SW교육 교원 역량 강화 - 똑똑한 선풍기

똑똑한 선풍기

7. 에너지를 절약하는 똑똑한 선풍기

가. 활동 개요

1) 활동명 : 에너지를 절약하는 똑똑한 선풍기

2) 학습개념

순차, 반복, 선택 구조
신호개념

3) 활동 안내

본 활동에서는 스마트 선풍기를 만들면서 ‘순차, 반복, 선택’구조와 오브젝트간 상호작용을 할 수 있는 ‘신호’의 개념에 대해 학습합니다.
본 활동은 학생들이 문제 상황을 보고 문제를 인식하고 문제해결방법을 탐색한 다음, 알고리즘을 만들고 프로그램을 직접 만드는 방식으로 진행됩니다.

4) 프로그램 개요

스마트 선풍기

사람의 움직임을 계속해서 감지합니다.
감지범위에 사람이 있는 경우 선풍기가 돌아가고 그렇지 않으면 멈춥니다.
사람은 교실에서 나갔다 들어왔다가를 반복합니다.

실습 예제 주소: https://goo.gl/7yYt94
완성 예제 주소: https://goo.gl/BtGW9Y

나. 활동하기

1) 문제 인식 및 분석하기

다음 그림을 보고 해결해야할 문제가 무엇인지 생각해 봅시다.

문제 상황 및 문제 인식

우리 반의 문제점은 무엇인가요

( ) 시간에 ( ) 은 없는데 ( ) 가 커져 있어요.

우리 반의 문제점을 해결할 수 있는 방법은 무엇일까요?

( ) 없을 때 ( ) 가 ( ) 으로 ( ) 는 프로그램을 만든다.

2) 탐색하기

선풍기를 자동으로 꺼지게 하는 방법은 무엇이 있을까요?

( )
( )
( )

일상 생활에서 사람의 움직임을 감지하여 자동으로 작동되는 물건을 찾아보고 어떻게 동작하는지 써 봅시다.

자동문: 사람이 가까이 가면 문이 열리고, 사람이 멀어지면 문이 닫힌다.
( )
( )

위에서 찾은 물건들의 공통점은 무엇인지 적어 봅시다.

( )
( )

자동으로 작동하는 물건과 특징: https://goo.gl/7XBvk4

사람이 없을 때 자동으로 선풍기를 꺼지게 할 수 있는 방법을 써 봅시다.

사람의 움직임을 감지하기 위해서 사용하는 장치를 센서라고 합니다.
센서는 사람의 움직임뿐 아니라 온도, 습도, 바람 등 다양한 상황을 컴퓨터에게 알려주는 역할을 합니다.

3) 알고리즘 설계하기

사람이 없을 때 자동으로 꺼지는 선풍기를 제작하기 위해 필요한 준비물과 그 역할을 알아봅시다.

사람 (감지 대상)

나는 교실에서 나갔다가 다시 들어오는 것을 4회 반복할 거야. 교실 안, 교실 밖에서 4초씩 머물러 있을 거야.
나갈 때는 왼쪽 방향으로 ‘-300’만큼 나가려고 해. 화면에서 교실 밖으로 나가려면 300 정도는 움직여야 하거든.
위, 아래로는 움직이지 않기 위해서 y좌표는 그대로 둘거야.

감지 센서 범위 (감지기)

‘시작’이 되면 나는 ‘계속해서(반복)’ 움직임을 확인할 거야. 사람이 있는지 없는지 확인하는 것이지.
만약 사람의 움직임을 감지하면 나는 ‘움직임 있음’이라고 신호를 보낼 거야. 반대로 그 사람이 감지되지 않으면 ‘움직임 없음’이라고 신호를 보낼 거야.
보낸 신호는 선풍기가 받아야 하고, 어떤 신호든 계속 보낼 거야.

(선풍기)

나는 감지 센서 범위(감지기)가 보내온 신호를 받아서 작동할 거야.
'움직임 있음' 신호를 받으면 작동하고, '움직임 없음' 신호를 받으면 작동을 멈출 거야.
계속 움직이는 것처럼 보이기 위해서 '2초 동안 45도씩' 회전할 거야.

(알고리즘 설계를 위한 준비)

스마트 선풍기 : https://goo.gl/p5EZZe

4) 알고리즘 정리하기

각 오브젝트의 역할을 바탕으로 알고리즘 순서를 완성하여 봅시다.
위 알고리즘 순서도에서 반복적으로 확인해야 하는 부분이 있다면 네모로 묶어서 표시해 봅시다.
알고리즘 순서도를 바탕으로 각 준비물의 알고리즘을 완성해 봅시다.

5) 프로그래밍하기

프로그램 작성에 필요한 예제 파일을 불러 옵니다.

실습 예제 주소: https://goo.gl/7yYt94
‘코드보기’를 눌러 샘플 예제를 편집할 수 있는 화면으로 넘어 갑니다.
사람이 교실 밖으로 나갔다가 들어오는 상황을 만들기 위해 ‘사람’ 오브젝트에 이동하기 명령어 블록과 반복하기 명령어 블록을 사용하여 다음과 같이 코드를 작성합니다.
교실에 사람이 있는지 없는지 확인하고, ‘선풍기’ 오브젝트에 신호를 보내기 위해 ‘감지 센서 범위’오브젝트에 선택 명령, 신호 보내기 명령 블록을 이용하여 다음과 같이 코드를 작성합니다. 교실에 사람이 있는지 없는지는 계속 확인을 하여야 하므로 꼭 반복명령 블록을 같이 사용 하도록 합니다.
‘감지 센서 범위’ 오브젝트로부터 신호를 받아 ‘선풍기’ 오브젝트가 움직이거나 정지하기 위해 신호를 받았을 때 명령어 블록과 회전하기, 정지하기 명령어 블록을 이용하여 다음과 같이 코드를 작성합니다.
완성 예제 주소: https://goo.gl/BtGW9Y

신호 추가 (사전 작업)

'속성' 탭 클릭

'움직임있음', '움직임없음' 신호 추가

오브젝트끼리 신호를 주고받기 위해서는 먼저 '신호'를 추가해줘야 합니다.
'속성' 탭을 클릭합니다.
'+신호 추가'를 클릭하여 '움직임있음'과 '움직임없음' 신호를 추가해 줍니다.

사람 (감지 대상)

시작하면 나갔다가 들어왔다가를 4번 반복합니다.
2초동안 밖으로 나가기 위해 '-300, -70' 좌표로 이동합니다.
1초 기다린 후 2초동안 교실로 들어오기 위해 '-70,-70'좌표로 이동합니다.
1초동안 기다렸다가 다시 밖으로 나갑니다.
수평으로 움직이기 위해 Y좌표는 바꾸지 않습니다.

감지 센서 범위 (감지기)

끝날 때까지 감지를 계속해서 합니다.
만일 '감지 범위'에 '감지대상(사람)' 닿으면 '움직임있음' 신호를, 그렇지 않으면 '움직임없음' 신호를 보냅니다.
'신호 보내기'는 '시작' 모음에 있습니다.

선풍기

'움직임있음' 신호를 받았을 때와 '움직임없음' 신호를 받았을 때 각각 코드를 다르게 작성합니다.
'신호를 받았을 때'는 '시작' 모음에 있습니다.
'움직임있음' 신호를 받으면 소리를 재생하면서 2초동안 45도만큰 회전하기를 반복하여 선풍기가 돌아가게 합니다.
'움직임없음' 신호를 받으면 '자신의 코드멈추기' 블럭으로 동작을 멈추게 합니다.

6) 더 나아가기(심화, 선택)

사람의 움직임이 자연스럽게 움직이는 방향을 바라보도록 수정해 봅시다.
사람의 움직임이 감지된 경우 감지기가 다른 모양으로 바뀌도록 수정해 봅시다.
버튼으로 선풍기를 끌 수 있게 수정하여 봅시다.
전등과 문 위에 센서를 추가하여 사람이 문을 통과해서 들어오면 전등이 켜지고, 문을 나가면 전등이 꺼지도록 수정하여 봅시다.

사람이 움직이는 방향을 자연스럽게 하려면 '사람' 오브젝트의 '회전 방식'을 변경해줘야 합니다.

출처: 경기도교육청 SW교육 초등교원 역략강화 연수안(15차시)

Created by JP Park, http://www.smart89.com

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