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Rilevatore di caduta

Un rilevatore di caduta ha diverse applicazioni. Ad esempio, è comune che gli anziani cadano, e un rilevatore di caduta potrebbe essere utilizzato per monitorarli e intervenire rapidamente.

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Attività di base; Accelerometro; Valore assoluto; Eventi; Gestione dei parametri.

Sei un professore?

Piano di lezione

Corsi

  • Livelli 3-12
  • Corsi dal 3° anno alla 4° superiore

Materiali

  • Cellulare, tablet o computer
  • Connessione a Internet

Descrizione

In questa attività, gli studenti possono sperimentare in modo introduttivo con Protobject, imparando la programmazione visuale e le scienze informatiche in modo sicuro e divertente con un dispositivo.

Obiettivi educativi

  • Comprendere i concetti di “sennò” (elif) e “piano cartesiano”.
  • Sviluppare un oggetto tecnologico (prototipo) mediante l’uso di un dispositivo.
  • Identificare le relazioni tra la tecnologia e il mondo circostante.
  • Valutare il proprio lavoro e quello degli altri nel lavoro individuale o di gruppo.
  • Conversare e riflettere sulle idee di miglioramento.

Inizio (10 minuti)

Dà il benvenuto agli studenti nella classe e introduce brevemente l’attività del giorno: “oggi impareremo a prototipare un ‘rilevatore di caduta’”.

Inizieremo la lezione fornendo agli studenti conoscenze tecniche per un apprendimento significativo dell’attività pratica.

Per aprire la lezione, possiamo iniziare con una domanda:

Vi ricordate cos’è una condizione in programmazione?

Dai la parola agli studenti per proporre le loro risposte e poi completa con la risposta corretta.

È un modo per dire al computer di fare cose diverse in base a se una cosa è vera o falsa.

Ad esempio, puoi dire al computer di spegnere la luce se è giorno, e se non lo è, di accenderla.

Se avete dubbi, potete consultare le condizioni “se/allora/altrimenti” (if/else) nell’attività 9.

Ma cosa succede se vogliamo aggiungere più di due opzioni?

Lascia del tempo per indagare e proporre risposte. Poi completa:

La struttura “sennò” (elif) è un modo per aggiungere più opzioni a una decisione presa nella struttura “se/allora/altrimenti” (if/else). Puoi pensarci come a scegliere tra percorsi diversi.

Per esempio: immagina di dover dare da mangiare al tuo cane e che a seconda dell’ora del giorno dovrai darli la colazione, il pranzo o la cena.

  • SE è prima delle 9:00 del mattino, ALLORA dovrai dargli la colazione.
  • SENNOSE è tra le 9:00 del mattino e le 6:00 del pomeriggio, ALLORA dovrai dargli il pranzo.
  • ALTRIMENTI se è in un altro momento diverso, ALLORA dovrai dargli la cena.

“Sennò” si usa per scegliere tra diverse opzioni basate su diverse condizioni. Se una condizione è vera, allora il computer farà una cosa. Se un’altra condizione è vera, allora il computer farà un’altra cosa diversa. E così via, seguendo l’ordine in cui lo hai programmato (sequenza).

Infine, per avviare il processo di prototipazione e farli sentire protagonisti del loro apprendimento, chiedi loro:

Volete imparare a prototipare un rilevatore di caduta?

Prima di prototipare, puoi rivedere i contenuti complementari:

Il piano cartesiano è un modo per rappresentare diverse posizioni in uno spazio bidimensionale utilizzando due linee perpendicolari che si intersecano in un punto. Queste linee sono chiamate assi e sono etichettate con le lettere X e Y.

Forse lo hai visto usato per rappresentare 2 valori diversi in un grafico e oggi lo useremo per rappresentare il movimento dall’alto verso il basso, cioè sull’asse Y.

Sviluppo (20-30 minuti)

Colleghiamo il nostro dispositivo alla piattaforma Protobject, per questo esercizio useremo il sensore di movimento SMARTPHONEMOTION e la lampada LAMP.

Ricorda di sperimentare in anticipo da solo prima di chiedere agli studenti di sperimentare con Protobject in questo modo, in modo da poter prevedere le domande che potrebbero sorgere negli studenti.

Per prima cosa programmaremo per dire al nostro monitor che se il movimento sull’asse Y è inferiore a 6, la luce verde si accenderà.

Ripeteremo gli stessi passi per la luce gialla con un movimento inferiore a 20 e quella arancione con un movimento inferiore a 40, per poi terminare con un SISENNOSE che ci indica che se nessuna delle altre opzioni è soddisfatta, la luce rossa si accenderà.

Infine, metteremo il tutto in un ciclo in modo che la condizione si ripeta all’infinito.

Per provare il prototipo, diremo agli studenti di fare clic sul pulsante di attivazione.

Complimenti!

Chiusura (5-10 minuti)

Ora che hai prototipato un rilevatore di caduta con Protobject, sfida i tuoi studenti con una domanda:

  • Cosa succederebbe se cambiamo l’asse Y con l’asse X?

Per risolvere il problema proposto alla fine dell’attività, basta ricordare che il colore è rappresentato con i tre colori primari: Rosso, Verde e Blu. Possiamo utilizzare il valore di ciascun asse dell’accelerometro per controllare ciascun colore primario. In questo modo, se muoviamo il telefono in una direzione, la luce si accenderà nei rispettivi colori.

Controlla la soluzione al desafío.

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Imparare

Ricordi come funziona un accelerometro?

Nella precedente attività abbiamo utilizzato l’accelerometro per rilevare l’inclinazione di un quadro.

L’accelerometro è un sensore che rileva le accelerazioni in tre direzioni: sinistra-destra, avanti-indietro e su-giù. Quando il telefono è fermo, l’accelerometro rileva la forza di gravità.

Se scuoti il telefono, l’accelerometro rileverà cambiamenti di movimento e direzione in cui si muove il telefono. Ciò significa che possiamo utilizzare l’accelerometro per sapere se ci sono variazioni di accelerazione nel telefono e in quale direzione.

Per rilevare le cadute, non è necessario sapere in quale direzione si sta muovendo il telefono. Quello che conta è la variazione nell’accelerazione del telefono.

Quando il telefono si muove improvvisamente, come quando cade a terra, c’è un forte cambiamento nell’accelerazione. È questo brusco cambiamento nell’accelerazione che ci indica che il telefono è caduto.

Per calcolare l’accelerazione generale del telefono, prendiamo il valore assoluto dell’accelerazione in ciascuna direzione e li sommiamo insieme. In questo modo, non importa in quale direzione cada il telefono, importa solo che cada.

Al lavoro!

All’inizio del processo, verrà effettuata la somma dei valori assoluti degli assi X, Y e Z. Protobject lo fa automaticamente attraverso la variabile ‘movimentoGenerale’. Successivamente, stabiliremo una soglia di rilevamento per determinare se il dispositivo ha subito una caduta. Per farlo, abbiamo stabilito che se l’accelerazione totale derivante dai tre assi supera 150, verrà attivato un suono predefinito. La selezione di questo suono può essere effettuata tramite un link di YouTube.

Costruire

Creeremo un prototipo per rilevare le cadute.

Il primo passo è aggiungere due dispositivi che ci permettano (1) di rilevare i movimenti dello smartphone e (2) di riprodurre suoni.

1

Premi su Aggiungi dispositivo e seleziona Movimento

2

Premi su DispositiviAggiungi dispositivo e seleziona RiproduttoreSuoni

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Suggerimento: In Protobject, puoi aggiungere più componenti nello stesso smartphone premendo il pulsante SCAN quante volte desideri.

Siamo pronti per iniziare il prototipaggio!

Composizione del codice

Fai clic su icona del cerchio con il punto interrogativo per aprire i commenti che spiegano il codice.

Nota: Questo codice utilizza la variabile ‘movimentoGenerale’, che automaticamente somma i valori assoluti degli assi X, Y e Z. Prova a modificare il codice per effettuare questa somma manualmente, attraverso il codice, anziché utilizzare la variabile ‘movimentoGenerale’.

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Riflettere

Ora che hai creato un sensore di caduta con Protobject

Quanto affidabile pensi che sia questo dispositivo?
Lo utilizzeresti in una situazione reale?

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Sfida: Crea una luce che cambia colore in base alle accelerazioni del telefono.

Suggerimento: Ogni colore primario deve ricevere i valori dai 3 diversi assi dell’accelerometro (X, Y e Z). Utilizza un evento per rilevare i cambiamenti nell’accelerometro.

Nella prossima attività creeremo un visualizzatore di rumore!