2021_2022

2021/2022

Kurz Programování na Nuselské bude probíhat od 23. září 2021 a volně navazuje na kurz začátečníci. Je určen pro děti druhých až čtvrtých tříd libovolné základní školy s tím, že děti druhých tříd musí mít absolvovaný kurz začátečníci, šikovní jedinci z řad třetích či čtvrtých tříd mohou přijít i bez předchozího vzdělání.

Cílem tohoto kurzu je pokračování v rozvoji systematického myšlení, hlubší poznávání světa informační techniky a osvojení si základů elektrotechniky.

Kurz bude probíhat 1x týdně, každý čtvrtek od 14:05 do 15:05 v počítačové učebně. V případě velkého zájmu je možné otevřít další kurz od 15:10 do 16:10.

V kurzu budeme využívat robůtky Cubetto, Beebot i Ozobot. Později si představíme platformu Micro:bit a s ní zabředneme trochu blíže k elektrotechnice. Kromě těchto se budeme věnovat i práci na PC, kde se budeme učit programovat pomocí vybraných kurzů na code.org, prostředí scratch a dalších. To vše proložíme tvůrčími aktivitami s papírem, kostkami a jinými rekvizitami.

Cílem kurzu není vzdělat hotového programátora, ale rozvíjet logické myšlení, algoritmizaci a jiné vlastnosti, které se dětem budou hodit při studiu jakéhokoliv oboru.

Kurz bude organizován a veden Lukášem Doktorem

1. hodina

• www.code.org
  • speedrun - kurz B 2019
    • všichni se dostali ke konci kapitoly 4
    • nejšikovnější začali kapitolu 5
• Prošli jsme si část z loňského domácího úkolu
  • Trachtenbergova rychlá matematika
  • Césarova šifra

2. hodina

• Seznámení s flashdiskem, připojení k systému, procházení souborů
• Perspektiva, ISO pohled, pohled shora - rozdíly, co jak vypadá, náčrtky na tabuli
  • OpenTTD - ISO pohled, lehčí na výpočet, vzdálené objekty stejně velké
  • Moderní hry - 3D, náročné na výpočet, podobné realitě
• Krita
  • Editor obrázků
  • Otevření souboru grafiky CZTR - autobusy
    • každý autobus je vykreslen na 8 obrázků, z každé strany
    • některé autobusy mají dodatečné 3 - 4 obrázky s otevřenými dveřmi
• Demonstrace upraveného autobusu ve hře OpenTTD

3. hodina

• Krita
  • Open-source polo-profesionální kreslicí software ke stažení zdarma zde
  • Ukázka nástrojů + jejich vlastnosti
  • Vrstvy
  • Malování stromu
• Beebot
  • Pohyb po mapě - vymysli příběh

4. hodina

• OpenTTD
  • Úprava českých grafik CZTR_BUS_SET
    • Autobus se skládá z 8 obrázků
    • Dle orientace se vybere požadovaný obrázek
    • Je možné přidat další obrázky pro nakládání/vykládání
    • Obrázek nemá faktický vztah k okolí (kolize, atributy, návaznost, …), pouze se vykreslí na dané místo
  • Úprava atributů vozidel
    • *.nml soubor obsahuje mapování obrázků, zvuků a atributů vozidel
    • Otevřeme jej v textovém editoru, poté ctrl+f a najít požadované vozidlo
    • Upravíme vlastnosti - speed (rychlost), power (výkon), weight (váha), cargo_capacity (nosnost), …
  • Kompilace nml => grf
    • trvala opravdu hodně dlouho (spouštěno z falshky)
  • Aktivace nových grafik v OpenTTD
  • Spuštění hry a demonstrace nových autobusů

5. hodina

• Programování na papíře
  • Naprogramuj robota “Šéfkuchař 3000” aby ti připravil sandwich
  • Počítač nepřemýšlí, pouze postupuje podle daného programu. Neudělá nic víc, nic míň.
  • Je potřeba přesně definovat co chceme vykonat
  • Čím méně řádků, tím méně chyb (Nejkratší plně validní kód dne: “Otevři balení chleba a vyndej 5 plátků chleba. END”)

6. hodina

• Live For Speed
  • Simulátor závodních aut
  • Zatáčení pomocí myši - velmi jemná a presná koordinace
  • Ukázka fyziky
    • Rozdíl mezi arkádou a simulátorem
    • Zobrazení simulovaných rovnic ovlivňujících pohyb auta - rozložení sil působících na jednotlivá kola
    • Rozdíl mezi povrchy (asfalt, bláto)
    • Úprava nastavení vozu (výška podvozku, tuhost pružin, převodovka, …)
    • • samozřejmě závod o nejlepší čas
• Microbit
  • Připomenutí starého známého mikro-počítače; průzkum pod lupou

7. hodina

• Stavebnice Boffin
  • Úvod do elektroniky pěkné video zde
  • Diskuze nad atomy, elektrony a světě kolem nás
  • Představení stavebnice Boffin a první zapojení

8. hodina

• Stavebnice Boffin
  • Vzhledem ke změně osazenstva opakování minulé hodiny
  • Sériové a paralelní zapojení
  • Použití mechanického voltmetru (včetně různých rozsahů)

9. hodina

• Lehký úvod do elektroniky
  • Vysvětlení pojmu “napětí” pěkné video zde
  • Teslův transformátor
    • malinký transformátor z Aliexpresu
    • sériové zapojení baterií (3x6x1.2V)
    • vytahování oblouku pomocí klíčů
    • přehrávání hudby pomocí jiskření
    • rozsvěcení úsporných žárovek, diod a tlumivek

10. hodina

• Mikuláš
  • Začátečníci připravovali a programovali Mikuláše, anděla a čerty, 50% pokročilých si to též chtělo vyzkoušet
  • Převleky a plán již vytvořen začátečníky, pokročilí pouze programovali Mikuláše (Cubetto) a anděly (Beebot)
  • Integrační test - Mikuláš je pomalejší, než anděl, nutno ošetřit (použití pauz)
• Boffin
  • Vysvětlení pojmu “proud” zde
  • Stavba AM rádia a AM vysílače - bohužel něco selhalo; zapojení vypadalo správně, zvuky se ozývaly, ale rádio ani signál vysílače jsme nenaladili, příště se k tomu vrátíme.

11. hodina

• Boffin
  • Stavba AM rádia a AM vysílače - model z minulé hodiny byl moc potichý, využili jsme projekt 623, který je hlasitější
  • Hrátky s anténou
• RLE kódování
  • Run Length Encoding - kódování černobílého obrázku pomocí specifikace délky současné barvy
  • Pro ozvláštnění jsme využili “diamanty” z “5D diamond painting” a oboustrannou lepicí pásku
  • Grid pro čtvercové kostičky: [pdf, dxf]
  • Výběr několika obrázků: [pdf, odt]

12. hodina

• Micro:bit
  • Propomenutí prostředí makecode
  • Připojení periferií k microbitu pomocí V/V modulu (breakout board) a zapojení diody do nepájivého pole (breadboard)
  • Ovládání pinů pomocí Rozšířené->Piny->zapiš do pinu XXX logickou hodnotu YYY

13. hodina

• Micro:bit
  • Zápis logické hodnoty vs. zápis hodnoty do pinu
  • Demonstrace PWM pomocí osciloskopu ze zvukové karty (WinScope)

14. hodina

• Micro:bit
  • Připojení a ovládání LED diod - had a semafor zde

15. hodina

• Micro:bit
  • Pokusili jsme se projít dokumentem k výstupům, ale moc se nám to nepodařilo
  • Podařilo se nám pouze zapojení, připojení na seriovou konzoli a pozorování různých hodnot přečteného čísla z pinu (0V - 3.2V => 0 - 1024)

16. hodina

• Micro:bit
  • soutěž v ukázkové minimalistické závodní hry Formule1 zde
• Kartonový domeček
  • Následujících několik hodin budeme vytvářet domeček z kartonu a následně jej osadíme zabezpečovacím zařízením
  • Model domečku jsme si dnes načrtli v 3D programu SketchUp
    • Registrace pro osobní použití (pro menší modely) je zdarma
    • 2D nákres vytvoříme pomocí tužky (line); kliknu, myší určím směr (červená, zelená a modrá znamená směr v rámci základních os - pravé úhly); na klávesnici můžeme zadat vzdálenost (např 20 pro 20cm)
    • Pomocí nástroje vytažení (Push/Pull) můžeme vytáhnout plochu do prostoru (3D)
    • Prostředním tlačítkem myši (kolečko) mohu otáčet modelem, kolečkem mohu model oddálit/přiblížit

17. hodina

• Kartonový domeček
  • Výroba domečku dle plánu ve SketchUpu
  • Umístění senzorů a akčních členů

18. hodina

• Kartonový domeček
  • Dodělání stavby
  • Programování jednotlivých komponent (zvonek a zabezpečovačka odzkoušena, dveře čekají na příště)

19. hodina

• Kartonový domeček
  • Programování servo-motorků k ovládání garážových vrat
  • Programování dálkového ovládání k alarmu (ukázkové programy zde)
  • Analyzování problému neustálého alarmu - příliš vysoká citlivost senzoru, nastaveno

20. hodina

• Kartonový domeček
  • Otestování funkčnosti
• Autíčka na ovládání
  • Sestavení autíček Kitronik :move motor (poznámka: na fotografii výše umístily děti micro:bit do slotu obráceně)
  • Programování nejjednodušší varianty dálkového ovládání ukázky zde

21. hodina

• Výuka psaní všemi deseti
  • Využili jsme abandonware Mario Teaches Typing
  • V “Lessons” jsme zvolili Home Row Only (pouze prostřední řádek písmen)
  • Klikli jsme na obrázek 1 se sluníčkem, čímž jsme spustili výuku
  • Využili jsme klávesnice bez popisků (doma můžete zakrýt klávesnici kartonem)
  • Bez dívání nahmatáme ukazováčky výběžky kláves F a J
  • Pozor na G a H, které se píší také ukazováčky, ale je nutný posun prstů
  • Pozor na ;, který bývá na české klávesnici mezi klávesami Escape a Tabulator
  • Snažit se o co nejméně chyb, následně zrychlovat a časem můžeme přidávat ostatní řady písmen.
  • Opakuji, nikdy nekoukat na klávesnici, od kontroly pozice jsou výběžky na klávesách F a J
• Train Simulator
  • Jako odměna pro nejpřesnější pisatele byl úkol rozjet lokomotivu ČD 750 (Brejlovec) s realistickým ovládáním ve hře Train Simulator 2022
  • Postup
    • Zapněte baterie (rozsvítí se kontrolka dobíjení)
    • Navolte světla dle typu vlaku
    • Odemkněte řízení vložením směrové páky
    • Přestavte směrovou páku do polohy D a stiskněte tlačítko START a držte jej po celou dobu mazání do doby, než se rozeběhne motor
    • Odemkněte brzdič BS 2
    • Povolte ruční brzdu po odklopení krytu
    • Zvolte požadovaný směr
    • Zařaďte požadovaný jízdní stupeň volantem jízdního kontrolér
    • Pozor na proudovou ochranu
    • Sledujte trať

22. hodina

• Autíčka na ovládání
  • Teoreticky jsme si prošli co je nutné implementovat na straně autíčka, vysílačky a jaký bude protokol mezi nimi
  • V rámci skupin děti pracovali na jedné či druhé komponentě
  • K inspiraci jsme použili ukázky

23. hodina

• Autíčka na ovládání nápověda
  • Pokračování v tvorbě, dnešní cíl je seznámit se se senzory (vzdálenost) a akčními členy (RGB diody, reproduktor)
  • Jedna skupina se pokoušela propojit starý Joystick jako ovládání
  • Příště budeme pokračovat

24. hodina

• Autíčka na ovládání nápověda
  • Všem se zdárně podařilo dokončit základní ovládání, pročež se uskutečnil závod sestávající se z ukázky “tuningu”, funkčnosti bezpečnostních mechanizmů i jízdy zručnosti

25. hodina

• Nastavování domácího alarmu
  • Ukázka levného alarmu
  • Nastavní pomocí kódů (XX YY ZZ… #)
  • Zajímavá fakta o senzorech (PIR, magnet, …)

26. hodina

• Vnitřek počítače
  • Co je počítač, monitor, …
  • Co je mozkem počítače, pevný disk, operační paměť RAM, grafická karta, čipset, …
  • Co jak na sebe navazuje
  • Rozebrání a složení počítače
  • Spuštění rozloženého počítače, ukázka zahřívání procesoru a tepelné ochrany

27. hodina

• Operační systémy
  • Co je to operační systém
  • Co udělá procesor po spuštění
    • Načte instrukce z dané adresy (BIOS)
    • Inicializuje zařízení a načte startovací sektor z nastaveného média (disk)
    • Pokračuje dle instrukcí operačního systému
  • Co se stane když není žádný operační systém instalován (HALT)
  • Praktická ukázka starých operačních systémů
    • Děti dostaly stejný úkol, nainstalovat si dnes již archaický operační systém a v něm vytvořit dokument s, alespoň jedním, obrázkem. Jak už to tak bývá, nový hardware zaprotestoval a nepovedlo se nám přeinstalovat ani jeden počítač a proto všichni používali pouze DOS.
    • Výtvory: Max, Míša s Tomem, Tonda
    • Návody na instalaci:
      • DOS (1980 - 2006) návod pdf, odt
      • Windows 3.11 (1992 - 2001) návod pdf, odt
      • Windows 95 (1995 - 2000) návod pdf, odt

28. hodina

• Human Resource Machine
  • Malinko jiný styl programování, blíže k Assembleru
  • návod (pdf, odt); diagram procesoru (pdf, odt)

29. hodina

• Processor pod mikroskopem
  • Pro demonstraci zvětšení jsme využili lupu, vlasy a mravence
  • Následně jsme se podívali na processor z Micro:bitu a Arduina, osvětlení shora externě lampičkou + LED svítilnou, procesory předem opilované pilníkem (hrubý, dokud se nezaleskne křemíková vrstva)
  • Podívali jsme se i na různé obrázky procesorů
• Human Resource Machine
  • pokračování
  • návod (pdf, odt); diagram procesoru (pdf, odt)

30. hodina

• Dvojkové vs. desítkové soustavy čísel
  • Nejprve jsme si ukázali rozdíly a důvody, proč je dvojková soustava pro elektroniku výhodnější
  • Následně jsme převáděli čísla a udělali si tabulku s čísli 0-15 ve dvojkové soustavě
  • Nakonec jsme malovali obrázky zadané čísly
  • Vše a ještě něco navíc je popsáno v dokumentu pdf, odt

31. hodina

• Dvojkové vs. desítkové soustavy čísel
  • Počítadlo s 10 vs. 9 kuličkami
    • 100 vs 9999999999
    • sčítání
  • Reprezentace dvojkových hodnot
    • Kladná čísla
    • Záporná čísla
    • Čísla s plovoucí desetinou čárkou
    • Písmena
  • Detaily: pdf, odt
• Taneční podložka
  • StepMania
  • Jelikož jde z pohledu počítače v podstatě o joystick, zkusili jsme i Tux Racer