?
32 от 32 урока готови
сглобяване: 18-60 стъпки
micro:bit не е в комплекта (батерия има вградена)
★16 лесно - първи стъпки - едно ново нещо на урок
★★6 средно - сглобяват се няколко идеи наведнъж
★★★10 трудно - проекти с няколко части, сензори или устройства
Свободен
Свободен
Свободен
★ лесно
урок 1 · Бутонът пуска мотора
Робот на лост
В този проект ще сглобим робот на лост, задвижван само от един мотор, и ще открием нещо неочаквано - първата команда за пускане няма двойник. Слагаме „Set motor M1 speed to 100%" на бутон A и роботът тръгва, но не спира, защото никой блок не му е казал как. Едва вторият бутон, B, добавя „Stop motor M1", и чак тогава лостът наистина се управлява. Отгоре добавяме и сърце на екрана при стартиране - не за украса, а за да знаем веднага, че програмата работи и проблемът, ако има такъв, е в механиката.
★ лесно
урок 2 · Бутонът пуска мотора
Плувецът
В този проект ще сглобим Плувеца - фигурка, чиито ръце описват широк кръг благодарение на предавка, която превръща въртенето на мотора в замах. Кодът е буквално същият като при робота на лост - пускане и спиране на M1. Добавяме обаче усмивка на екрана точно преди мотора да тръгне и сърце след спирането му, така че таблото винаги показва в какво състояние е машината. Ако натиснем бутона и видим усмивка, но плувецът не помръдне, вече знаем - кодът е наред, проблемът е в механиката или кабела.
★ лесно
урок 3 · Бутонът пуска мотора
Танцьорът
В този проект ще сглобим Танцьора и ще видим защо повече скорост не значи по-добро движение. На пълна мощност моделът просто се тресе - стъпката се вижда чак когато свалим скоростта на 15. После сменяме само едно число, от 15 на -15, и без нито един нов блок танцьорът тръгва в обратна посока. Оттук нататък знаем - плюс и минус в скоростта на мотора са цялото управление на посоката, а прекалено малко число вече не е достатъчно да надвие триенето.
★ лесно
урок 4 · Бутонът пуска мотора
Щангистът
В този проект ще построим Щангиста и ще открием защо две команди една след друга не винаги дават две различни неща. Първата версия на кода дава на мотора скорост 50, после веднага 25 - но щангата тръгва направо бавно, защото програмата стига до втория блок за части от милисекундата, преди моторът изобщо да се завърти. Поправяме го с пауза от 1000 милисекунди между двете скорости, и чак тогава щангата наистина потегля бързо и после забавя, както се вдига истинска тежест.
★ лесно
урок 5 · Бутонът пуска мотора
Калейдоскопът
В този проект ще построим Калейдоскоп с два диска, въртени от отделни мотори. Първият, M1, върти своя диск бавно, на скорост 15; вторият, M2, получава скорост 10. Разликата между двете е самата магия на калейдоскопа - ако дисковете се въртяха с еднаква скорост, шарката би стояла неподвижна, а сега единият непрекъснато изпреварва другия и фигурата се променя. Спирането става с един-единствен блок „Stop all motor", вместо да се гони всеки мотор поотделно.
★ лесно
урок 6 · Бутонът пуска мотора
Моноциклетистът
В този проект ще сглобим Моноциклетиста - модел от 51 стъпки, който на всяка проба напомня, че балансът е истинско предизвикателство. Кодът е буквално преписан от първия урок - пускане и спиране на M1, без нито един нов блок. Разликата е само в едно число: производителят предлага скорост 100, при която моноциклетистът пада почти веднага, затова с класа търсим най-голямата скорост, при която все още не пада, и стигаме до 40. Урокът е ясен - една и съща програма управлява мотор, а машината решава какво ще излезе от него.
★ лесно
урок 7 · Бутонът пуска мотора
Ходещият робот
В този проект ще сглобим Ходещия робот, чиито крака се движат благодарение на ексцентрично закачено колело - всяко завъртане на мотора вдига и премества крак, макар самата програма изобщо да не знае това. На пълна скорост роботът просто подскача и се обръща настрани, затова свалена на 60 походката става стабилна. Тук се вижда защо машините с крака са по-трудни от тези с колела - при колело по-високата скорост означава просто по-бързо движение, а при крака походката се разпада над определено число.
★ лесно
урок 8 · Бутонът пуска мотора
Механичната гъсеница
В този проект ще сглобим Механичната гъсеница и преди да напишем каквото и да е, си струва да попитаме класа какво трябва да се промени в кода спрямо робота на лост и ходещия робот. Отговорът е нищо - три съвсем различни машини карат с една и съща програма за пускане и спиране на M1, защото кодът командва мотора, а не машината. Гъсеницата е и първата, на която има смисъл да добавим заден ход - трети обработчик, задействан от A+B едновременно, пуска мотора на -100, трето събитие, различно от двата бутона поотделно, което платката разпознава само.
★ лесно
урок 9 · Бутонът пуска мотора
Летящата кола
В този проект ще построим летяща кола с витло, задвижвано от последния мотор с познатия ни код - същите четири блока, които вече карахме лост, ходещ робот и гъсеница да се движат. Скоростта 40 върти витлото достатъчно, за да се вижда, без да подхвърля модела. Добавяме нов обработчик на A+B - пълна скорост за две секунди, „излитане", после връщане на спокойните 40 - първият бутон в серията, който изпълнява цяла последователност от движения, а не само едно.
★ лесно
урок 10 · Серво: ъгъл, не скорост
Пълзящият робот
В този проект ще построим Пълзящия робот, чийто крак се движи не със скорост, а с ъгъл - серво на порт S1, което отива на определено положение и спира точно там. Редуваме ъгли 0 и 60 с половинсекундни паузи, за да имаме време сервото наистина да стигне докрай, преди да получи следваща команда. После обвиваме движението в „повтори 10 пъти" и слагаме „спри всички" на бутон B - за разлика от инструкцията на производителя, при която цикълът е безкраен и второ натискане пуска втори кръг върху първия, тук роботът пропълзява десет крачки и спира сам.
★ лесно
урок 11 · Серво: ъгъл, не скорост
Стрелбата
В този проект ще построим модела за Стрелбата, чийто спусък е 180-градусово серво - вид, който трябва да съвпада с полето в самия блок, иначе движението излиза наполовина, без това да личи от кода. Три ъгъла подреждат изстрела - 70 градуса заредено, 180 докрай изстреляно, 80 спокойно; числата не са кръгли, а измерени по механиката на конкретния модел. Накрая заменяме бутона със сензор за удар в цикъл „завинаги", така че машината сама си „натиска бутона" при допир - първият модел в серията, при който човекът излиза от веригата на управление.
★ лесно
урок 12 · Ред и време
Мотоциклетът
В този проект ще построим Мотоциклет, който изминава траектория от завои с четири блока наведнъж - подкарай, завърти волана на определен ъгъл, изчакай, спри. Първо завива надясно, волан на 200 градуса за половин секунда, после наляво, при ъгъл 150 и двойно по-дълга пауза от 1000 милисекунди, защото по-дългата пауза означава по-дълъг завой. Моторът и воланът се командват един след друг в кода, но работят едновременно - програмата не чака волана да стигне, преди да подкара. Разменим ли реда на двете парчета, същите блокове дават съвсем различна траектория, макар нищо в кода да не е сгрешено.
★ лесно
урок 13 · Ред и време
Багерът
В този проект ще сглобим Багер с рамо, кула и кофа - и ще открием истинска грешка от инструкцията на производителя. Рамото се вдига с мотор M1 на пълна скорост за половин секунда, кулата се завърта чрез серво на 90 градуса, а кофата тръгва с втори мотор, M2. Точно тук е уловката - след пускането на кофата програмата спира M1 вместо M2, и кофата никога не спира да върти, докато не изключим захранването. Поправката е един-единствен символ, M1 става M2 в блока за спиране, и урокът остава - грешка от една буква не дава съобщение за грешка, а прави нещо съвсем друго, и се намира само с гледане на машината, не на кода.
★ лесно
урок 14 · Ред и време
Роботизирана ръка
В този проект ще построим роботизирана ръка с щипка, която хваща, вдига и оставя предмет по четири отделни бутона. При стартиране сервото застава на 170 градуса - начално положение; бутон A спуска рамото с мотор M2 на -100 за секунда. После сервото затваря щипката до 130 и отделен, по-слаб и по-кратък импулс на M1 (-20 за половин секунда) я стяга, без да чупи предмета. Най-любопитно е бутон B за оставяне - щипката се отваря и M1 се завърта на +20, но рамото не слиза и не се вдига обратно, защото обратната последователност рядко е правилната последователност, а само обратното действие на самата щипка.
★ лесно
урок 15 · Ред и време
Мотокар 1
В този проект ще построим Мотокар, който вдига товар с вилица и го пренася. Двата мотора, M1 и M4, получават еднаква скорост 30 и колата тръгва право - еднакви числа значи права линия. С втория бутон разбираме и другата половина от управлението - M1 получава +15, M4 -15, и мотокарът се завърта на място, без да помръдне напред, защото едното колело върви напред, а другото назад. Оттук строим целия курс - завъртане, движение напред, спускане на вилицата до 60, цяла секунда изчакване, докато товарът стъпи, и връщане назад.
★ лесно
урок 16 · Ред и време
Мотокар 2
В този проект ще сглобим втори Мотокар със същата по форма програма като предишния урок, но с различни числа - и точно затова е полезен. Началното положение на вилицата тук е 140, а вдигането - 50, обратно на 60 и 110 при първия модел, защото вилицата е монтирана обърнато: числата на сервото описват механиката на конкретния модел, не намерението на детето. Втората разлика идва от друго място - разстоянието до мястото за оставяне на товара е 500 милисекунди вместо 1000, защото зависи от стаята, не от машината. Полезно е класът да раздели двата вида числа - едните за модела, другите за стаята.
★★ средно
урок 17 · Сензорът решава
Кухненски миксер
В този проект ще програмираме Кухненски миксер, управляван изцяло от сензор за удар, без нито един бутон. Цикъл „завинаги" пита сензора на J1 стотици пъти в секунда - докато лостчето е натиснато, моторът върти телта на миксера; пуснем ли го, „иначе" веднага спира M1. Разликата с първите уроци е точно тук - там нямаше блок „спри" и моторът вървеше до второ нареждане, а сега цикълът взима решението наново при всяко завъртане и старото решение никога не остава да важи само по себе си.
★★ средно
урок 18 · Сензорът решава
Изстрелвачка за пумпал
В този проект ще сглобим Изстрелвачка за пумпал, задействана от сензор за удар. При стартиране сервото застава на 160 градуса - началното положение на спусъка, без което той би останал където е бил от последната проба. При удар мотор и серво тръгват едновременно - моторът върти, а сервото се спуска до 210, което освобождава пумпала; при „иначе" двете се връщат обратно. Всяка страна на условието тук е списък от две действия, не едно - и трябва двете полета за вида на сервото (180 или 360 градуса) да съвпадат навсякъде в програмата, иначе спусъкът мърда само наполовина.
★★ средно
урок 19 · Сензорът решава
Ракът
В този проект ще построим Рака, който за пръв път в серията чете не просто близо/далече, а истинско число - ултразвуковият сензор на J1 записва разстоянието в сантиметри в променлива и я показва на екрана. Първият опит е прост - под 20 сантиметра ракът тръгва напред. Работи, докато ръката пред сензора не се дръпне - тогава сензорът често връща 0 или 1 и програмата решава, че нещо е съвсем близо, и ракът тръгва от само себе си. Поправяме го с долна граница, „и разстояние > 3", и превръщаме условието в истински интервал между 3 и 20 сантиметра, защото под 3 сантиметра на сензора просто не му вярваме.
★★ средно
урок 20 · Сензорът решава
Кучето
В този проект ще построим Кучето, което върви само, докато не срещне препятствие - логиката е обратната на Рака от предишния урок, но блоковете са същите, само разменени в „иначе". Близо вече значи „спри", а далече - „върви". И тук се появява същият капан - без долна граница, когато пред кучето няма нищо и сензорът върне 0, програмата решава, че нещо е съвсем близо, и кучето замръзва насред празна стая. Добавяме „и разстояние > 2" и капанът изчезва - вторият път класът вече го разпознава сам, преди да се е случил.
★★ средно
урок 21 · Програмата помни
Люлката
В този проект ще сглобим Люлката, управлявана от един-единствен сензор за удар, който сам решава дали да пусне или да спре мотора. Всяко натискане обръща променлива „върви" - от 0 на 1 или обратно, с един ред код вместо две отделни проверки - но първият опит кара числото да подскача като полудяло, защото цикълът минава през условието стотици пъти за времето на едно натискане. Добавяме пауза от 200 милисекунди вътре в проверката и „отскокът" изчезва - едно натискане вече означава едно преобръщане, а самата люлка вече не пита сензора директно, а само променливата.
★★ средно
урок 22 · Програмата помни
Кош с брояч
В този проект ще построим Кош с брояч, който засича всяко попадение с ултразвуков сензор, гледащ през самия обръч. Първо намираме числото - докато няма топка, разстоянието е голямо, а в мига на попадението пада под 8 - и чак после пишем условието. Броенето става с „промени точки с 1", а не със „задай точки на 1", защото искаме числото да расте, не да остава заковано на 1. Топката минава за части от секундата, но цикълът я вижда много пъти, затова слагаме пауза от секунда след всяко попадение - иначе едно хвърляне се брои по няколко пъти.
★★★ трудно
урок 23 · Не „дали", а „колко"
Въртящ се вентилатор
В този проект ще сглобим Въртящ се вентилатор, управляван от копче - потенциометър на J1, който дава число от 0 до 1023. Първият опит е директен - слагаме числото право в скоростта на мотора, и вентилаторът веднага скача на пълна сила и си остава там, защото скоростта се брои в проценти до 100, а копчето стига до 1023, и всичко над сто просто се приема за „сто". Решението е блокът „преобразувай 0…1023 в 0…100", който превежда единия обхват в другия - оттук нататък цялото завъртане на копчето наистина се усеща.
★★★ трудно
урок 24 · Няколко сетива наведнъж
Светофарът
В този проект ще сглобим Светофар с три отделни светодиодни модула на J1, J2 и J3. Цикъл „завинаги" ги редува вечно - червено включено пет секунди с другите две изгасени, после жълто за две секунди, зелено за пет, пак жълто за две. Всяка светлина изисква не един, а три блока - един пали, два гасят - защото светодиодът остава както е бил, докато изрично не му се каже друго; забравим ли да загасим червеното, светят и двете едновременно. Числата 5 и 2 секунди са решение на класа, не закон на природата - хубаво е да се сравнят с истинско кръстовище пред училището.
★★★ трудно
урок 25 · Няколко сетива наведнъж
Ултразвукова врата
В този проект ще построим Ултразвукова врата, която се отваря сама пред приближаващ човек. Ултразвукът и „ако…иначе" вече са познати от Рака и Кучето, но отговорът тук е ъгъл на серво - 120 градуса отворено, 180 затворено. Първият опит показва проблема веднага - щом ръката се дръпне дори за миг, вратата се тръшва обратно. Поправяме го с пауза от 5000 милисекунди вътре в самото условие - докато тя тече, цикълът не пита нищо и вратата просто стои отворена; сложена отвън, същата пауза щеше да забави и затварянето. Мястото на паузата е решението, не самата пауза.
★★★ трудно
урок 26 · Няколко сетива наведнъж
Скаридата
В този проект ще сглобим Скаридата, която пълзи бавно назад, размахва опашка и следи с очи напред - и то трите едновременно. Двата мотора получават скорост -10 само веднъж, при стартиране, и продължават да въртят сами, без цикъл. Отделен цикъл „завинаги" клати опашния серво между 360 и 0 градуса, а втори, паралелен цикъл наблюдава ултразвука - щом види нещо между 4 и 20 сантиметра, обръща моторите в противоположни посоки за половин секунда и се връща към пълзенето. Два цикъла „завинаги" работят едновременно - ако беше само един, махането на опашката щеше да спира, докато скаридата завива.
★★★ трудно
урок 27 · Няколко сетива наведнъж
Кола срещу препятствия 1
В този проект ще построим кола, която сама спира и заобикаля препятствие. Двата мотора тръгват на еднаква скорост 20 и колата върви право, докато не я хванем пред стената. Първата поправка е ултразвук с познатите две граници - близо спира всички мотори, но колата остава заклещена пред стената завинаги. Втората замества спирането с кратко завъртане на място, M1 на -40, M4 на +40, само за 200 милисекунди - колата поглежда пак, и ако стената още е там, завърта се отново; тя не решава накъде да тръгне, просто опитва, докато не се отвори път, и това е най-простото самостоятелно поведение в цялата серия.
★★★ трудно
урок 28 · Няколко сетива наведнъж
Кола срещу препятствия 2
В този проект ще сглобим втора кола срещу препятствия, но управлението тук е различно - тя тръгва и спира с бутон, автономна е само посоката ѝ. Сервото за кормилото застава на 180 градуса, право напред, а цикълът в движение гледа с ултразвука напред - при препятствие завърта кормилото на 90 градуса и колата завива, вместо да се върти на място, точно както истински автомобил с отделно кормило. Завоят се задържа с пауза от 2 секунди - без нея сензорът вижда свободно веднага след завъртането и кормилото се изправя, преди колата да е подминала препятствието. Завоят трябва да продължи и след като причината за него е изчезнала.
★★★ трудно
урок 29 · Няколко сетива наведнъж
Умен сушилник
В този проект ще сглобим Умен сушилник, който сам решава дали да простре, или да прибере прането според влагата във въздуха. Сензорът за влага на J1 дава число, което трябва да пробваме на място - сухо, после мокро с капка вода - защото прагът зависи от конкретния сензор и стая, не се преписва от инструкция. При число под 20 сервото отива на 90 градуса и простира, иначе на 200 и прибира - но посоката на сравнението лесно се обърква, защото малкото число тук значи сухо и хубаво време. Обърка ли се сушилникът и прибира на слънце, се разменят двата ъгъла, не самото сравнение - за да е ясно, че грешката е била в четенето, не в логиката.
★★★ трудно
урок 30 · Няколко сетива наведнъж
Кола по линия
В този проект ще построим кола, която следва черна лента по пода с двуоко сензорче за линия. Три възможни състояния - и затова три отделни „ако", не едно „ако…иначе": когато и двете очи виждат линията, двата мотора вървят с еднаква скорост 20 и колата тръгва право; когато лявото я вижда, а дясното не, дясното колело получава 100, а лявото 0, и колата се завърта към линията. Третото състояние е огледално на второто. Всяко „ако" пита сензора наново, а между две питания колата вече се е поместила - следването на линия не е решение веднъж завинаги, а непрекъснато поправяне.
★★★ трудно
урок 31 · Няколко сетива наведнъж
Кола по линия с препятствия
В този проект ще сглобим кола, която следва линия, но спира пред препятствие - същите три състояния на линията от предишния урок, само с по-висока скорост (50) и мотори M1 и M2. Новото е ултразвукът на J2, поставен над проверката за линията - щом усети нещо на 2-20 сантиметра, колата спира за 2 секунди и трите условия за линията изобщо не се стигат до изпълнение. Разменим ли реда - линията отвън, ултразвукът вътре - колата ще продължи да следва линията право в препятствието. Редът на условията е решение кой сензор командва машината.
★★★ трудно
урок 32 · Няколко сетива наведнъж
Скорпионът
В този проект ще построим Скорпиона - моделът с най-много кабели в серията, шест на брой: ултразвуков сензор, сензор за влага, два светодиодни модула, два мотора и серво. Когато нещо застане близо пред него, всички мотори спират, червеният светодиод светва, зеленият гасне, а опашката удря напред-назад между ъгли 220 и 140. Ако наблизо няма нищо, скорпионът пита втори сензор, вложен в „иначе" - тръгва само ако почвата под него е суха според сензора за влага на J2. Три различни поведения, изградени от два сензора и една вложена проверка.
Комплектът
Платката се пъха под micro:bit и носи собствена батерия - няма отделна кутия за батерии. Портовете са J1-J8 за сензори (RJ11, влизат само в едната посока), M1-M4 за мотори и S1-S4 за серво. Уроците не искат нищо извън кутията - освен самия micro:bit.
В урока: разделите долу сменят части · Следваща стъпка върви вътре в частта · цъкване на снимка я отваря на цял екран с лупа · 🖥 отваря втори прозорец за лаптопа, за да остане проекторът чист.
Първите 3 урока в областта са свободни. Останалите се отварят с регистрация.