หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด บทที่ 1 บทนำ สมาชิกชิกลุ่มลุ่ วัตวัถุปถุระสงค์ ความสำ คัญทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทำ ให้มีการพัฒนาคิดค้นสิ่ง อำ นวยความสะดวกสบายต่อการดำ รงชีวิตเป็นอันมาก เทคโนโลยีได้เข้ามาเสริม ปัจจัยพื้นฐานการดำ รงชีวิต จึงกล่าวได้ว่าในชีวิตประจำ วันของมนุษย์เรานั้นจะ ต้องมีการใช้ประโยชน์หรือเกี่ยวข้องสัมพันธ์กับเทคโนโลยีอยู่ตลอดเวลา ดังนั้น คณะผู้จัดทำ จึงทำ โครงการหุ่นยนต์เดินตามเส้นเป็นเลขแปด เพื่อจะได้ ฝึกและเรียนรู้พื้นฐานการเขียน Code เพื่อนำ ไปต่อยอดและพัฒนาการเขียน Code หุ่นยนต์ที่สูงขึ้นต่อไปในอนาคต 1. เพื่อศึกษาการเขียน Code หุ่นยนต์เบื้องต้น 2. เพื่อศึกษาการเขียนโปรแกรม MBlock 3. เพื่อศึกษาและเรียนรู้หลักการทำ งานของหุ่นยนต์ MBot ด.ช.คณาพงษ์ สว่างเมฆ เลขที่ 7 ชั้น ม.3/1 ด.ช.พาณิชย์ดนัย เรืองสุรี เลขที่ 5 ชั้น ม.3/1 ด.ช.สิรา เสนางาม เลขที่ 2 ชั้น ม.3/1 ด.ช.ธีรภัทร ศรีร่มเย็น เลขที่ 3 ชั้น ม.3/1 ที่มาและความสำ คัญ ด.ช.ธนภัทร หิมมะพาน เลขที่ 1 ชั้น ม.3/1
ขอบเขตของการศึกษา นิยนิามศัพท์เฉพาะ 1. Code เป็นรูปแบบการเขียนโปรแกรม 2. MBlock เป็นโปรแกรมที่ใช้ในการเขียน Code 3. MBot เป็นรุ่นของหุ่นยนต์ที่ต้องใช้โปรแกรม MBlock ในการเขียน 1. เนื้อหาทางกลุ่มสาระการเรียนรู้วิชาวิทยาการคำ นวณ เรื่อง Code 2. เนื้อหาทางกลุ่มสาระการเรียนรู้วิชาวิทยาการคำ นวณ เรื่อง การเขียนโปรแกรม MBlock ประโยชน์ที่น์ ที่ คาดว่าว่จะได้รัด้บรั 1. ได้ศึกษาการเขียน Code หุ่นยนต์เบื้องต้น 2. ได้ศึกษาการเขียนโปรแกรม MBlock 3. ได้ศึกษาและเรียนรู้หลักการทำ งานของหุ่นยนต์ MBot ตัวแปร ตัวแปรต้น : การเขียน Code MBot เดินตามเส้นเป็นเลขแปดจากโปรแกรม Mblock ตัวแปรตาม : หุ่นยนต์ฺMbot เดินตามเส้นเป็นเลขแปด ตัวแปรควบคุม : โปรแกรม MBlock , หุ่นยนต์ MBot และเส้นรูปเลขแปด สมมุติฐาน 1. สามารถเขียน Code จากโปรแกรม MBlock ให้หุ่นยนต์เดินตามเส้นเป็นเลขแปด 2. หุ่นยนต์ MBot เดินตามเส้นเป็นเลขแปด หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด
หุ่นยนต์ mBot มีช่องต่ออุปกรณ์ภายนอก (expansion ports) 4 ช่อง สามารถเชื่อม ต่อกับโมดูลควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์ได้มากกว่า 100 ชนิด เด็กๆสามารถใช้ จินตนาการสร้างหุ่นได้หลากหลายรูปแบบจากการใช้ชุดต่อเสริม หรือใช้อุปกรณ์แบบ Maker ที่หาได้ทั่วไปกว่า 500 ชิ้น เค้าจะเรียนรู้หลักการทางอิเล็กทรอนิกส์และกลไก อีกทั้งปูรากฐานสำ หรับการทำ ความเข้าใจหุ่นยนต์ระหว่างการต่อสร้างชิ้นงาน หุ่น ยนต์ mBot สามารถต่อกับชิ้นส่วนของ Lego ที่มีอยู่แล้ว ฉะนั้นผู้เรียนสามารถต่อย อดจินตนาการได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัวิยจัที่เกี่ยวข้อข้ง ในการจัดทำ โครงการหุ่นยนต์เดินตามเส้นเป็นเลขแปด คณะผู้จัดทำ ได้ศึกษา จากเอกสาร หนังสือ และเว็บไซต์ต่างๆ โดยมีเอกสารที่เกี่ยวข้อง ดังต่อไปนี้ 2.1 หุ่นยนต์ MBot 2.2 โปรแกรม MBlock หุ่นหุ่ยนต์ Mbot หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด
โ ป ร แ ก ร ม M Blo c k เ ป็ น เ ค รื่ อ ง มื อ ก า ร ทำ โ ค้ ด ที่ ส า ม า ร ถ เ ชื่ อ ม โ ล ก เ ส มื อ น จ ริ ง กั บ โ ล ก จ ริ ง ไ ด้ ฮ า ร์ ด แ ว ร์ ที่ ใ ช้ ง า น ไ ด้ : HaloCode/Motionblo c k/ C o d e y R o c ky/ N e u r o n / m B o t/ R a n g e r/ mic r o:bit/A r d uin o M e g a 2 5 6 0 / A r d uin o U n o G A ( G e n e r al A v aila bilit y ) m a c O S 1 0.1 0 + / Win 7 o r Win 1 0 ( 6 4 - bit s y s t e m r e c o m m e n d e d ) บ ท ที่ 3 วิ ธี วิ ก ธี า รดำ เ นิ น นิ ง า น 1. ชุ ด หุ่ น ย น ต์ M B o t 2. โ ป ร แ ก ร ม M Blo c k 3. เ ค รื่ อ ง ค อ ม พิ ว เ ต อ ร์ ห รื อ แ ท็ บ เ ล็ ต 4. ผั ง เ ล้ น ท า ง เ ป็ น เ ล ข แ ป ด วั สวั ดุ อุ ป ก ร ณ์ แ ล ะ เ ค รื่ อ รื่ ง มื อ มื 1. เ รี ย น รู้ เ กี่ ย ว โ ป ร แ ก ร ม M B l o c k คื อ อ ะ ไ ร มี ส่ ว น ป ร ะ ก อ บ แ ล ะ ใ ช้ ง า น อ ย่ า ง ไ ร จ า ก ลิ ง ค์ Y o u t u b e ที่ ค รู ส่ ง ใ ห้ h t t p s://y o u t u.b e /W B 7 W g e c k r h M ขั้ น ขั้ ต อ น ก า ร ดำ เ นิ น นิ ง า น หุ่นยนต์เดินตามเส้นเป็นเลขแปด
เริ่มทำ งาน เซนเซอร์ทั้งคู่ตรวจจับเส้นสีดำ เดินไปข้างหน้าด้วย ความเร็ว 100 เปอร์เซ็นต์ฺ เซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีดำ แต่ทางขวาได้สีขวา ให้หุ่นยนต์เลี้ยวซ้ายกลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 10 % ล้อขวาความเร็ว 160 % เซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีขาวแต่ทางขวาได้สีดำ ให้เลี้ยวขวากลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 160 % ล้อขวาความเร็ว 10 % ให้หุ่นยนต์เดินวนซ้ำ เป็นเลขแปด จบการทำ งาน 1.เริ่มทำ งาน 2.เซนเซอร์ทั้งคู่ตรวจจับเส้นสีดำ เดินไปข้างหน้าด้วย ความเร็ว 100 เปอร์เซ็นต์ฺ 3.เซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีดำ แต่ทางขวาได้สีขวา ให้หุ่นยนต์เลี้ยวซ้ายกลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 10 % ล้อขวาความเร็ว 160 % 4.เซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีขาวแต่ทางขวาได้สีดำ ให้เลี้ยวขวากลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 160 % ล้อขวาความเร็ว 10 % 5.ให้หุ่นยนต์เดินวนซ้ำ เป็นเลขแปด 6.จบการทำ งาน ภาษาธรรมชาติ 8 2. ออกแบบขั้นตอนการทำ งานของโปรแกรม 1.START 2.If line follower sensor port 2 detects all being black then move Forward at power 100% 3.If line follower sensor port 2 detects leftside being Black and if line follower sensor port 2 detects rightside being white then left wheel turns at power 10 % right wheel at power 160 % 4.If line follower sensor port 2 detects leftside being white and if line follower sensor port 2 detects rightside being black then left wheel turns at power 160 % right wheel at power 10 % 5.Move forever 6.STOP รหัสจำ ลอง หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด
ผั งผั ง า น S T A R T lin e f o l l o w e r s e n s o r p o r t 2 d e t e c t s a l l b ein g b l a c k lin e f o l l o w e r s e n s o r p o r t 2 d e t e c t s l e f t sid e b ein g B l a c k a n d rig h t sid e b ein g w hit e lin e f o l l o w e r s e n s o r p o r t 2 d e t e c t s l e f t sid e b ein g w hit e a n d rig h t sid e b ein g b l a c k m o v e F o r w a r d 1 0 0 % l e ft w h e e l t u r n s a t p o w e r 1 0 % rig h t w h e e l a t p o w e r 1 6 0 % l e ft w h e e l t u r n s a t p o w e r 1 6 0 % rig h t w h e e l a t p o w e r 1 0 % C h e c k c e n s o r No No No Yes Yes Yes หุ่นยนต์เดินตามเส้นเป็นเลขแปด
3. เขียน Code ด้วยโปรแกรม MBlock 4. นำ Code ที่เขียนจากโปรแกรม MBlock มาทดสอบบนเส้น หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด
5. แก้ไข/พัฒนา Code หุ่นยนต์ให้เดินตาม เส้นให้สมบูรณ์ Code หุ่นยนต์ สมบูรณ์ของกลุ่ม 6. นำ เสนอ Code ที่เขียนจากโปรแกรม MBlock หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด
บทที่ 4 ผลการทดลอง จากการที่สมาชิกในกลุ่มได้ช่วยกันศึกษาวิธีการใช้งานโปรแกรม MBlock ได้ฝึก เขียน Code หุ่นยนต์เบื้องต้นให้สามารถเดินตามเส้นเป็นเลขแปด ผลการทดสอบ Code ของกลุ่มสรุปผลได้ดังนี้ เมื่อเปิดสวิชต์แล้วนำ หุ่นยนต์ไปวางบนเส้น ในเงื่อนไขที่ 1 เมื่อเซนเซอร์ทั้งคู่ตรวจจับเส้นสีดำ หุ่นยนต์จะเดินไปข้างหน้าด้วย ความเร็ว 100 เปอร์เซ็นต์ฺ ในเงื่อนไขที่ 2 เมื่อเซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีดำ แต่ทางขวาได้สีขวา ให้หุ่น ยนต์เลี้ยวซ้ายกลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 10 % ล้อขวาความเร็ว 160 % ในเงื่อนไขที่ 3 เมื่อเซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีขาวแต่ทางขวาได้สีดำ ให้เลี้ยว ขวากลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 160 % ล้อขวาความเร็ว 10 % ในเงื่อนไขที่ 4 ให้หุ่นยนต์สามารถเดินวนซ้ำ เดินตามเส้นเป็นเลขแปด บทที่ 5 สรุปรุอภิปราย และข้อข้เสนอแนะ 5.1 สรุปผลการทดลอง จากการที่สมาชิกในกลุ่มได้ช่วยกันศึกษาวิธีการใช้งานโปรแกรม MBlock ได้ฝึก เขียน Code หุ่นยนต์เบื้องต้นให้สามารถเดินตามเส้นเป็นเลขแปด ผลการทดสอบ Code ของกลุ่มหุ่นยนต์สามารถเดินตามเส้นเป็นเลขแปดได้สำ เร็จ เป็นที่น่าพอใจของ สมาชิกทุกคนในกลุ่ม ดังนี้ 1. สามารถเขียน Code จากโปรแกรม MBlock ให้หุ่นยนต์เดินตามเส้นเป็นเลขแปด 2. หุ่นยนต์ MBot เดินตามเส้นเป็นเลขแปด 5.2 อภิปรายผลการทดลอง เมื่อเปิดสวิชต์แล้วนำ หุ่นยนต์ไปวางบนเส้น ในเงื่อนไขที่ 1 เมื่อเซนเซอร์ทั้งคู่ตรวจจับเส้นสีดำ หุ่นยนต์จะเดินไปข้างหน้าด้วย ความเร็ว 100 เปอร์เซ็นต์ฺ ผลการทดสอบ "ผ่าน" ในเงื่อนไขที่ 2 เมื่อนเซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีดำ แต่ทางขวาได้สีขวา ให้หุ่น ยนต์เลี้ยวซ้ายกลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 10 % ล้อขวาความเร็ว 160 % ผลการทดสอบ "ผ่าน" ในเงื่อนไขที่ 3 เมื่อเซนเซอร์ทางซ้ายตรวจจับได้เส้นสีขาวแต่ทางขวาได้สีดำ ให้เลี้ยว ขวากลับเข้ามาตามเส้น ล้อซ้ายความเร็ว 160 % ล้อขวาความเร็ว 10 % ผลการทดสอบ "ผ่าน" ในเงื่อนไขที่ 4 ให้หุ่นยนต์เดินวนซ้ำ เดินตามเส้นเป็นเลขแปด ผลการทดสอบ "ผ่าน" หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด
5.3 ปัญหาและอุปสรรคในการทดลอง 1. เครื่องคอมพิวเตอร์ของโรงเรียน เน็ตช้า ทำ ให้การแชร์ซอฟต์แวร์ของระบบ เน็ตเวิร์คมีขีดจำ กัด ไม่สามารถติดตั้งโปรแกรม MBlock ลงเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ 2. ระยะเวลาได้ฝึกปฏิบัติใน 1 คาบต่อสัปดาห์น้อย ไม่เพียงพอ 5.4 ประโยชน์ที่ได้รับ 1. ได้ศึกษาการเขียน Code หุ่นยนต์เบื้องต้น 2. ได้ศึกษาการเขียนโปรแกรม MBlock 3. ได้ศึกษาและเรียนรู้หลักการทำ งานของหุ่นยนต์ MBot 4. ได้ฝึกทักษะการทำ งานเป็นกลุ่ม 5.5 ข้อเสนอแนะ 1.คิดค้นการเดินในรูปแบบต่างๆ 2.เรียนรู้การเขียนโปรแกรมให้หลากหลาย 3.นำ ผลงานไปใช้ในการโชว์ได้ หน้าที่สมาชิกในกลุ่ม 1. เด็กชายคณาพงษ์ สว่างเมฆ พิมพ์ข้อความ ร่วมคิดแก้ปัญหา Code 2. เด็กชายพาณิชย์ดนัย เรืองสุรี ร่วมคิดแก้ปัญหา Code เก็บข้อมูล 3. เด็กชายสิรา เสนางาม ออกแบบรูปเล่ม 4. เด็กชายธนภัทร หิมมะพาน ถ่ายภาพ 5. เด็กชายธีรภัทร ศรีร่มเย็น เขียน Code ทดสอบ หุ่ น ย น ต์ เดิ น ต า ม เ ส้ น เ ป็ น เ ล ข แ ป ด