Smart Home z robotem Photon – zdalne dźwięki audio i włamywacze

SCENARIUSZ JEST KONTYNUACJĄ ZAJĘĆ Z CYKLU "SMART HOME Z ROBOTEM PHOTON". PIERWSZY SCENARIUSZ Z TEGO CYKLU (ZDALNE STEROWANIE OŚWIETLENIEM BUDYNKU) DOSTĘPNY JEST TUTAJ: https://portal.photon.education/pl/scenariusz/75-smart-home-z-robotem-photon-%E2%80%93-zdalne-sterowanie-o%C5%9Bwietleniem-budynku 

Przygotowanie do lekcji

Szczegółowy opis przygotowania do lekcji znajduje się w scenariuszu: https://portal.photon.education/pl/scenariusz/75-smart-home-z-robotem-photon-%E2%80%93-zdalne-sterowanie-o%C5%9Bwietleniem-budynku.

Przebieg zajęć:

1. Rozpoczęcie

• Nauczyciel wita się z uczniami, sprawdza jakość połączenia – mikrofon, głośnik. Przypomina podstawowe zasady uczestnictwa w zajęciach online.
• Dobrze jest przypomnieć o możliwości zgłaszania się w aplikacji MS Teams.
• Warto też wspomnieć, że w zespole pojawiło się dodatkowe konto, które będzie wykorzystane jako narzędzie dodatkowe podczas pracy. Konto to przesyła jedynie obraz wideo.

2. Rozgrzewka

• Nauczyciel przesyła uczniom link do wirtualnej gry SUDOKU, która wprowadza w tematykę lekcji. Na jej podstawie nauczyciel prosi uczniów, by zgadli, jak przedstawione grafiki łączą się z robotem Photon.
  Link: http://bit.ly/Smart_Home_audio_prezentacja (slajd 2)
• Uczniowie mogą rozwiązywać zadania na własnych komputerach, nauczyciel natomiast może udostępnić ekran swojego komputera, by uczniowie, korzystając ze współrzędnych rozwiązali zadania wspólnie.
• Uczniowie powinni zauważyć dwie zależności: 
  • głośnik – wydawanie dźwięków przez robota
  • czujnik dźwięku – reakcja na hałas/brak hałasu.

3. Inteligentny dom - zalety

• Jeżeli jest to kolejna lekcja omawiająca to zagadnienie, można to pytanie pominąć.
• Zamiast tego warto przypomnieć jakie elementy, wyzwania dotyczące tego tematu pojawiły się podczas poprzednich lekcji.

4. Elementy inteligentnego domu - dźwięk

• Nauczyciel proponuje uczniom, by zastanowili się, w jaki sposób system audio (na razie tylko głośniki) znajdujące się w inteligentnym domu mogłyby okazać się przydatne.
• Uczniowie mogą pracować w grupach, mogą też wspólnie zapisać swoje pomysły za pomocą tablicy interaktywnej (np. https://explaineverything.com/).
• Dobrze nakierować uczniów tak, by pojawiły się propozycje: 
  • pozostawienia informacji dla rodziny (np. kiedy dziecko otworzy drzwi, z głośnika pojawia się nagrana informacja od mamy „wyszłam na zakupy, będę za chwilę”)
  • informacji o sytuacji awaryjnej – np. wysoka zawartość tlenku węgla w powietrzu – otwórz okno
  • zdalnego uruchomienia muzyki (a dlaczego nie? 😊)

5. Smart Home w praktyce – odtwarzanie sygnałów, nagrywanie wiadomości (Photon Joystick)

• Nauczyciel uruchamia aplikacje Photon Magic Bridge i łączy się za jej pośrednictwem z robotem Photon. Następnie wewnątrz aplikacji uruchamia interfejs Joystick.
• Dalej przechodzi do platformy MS Teams i udostępnia swój ekran z uruchomioną aplikacją Photon Magic Bridge: Interfejs Joystick.
• Następnie przypomina uczniom zasadę pracy zdalnej z robotem Photon:
  uczniowie mają do dyspozycji dwa konta:
  a)  jedno, w którym będą ze swoich komputerów zdalnie sterować robotem. Aby uzyskać taką możliwość muszą jako operatorzy poprosić nauczyciela o zdalny dostęp do robota (polecenie MS Teams: "Przekaż Kontrolę").
  b) drugie, które przekazuje obraz z otoczenia robota.
• Uczniowie korzystając z możliwości przekazania kontroli nad ekranem wybierają kilka dźwięków, które programują z własnych komputerów (a które są odtwarzane w domu nauczyciela). Uczniowie, słyszą we własnych głośnikach dźwięki odtwarzane w domu nauczyciela poprzez jego mikrofon.
• Nauczyciel może też poprosić uczniów, by sterowali robotem w taki sposób, by ten dotarł do przeszkody/ściany i dopiero wtedy wydał konkretny dźwięk/zmienił kolor oczu i czułek.

6. Smart Home w praktyce –  czujnik dźwięku  (Photon Blocks)

• Nauczyciel wyjaśnia uczniom, że kolejnym elementem inteligentnego domu, który teraz zaprogramujemy, będzie wykorzystanie czujnika dźwięku – jako nasłuchu i alarmu podczas naszej nieobecności.
• Chcemy, by w momencie kiedy w domu zrobi się głośno, sterownik (robot) zareagował, włączając sygnał alarmowy. 
• Głównym sterownikiem w domu i jednocześnie czujnikiem dźwięku jest robot Photon.  
• Nauczyciel najpierw wspólnie z uczniami tworzy z rozsypanki wyrazowej instrukcję dla robota w formie słownej (Genial.ly – slajd nr 3).
• Warto zapytać, dlaczego alarm ma się powtarzać do momentu jego wyłączenia (po uruchomieniu alarm powinien być świadomie wyłączony, by poinformować użytkownika o zdarzeniu).
• Następnie uczniowie tworzą program w aplikacji Genial.ly, równocześnie, jeden z uczniów, któremu nauczyciel przekazał kontrolę, tworzy program w interfejsie Photon Blocks (Genial.ly, slajd nr 4).
• Jako, że nauczyciel znajduje się w okolicy robota – to on musi klasnąć w dłonie, by robot zareagował na hałas.
• Uczniowie za pomocą kamery obserwują zachowanie robota. 
• Nauczyciel może też prosić, by uczniowie, po uruchomieniu programu, odczekali trzy sekundy i krzyknęli wspólnie jedno hasło, np. „Bu!” (czujnik robota zareaguje wtedy na dźwięk odtworzony z głośnika).
• Nauczyciel wskazuje różnicę pomiędzy poprzednim działaniem i obecnym ćwiczeniem. W poprzednim działaniu sygnał, na który reaguje robot, znajdował się w bezpośredniom otoczeniu. Teraz natomiast dźwięk jest transmitowany zdalnie – ze znacznie większej odległości (z domu uczniów). 

7. Smart Home w praktyce – czujnik dźwięku  (Scratch)

• Nauczyciel prosi uczniów, by podobny program stworzyli w aplikacji Scratch – dodając jednak kolejny ważny element. Po włączeniu alarmu, robot informuje nas o tym za pomocą informacji na ekranie programu (scena w Scratchu).
• Jeżeli to pierwsza lekcja z programem Scratch z wykorzystaniem robota Photon, warto najpierw wprowadzić pojęcie sceny i duszka oraz możliwości ich zmiany. 
• Jeżeli nie jest to pierwsza lekcja, uczniowie na bazie utworzonego w interfejsie Photon Blocks programu, nie powinni mieć problemu ze stworzeniem programu również tutaj. 
• Warto podpowiedzieć uczniom, by:

1. 1. Najpierw usunęli duszka.
   2. Załadowali nowego duszka – robot z zielonymi czułkami (prawy dolny róg -> wybierz duszka-> wczytaj duszka).
   3. Weszli w zakładkę kostiumy (obok „Skrypt"), Wybierz kostium (lewy dolny róg) -> Prześlij kostium (robot z czerwonymi czułkami).
   4. W kostiumach zaznaczyli zielonego duszka jako pierwszego w użyciu.

• Uczniowie tworzą program w aplikacji Genial.ly (slajd nr 5), równocześnie jedna osoba tworzy program w interfejsie Scratch.
• Po napisaniu programu, uczeń uruchamia go, a grupa korzystając z dwóch kont (kamera i udostępniony ekran Scratch – zmiana kostiumu) obserwuje zachowanie robota.
• Nauczyciel po uruchomieniu robota, powinien wydać „dźwięk” by uruchomić program. 
• Uczniowie wraz z nauczycielem sprawdzają poprawność wykonanego programu.
• Nauczyciel może też zaproponować, by uczniowie wykonali kilka podobnych programów (zmiana duszka, „powiedz”).

8. Podsumowanie zajęć

• W ramach podsumowania zajęć dobrze, by nauczyciel zapytał uczniów raz jeszcze o zalety instalacji typu inteligentny dom oraz możliwości jakie można uzyskać z podłączonego systemu audio.
• Jeżeli planowana jest kolejna lekcja z serii Smart Home z wykorzystaniem robota Photon, dobrze jest ją zapowiedzieć, mówiąc np. „Następnym razem zastanowimy się, jak czujnik podczerwieni może być pomocny w organizacji oprogramowania inteligentnego domu. 

Jako kontynuację zajęć warto zrealizować scenariusz "Smart Home z robotem Photon – czujnik podczerwieni":  https://portal.photon.education/pl/scenariusz/97-smart-home-z-robotem-photon-%E2%80%93-czujnik-podczerwieni.