Costruisci un Rilevatore di Cadute

Corsi

• Classi 3-12

Materiali

• Cellulare, tablet o computer
• Connessione a Internet

Obiettivi Educativi

• Comprendere i concetti di “se-altrimenti” e il “piano cartesiano”.
• Creare un oggetto tecnologico (prototipo) utilizzando un dispositivo.
• Identificare le relazioni tra la tecnologia e il mondo circostante.
• Valutare il proprio lavoro e quello degli altri.
• Partecipare a dialoghi e riflessioni su idee di miglioramento.

Inizio (10 minuti) - La Fisica di una Caduta

1. Dai il benvenuto agli studenti e presenta l’attività del giorno: “Oggi impareremo a prototipare un ‘rilevatore di cadute’ con i nostri telefoni.”
2. Inizia chiedendo alla classe: “Come fanno gli smartwatch o i telefoni a sapere a volte se una persona è caduta?” Guida la discussione verso l’idea di rilevare un movimento improvviso.
3. Spiega che l’accelerometro del telefono è la chiave. Introduci la sfida principale: una caduta può avvenire in qualsiasi direzione, quindi come può il nostro programma rilevare la magnitudo complessiva del movimento? Questo porta perfettamente al concetto di combinare gli assi X, Y e Z per ottenere un valore di movimento totale.

Come fa il telefono a rilevare una caduta?

L’accelerometro del tuo telefono è un potente sensore di movimento. Misura costantemente l’accelerazione in tre direzioni o “assi”: sinistra-destra (asse X), avanti-indietro (asse Y) e su-giù (asse Z). Quando un telefono viene lasciato cadere, subisce un cambiamento brusco e improvviso di accelerazione. Per rilevare una caduta, non ci interessa la direzione della caduta, ma solo che sia stato un colpo potente. Per misurare questo colpo totale, possiamo prendere il valore assoluto (la versione positiva del numero) del movimento su ciascun asse e sommarli. Questo ci dà un singolo numero che rappresenta la magnitudo totale del movimento.

Mettiamoci al lavoro!

Protobject semplifica questo processo per noi con la variabile movimentoGenerale. Questa variabile speciale fa automaticamente i calcoli per noi: somma i valori assoluti degli assi X, Y e Z in tempo reale. Tutto ciò che dobbiamo fare è impostare una soglia. Diremo al nostro programma: SE il valore di movimentoGenerale supera un certo numero (come 150), significa che si è verificato un colpo secco e dovremmo attivare un suono di allarme.

Sviluppo (20-30 minuti) - Costruzione del Rilevatore

1. Ora che gli studenti comprendono la logica della misurazione del movimento totale, è tempo di costruire il rilevatore di cadute.
2. Guidali attraverso le istruzioni per creare il prototipo e programmare la logica di rilevamento, come dettagliato nella sezione pratica qui sotto. Sottolinea come l’istruzione ‘SE’ viene utilizzata per verificare se il movimento totale supera una certa soglia.
3. Fai testare ai studenti i loro prototipi scuotendo attentamente ma rapidamente il dispositivo, o lasciandolo cadere da una distanza molto breve su una superficie morbida come un libro o un cuscino.

Chiusura (5-10 minuti) - Affidabilità nel Mondo Reale

1. Una volta che i rilevatori di cadute funzionano, è tempo di pensare alle implicazioni e alle sfide del mondo reale di un tale dispositivo.
2. Usa la sezione finale per guidare una discussione critica sull’affidabilità del loro rilevatore di cadute. Questo li incoraggia a pensare come ingegneri ai falsi positivi e a migliorare i loro progetti.

Rifletti

Hai costruito un dispositivo con applicazioni nel mondo reale. Ora, pensiamo come ingegneri.

• Quanto pensi sia affidabile questo rilevatore di cadute? Un falso allarme potrebbe essere attivato semplicemente correndo, saltando o appoggiando il telefono troppo forte?
• Ti fideresti di usarlo in una situazione reale per una persona anziana? Quali miglioramenti dovresti apportare prima?