Čidlo a spínání pohonu

Žáci v 8. ročníku doplní sestavený model nebo robotické zařízení o jednoduchý spínací prvek, například koncový spínač, světelnou závoru nebo tlačítko. Podle zapojení prvek spustí nebo zastaví pohon. Žáci ověří, že zařízení reaguje na podnět, a bezpečně umístí a zapojí zvolený prvek. Téma přispívá k výstupu CSP-TCH-003-ZV9-005 tím, že žáci upravují přiměřeně složitou konstrukci a dodržují hygienu a bezpečnost při zkoušce její funkce.

Automatizace se zde omezuje na předem danou reakci: mechanismus dojede k dorazu a koncový spínač změní stav obvodu, nebo přerušení paprsku závory změní stav obvodu pohonu. Žáci rozliší, co v sestavě zjišťuje podnět a co vykonává pohyb, a určí, kam prvek umístit a jak ho zapojit, aby se změna projevila. Po zkoušce popíší, zda zařízení reagovalo očekávaně, a případně upraví umístění prvku nebo zapojení tak, aby reakce byla opakovatelná.

Práce navazuje na sestavení podvozku a na zásady bezpečnosti při konstrukci. Hodina se zaměřuje na doplnění jednoho spínacího prvku a krátké ověření jeho funkce; složitější úpravy po zkoušce patří do následující jednotky.

Předpoklady

• Bezpečnost a hygiena při konstrukci a zkoušce pohybu
• Sestavené robotické zařízení s podvozkem a pohonem
• Pracovní model s mechanismem, který se má spouštět nebo zastavovat

Klíčové pojmy

Čidlo

Součást, která reaguje na podnět, například dotyk nebo přerušení paprsku, a předává změnu do obvodu; samo zařízení nepohání.

Pohon

Motor nebo jiná součást, která zajišťuje pohyb; jeho spuštění či zastavení závisí na zapojení čidla nebo spínače.

Koncový spínač

Spínač umístěný na konci dráhy pohyblivé části; při jejím dosahu kontakty změní stav a podle zapojení mohou přerušit nebo uzavřít obvod pohonu.

Světelná závora

Vysílač a přijímač světelného paprsku; při jeho přerušení se změní výstup závory a podle zapojení také stav obvodu pohonu.

Tlačítko start/undefined

Ručně ovládaný spínač, jehož stisk změní stav obvodu a podle zapojení spustí nebo zastaví pohon.

Ověření reakce

Opakovaná zkouška, při níž stejný podnět vede ke stejné reakci; pokud tomu tak není, žáci kontrolují umístění prvku a zapojení.

Časté miskoncepce

• Častá chyba

  Žák se domnívá, že bez počítače a kódu nejde o automatizaci.

  Jak na to

  Ukažte zapojený koncový spínač: pohyblivá část dojede k dorazu, spínač změní stav obvodu a motor se zastaví. Pojmenujte podnět i reakci.

• Častá chyba

  Žák umístí spínač u dráhy, ale nezapojí ho do obvodu pohonu, a čeká, že se zařízení samo zastaví.

  Jak na to

  Nechte žáka porovnat, co se stane, když spínač pouze přiloží ke konstrukci a když ho zapojí do obvodu pohonu.

• Častá chyba

  Když se motor zastaví, žák hned vymění baterie a nezkontroluje, zda sepnula závora nebo koncový spínač.

  Jak na to

  Nechte skupinu nejdřív zkontrolovat stav spínače a paprsek závory, potom zapojení a nakonec napájení.

• Častá chyba

  Žák drží tlačítko po celou dobu jízdy a tvrdí, že zařízení reaguje na čidlo.

  Jak na to

  Porovnejte jízdu ovládanou držením tlačítka s jízdou, při níž pohyb změní koncový spínač nebo závora bez ručního ovládání.

Jak učit

2–3 hodiny

1. Evokace: U sestaveného podvozku se zeptejte, jak zařídit, aby se zastavil u okraje zkušební plochy bez držení v ruce.
2. Uvědomění: Žáci doplní jeden prvek – koncový spínač, závoru nebo tlačítko – zapojí ho k pohonu a několikrát ověří jeho reakci.
3. Reflexe: Každá skupina předvede jednu funkční reakci a vysvětlí, kde je prvek umístěn a jak by jeho posunutí změnilo chování zařízení.

Nápady na aktivity

• Stanoviště „doraz“: Na zajištěném podvozku vyzkoušejí žáci tři umístění koncového spínače a zaznamenají, které zastaví pohyb před vyznačenou hranicí zkušební plochy.
• Stanoviště „závora“: Přerušení paprsku rukou nebo kartou má podle zapojení zastavit pohon; při druhém pokusu bez přerušení žáci ověří, zda pohyb pokračuje.

Hodnocení

Žák na sestavě ukáže zapojené čidlo a předvede, že zvolený podnět podle zapojení spustí nebo zastaví pohon.

Ústně pojmenuje čidlo a pohon a uvede, proč je při zkoušce třeba zajistit vodiče mimo dosah pohybujících se kol.

Zdroje

• Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání
• Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
• Otevřená data NPI

Co pro vás ScioBot připraví k tématu Čidlo a spínání pohonu

Interaktivní aktivity, které žáci spustí na tabletu či tabuli, tisknutelné kartičky a hry pro celou třídu – každý formát na téma Čidlo a spínání pohonu jedním klikem.

Základní materiály

• Příprava na hodinu

  Kompletní příprava s cíli, průběhem a aktivitami.

• Pracovní list

  List s úlohami, klíčem a variantou.

• Písemka

  Časovaná písemka s body a variantami.

• Aktivita

  Aktivita do hodiny, kterou žáci hned spustí.

• Prezentace

  Sada slajdů k výkladu a procvičení.

• Kartičky

  Materiál k tisku (kartičky, plakát, pracovní list).

• QR hra

  Interaktivní hra k procvičení tématu.

Interaktivní aktivity 15

• Křížovka s tajenkou

  Legendová křížovka, kde se ve sloupci skrývá tajenka. Skvělá na opakování pojmů.

  10–20 min

• Kartičky

  Sada oboustranných kartiček na učení pojmů a definic. Žáci si je procvičí překlápěním.

  5–20 min

• Pexeso a spojovačka

  Dvojice kartiček s obrázky, pojmy nebo příklady. Spojovačka, pexeso i volné třídění – ideální na slovní zásobu i opakování.

  10–25 min

• Poslechové cvičení

  Vícehlasý dialog s namluvenými hlasy a navázanými otázkami k poslechu.

  5–30 min

• Rozhodovačka

  Rychlé rozhodování mezi možnostmi s okamžitou zpětnou vazbou.

  5–12 min

• Otázky

  Sada otázek s výběrem odpovědí; jedna nebo více správných. Okamžitá sebekontrola.

  5–15 min

• Vpisování

  Žáci dopisují krátké odpovědi a ihned vidí, zda se trefili.

  5–15 min

• Rozřazovačka

  Žáci přetahují kartičky do správných kategorií.

  5–15 min

• Rozbory

  Žák přiřazuje značky k částem věty nebo výrazu — větné členy, slovní druhy, větné rozbory. Sebevyhodnocovací procvičování.

  10–20 min

• Označování

  Žáci označují správná slova přímo v textu.

  5–15 min

• Doplňování textu

  Žáci doplňují chybějící slova přímo do vět nebo krátkého textu.

  5–15 min

• Krok po kroku

  Žáci řadí kroky procesu do správného pořadí.

  5–15 min

• Popis obrázku

  Diagram s očíslovanými špendlíky. Žáci přiřazují popisky k částem obrázku — biologie, zeměpis, anatomie.

  5–15 min

• Přesouvání

  Žáci přetahují kartičky do přesně určených slotů.

  5–15 min

• Čtení s porozuměním

  Žáci čtou krátký text a odpovídají na otázky k jeho obsahu.

  10–25 min

K tisku a rozstříhání 8

• Páry

  Kartičky se dvěma polovinami, které k sobě patří (např. datum–událost). Žáci je vystřihnou a párovají.

  10–20 min

• Výběr z možností (s tajenkou)

  Kartičky s úlohami a třemi možnostmi. Písmena u správných odpovědí složí tajenku — žák si tak řešení zkontroluje sám.

  10–20 min

• Doplňování do vět

  Věty s výběrem ze dvou možností uvnitř — žák zakroužkuje správnou.

  10–20 min

• Hra Riskuj

  Kvízová hra se třemi podtématy a otázkami různé hodnoty — klasický formát Riskuj / Jeopardy.

  15–30 min

• Hra AZ kvíz

  28 otázek na hexagonální hrací pole — cílem je spojit všechny tři strany.

  15–35 min

• Označ správnou možnost

  Kartičky s otázkou a čtyřmi možnostmi — žák označí správnou (např. kolíčkem).

  10–20 min

• Já mám, kdo má …?

  Kartičky s tvrzením a otázkou — žáci je čtou v kruhu a hledají navazující odpověď.

  10–25 min

• Hádej, kdo jsem

  Kartičky s popisem osobnosti, věci nebo zvířete v 1. osobě — žáci tipují, o koho/co jde.

  10–25 min

Hry pro celou třídu 4

• AZ kvíz

  28 otázek na hexagonálním hracím poli — cílem je spojit všechny tři strany. Včetně náhradních ANO/NE otázek.

  15–35 min

• Riskuj

  Klasická hra se 5 kategoriemi a otázkami za 100–500 bodů — týmy soutěží o nejvyšší skóre.

  15–40 min

• Pexeso

  Klasické pexeso s 10 dvojicemi (pojem ↔ popis) — dva týmy se střídají a hledají shody.

  10–25 min

• Šarády

  Šarády se 12 úkoly (mluvení, kreslení, pantomima) — dva týmy hádají, kdo uhodne první, dostane bod.

  15–30 min

Očekávané výstupy