栃木市レッスン風景【自動ドア】自動ドアってどんな仕組み?!モーションセンサーを使用して自動化してみよう!

本日は栃木市ベースに新しい生徒さんがご入会されました。
無料体験ではマイクラを行ったので、LEGOの授業は今回が初めてです。しかし、お家でもレゴは沢山触って遊んでいる様子。一緒に行う生徒さんも基本的なwedo2.0カリキュラムは進めてしまっているので、今日はLEGO Wedo2.0を使った『自動ドア』を作ってみました。
「自動ドアってどんなところにあるか知ってる?」と聞くと、「ロボテックの入り口にもあったよ!」と元気よく答えてくれました。自動ドアの仕組みを考えつつ、今回はモーションセンサーを取り付けて、自動で扉が開閉するための組み立てとプログラミングを学んでいきました。

組立図を元に組み立ててみよう

初めての生徒、T君にはタブレットにある組立図の見方から説明しました。必要なパーツを把握したら、セットの箱の中から探してみよう!すると・・・
「このパーツ、うちにもあるよ!」「これは〇〇を組み立てるときに使ったことがあるよ!」と教えてくれました。
さすが、お家で日頃からLEGOを触っているおかげか、パーツを探すのも組み立てもとっても早い!
組立図の見方もすぐに理解して、立体的にイメージしながら適切な場所へパーツを当てはめていってくれました。

一緒に授業を行っているS君は年長さん。
自動ドアは複数のギアをきちんと嚙合わせることで正確に動きます。このギアとギアのかみ合わせがちょっぴり難しいのですが、先に自動ドアを完成させたT君が「手伝ってあげるよ~」と声をかけてくれました!
S君も「ありがとう!」といって、講師を頼らずに、2人で協力して進めてくれました!素晴らしいですね!

また、カリキュラムを元にTくんにはギアの名前も覚えてもらえるように記入してもらいました。今回の自動ドアに使用するギアは【ベベルギア】と【ダブルベベルギア】です。2つのギアを直角に嚙合わせることで歯車が機能します。
組み立てながら2人で声に出しながら楽しそうにこのギアの音の響きを楽しんでいました♪
「だぶるべべるぎあ!だぶるべべるぎあ!!♬」

プログラムを組み立てよう

自動ドアが完成したら、プログラムで動かしましょう。
まずは、ドアが『開く』『閉じる』の動きを別々に作ってみます。

初めてのT君にはwedo2.0のプログラムブロックの意味を教えながら組み立ててもらいました。
緑のブロックにはモーターのイラストが描いてあるのでモーターを動かすときのプログラムです。さらに、メーターのイラストや砂時計のイラスト、矢印のイラストが描かれています。
何となく働きが分かるかな?

モーターのパワーと回転方向、時間を設定していざ!動かしてみます。

プログラムを実行して・・・
扉が開いた!

プログラムを実行したら、扉が開きました!!いい感じ!
しかし、そのまま扉が外れてしまいました・・・。ここから少し調整をしてみましょう。
扉が外れないようにするには、プログラムの何を調整するといいかな?

1つは時間です。
モーターが動く時間を調整します。
もう1つはスピードです。
同じ時間でもモーターの回転が速ければ開ききるし、遅ければ開ききらないことになります。

とはいえ、普段自分たちが利用する自動ドアが、ガシャーン!ガシャーーーーン!と勢いよく開け閉めしてたら怖くて入れませんよね・・・。
色々考えた結果、時間で調整してみることにしました。

『自動』で開閉するシステムを作ろう

さあ、ここから本番ですよ。
今までのプログラムではある意味『手動』です。本物の自動ドアの様に、扉の前に人が来たら自動で扉が開くようにしてみましょう。

ここで必要なのは『モーションセンサー』です。

*モーションセンサーとは?

モーションセンサーとは、物体との距離を検知するセンサーです。
センサーに物体が近づいたり、離れたり、横切ったりすることを検知することが出来ます。

生徒たちにまず考えてもらったのは、そのセンサーを『どこに・どの向きに』付けるか?という事です。
ここには組立図はありません。

扉の前に人(今回はフィグ/人形)が近づいたら、センサーが見つけられる位置に、各々考えて取り付けてもらいました。
年長のS君には講師からヒントとしてこんなパーツを使ってみるといいかもね?とヒントを出しました。

T君はパーツに詳しいので最初は頑張って自分で考えてもらいましたが、すでに仲良しの2人ですのでS君がこっそり「これ使ってみたら?」「なるほど!ありがとう!やってみる!」とお互い情報交換(笑)
いい感じでセンサーを取り付けることが出来ました。

しかし、これだけでは自動で空きません。プログラムも修正しましょう!
ポイントは、【センサーに物体が近づくまで待つ】という条件を加えることですね。

閉まるときはセンサーの向きに人形はいない(扉の向こうにいる)ので時間で閉まるようにしてもらいました。そして、それを繰り返します。

自動ドアの完成!

なかなかセンサーの前に人形を通らせることが難しかったようで苦戦していましたが、上手に動かすことが出来たと思います!一通り完成したうえでT君が気になっていたのは扉が外れやすいことです。
時間やスピード、ギアのかみ合わせを何度も何度も調整して根気よく修正をしてくれました!すごい!もっともっと時間があれば、ブロックを取り付けたりしてより強度を高めることも出来ますが、時間の関係で今日はここまででした・・・。

とっても頑張って集中して取り組んでくれました!
また次回は別の物を組み立てますので、楽しみにしていてくださいね♪

本日もよく頑張りました☆彡

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