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TUTORIAL - SENSORE DI MOVIMENTO LEGO WEDO 2.0

Il kit LEGO® WeDo 2.0 fornisce all’utilizzatore il sensore di movimento: uno strumento ad infrarossi in grado di rilevare la distanza di un oggetto situato entro un raggio di 15 cm, la cui forma ed altre proprietà (colore, riflessione della luce, etc.) ne determinano la precisione di rilevamento.

  by Roberto Faloppi

Lego® Wedo 2

Introduzione

LEGO® Education WeDo 2.0 è un kit creativo di introduzione alla robotica che ti permette di costruire robot interattivi e altre creazioni. Puoi utilizzare il software proprietario LEGO® WeDo 2.0 oppure combinare insieme i blocchi di programmazione di Scratch per interagire con le tue creazioni e per aggiungere suoni e animazioni sullo schermo.
In questo tutorial vedrai l’utilizzo dei sensori presenti nel set LEGO® Education WeDo 2.0.
Nello specifico, approfondirai:
  • l’installazione del sensore di movimento (Motion Sensor) in Scratch 3 e come programmarlo
  • l’installazione del sensore di movimento (Motion Sensor) in LEGO® WeDo 2.0 e come programmarlo
Tecnologie:

Installazione del sensore di movimento nel software Scratch 3

Il sensore di movimento è in grado di rilevare lo spostamento di un oggetto che si muove nella direzione verso cui è puntato, in un raggio di 15 cm. È possibile sfruttarne tutto il potenziale utilizzandolo, ad esempio, con il software Scratch 3. Come? Il sensore utilizza una scala numerica in relazione alla distanza dell’oggetto su cui è orientato:
  • al valore 100 corrisponde un oggetto troppo lontano per poter essere visto (fuori range) o in prossimità del suo limite di visione (15 cm)
  • il valore 0 implica invece un oggetto che ostruisce la visuale al sensore, dunque attaccato ad esso
Per cui più ci si avvicina al valore massimo, maggiore è la distanza dell’oggetto dato dal sensore.

Per utilizzarlo in Scratch 3 assicurati, innanzitutto, che il tuo sistema operativo sia compatibile con Scratch Link e di averne installato l'ultima versione. I requisiti di sistema sono:
  • Windows 10 versione 1709+
  • macOS 10.13+
  • Bluetooth
  • Scratch Link
Se non l’hai ancora fatto, per installare Scratch Link segui questa procedura:
  1. scarica e installa Scratch Link dalla pagina web dedicata nel sito ufficiale di Scratch
  2. avvia Scratch Link e assicurati che sia in esecuzione: dovrà comparire l’icona specifica nella barra degli strumenti
Per iniziare collega WeDo 2.0 con Scratch. L’installazione del sensore è immediata e molto semplice, non è richiesto alcun setup: una volta collegato allo Smarthub in dotazione nel set e connesso l’hub tramite Bluetooth al computer attraverso Scratch Link (vedi TUTORIAL – SMART HUB E MOTORE LEGO EDUCATION WEDO 2.0), Scratch rileverà automaticamente la presenza del sensore.

Il passo successivo che devi eseguire è far comparire a schermo i blocchi necessari alla programmazione. A questo punto:
  1. clicca sul pulsante “Aggiungi un’Estensione” situato in basso a sinistra della schermata (Fig.1)
  2. fai doppio clic su “LEGO Education WeDo 2.0” (Fig.2)
  3. i blocchi compariranno nella nuova categoria “WeDo 2.0”, sotto la categoria “I Miei Blocchi” (Fig.3)
Per verificare che l’installazione sia andata a buon fine puoi far comparire in Scratch 3 il valore che il sensore assume quando è presente o meno un oggetto nella sua visuale.
Esistono differenti modi per svolgere questa operazione:
  • cliccare sulla spunta vicino al pulsante “distanza”, se presente, per far comparire in tempo reale nella schermata il valore misurato (Fig.4)
  • cliccare sul pulsante “distanza” solamente una volta per far visualizzare a schermo il valore tramite una finestra a scomparsa (Fig.4)
  • creare una variabile “distanza” (blocco arancione scuro) che aggiorni e visualizzi il valore del sensore durante i suoi rilevamenti (Fig.5); anche qui cliccare sulla spunta vicino alla variabile per visualizzarla a schermo
  • mostrare il valore come testo di dialogo del gattino di Scratch (Fig.6)

Come programmare l’utilizzo del sensore in Scratch 3

Scratch mette a disposizione due modi per poter interagire con il sensore.

* Primo metodo *

Il metodo più semplice è associare il sensore al blocco "Quando distanza < (valore da inserire)". Puoi cambiare il simbolo di relazione da minore a maggiore, o viceversa, e associare un evento scelto in base ad una distanza definita.
Nella figura seguente è riportato un semplice esempio: il motore aumenta di potenza se l’oggetto è in avvicinamento e diminuisce la propria potenza, cambiando direzione di rotazione del suo asse, nel caso opposto (Fig.7).
* Secondo metodo *

L’estensione “WeDo 2.0” fornisce il blocco “distanza” da abbinare alle altre istruzioni, ma in questo caso è necessario costruirsi uno script con un blocco condizionale.
Nella prima figura che segue potrai notare che oltre al blocco condizionale “se allora”, situato nella categoria “Controllo”, è necessario inserire anche un operatore verde di relazione da associare alla distanza scelta (Fig.8). Lo script appena presentato esegue l’istruzione data solamente una volta. Nel caso tu voglia ripetere l’esecuzione e accendere il motore ogni volta che il sensore rileva un oggetto nella sua visuale, dovrai utilizzare il blocco “per sempre” (Fig.9).
Il sensore può essere programmato anche per muovere un personaggio virtuale in Scratch, come il gattino già presente di default o altri importati dall’utente. Nella figura successiva è riportato il seguente esempio: il personaggio si sposta lungo l’asse X, per sempre, di 10 unità a sinistra se il sensore rileva un oggetto situato oltre il valore 60, di 10 unità verso destra se l’oggetto si trova entro una distanza di 50 (Fig.10).

Installazione del sensore di movimento nel software LEGO® WeDo 2.0

Anche con il software proprietario della LEGO l’installazione risulta semplice e rapida, esattamente come in Scratch: una volta collegato il sensore allo Smarthub in dotazione e connesso quest’ultimo al computer tramite il Bluetooth, LEGO® WeDo 2.0 Software ne rivelerà automaticamente la presenza.
Il sensore di movimento associa alla distanza di un oggetto posto nella sua visuale un valore numerico specifico (valori interi), in una scala da 0 a 10:
  • il valore 10 corrisponde ad un oggetto troppo lontano per poter essere visualizzato (oltre 15 cm)
  • il valore 0 corrisponde ad un oggetto situato il più vicino possibile al sensore
Per verificare che l’installazione sia andata a buon fine puoi far comparire anche in WeDo 2.0 il valore che il sensore assume quando è presente o meno un oggetto nella sua visuale.
Lo script in figura permette di visualizzare a schermo il valore che il sensore assume mentre un oggetto posto nella sua visuale viene spostato, combinando tra loro il blocco “input sensore di distanza”, il “blocco display” e la ripetizione ciclica (Fig.11).

Come programmare l’utilizzo del sensore in LEGO® WeDo 2.0 Software

Nella figura sottostante (Fig.12) è presente un esempio di come puoi programmare il sensore di movimento. È necessario usare il blocco “invio messaggio” abbinato al blocco “input sensore di distanza”: il valore mostrato a schermo verrà così salvato come “messaggio”. Con il “blocco avvio su messaggio” puoi abbinare al valore numerico salvato un’istruzione specifica: nell’esempio proposto il motore ruoterà il suo asse verso sinistra quando il sensore rileva il valore 6, verso destra se la distanza corrisponde al numero 4 e si spegnerà se non sarà più in grado di vedere nulla (valore 0).
Un’altra sequenza che puoi costruire è la seguente (fig.13):
In questo caso utilizza il blocco “attendi per” (la clessidra di colore giallo) per aspettare che il sensore rilevi un oggetto in avvicinamento; nel momento in cui si verifica questo evento vengono eseguiti i blocchi successivi, cioè viene impostata la rotazione dell'asse del motore in senso antiorario, la potenza a 10 e il tempo di accensione a 10 secondi. È presente anche il blocco "ripeti", che racchiude la sequenza appena descritta e che permette la ripetizione all’infinito della logica implementata.

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