Creare il nucleo e una colonnina del rosone attraverso la rotazione

Nella precedente lezione hai elaborato una bozza di algoritmo per la base. In questa lezione inizierai a trasformare l’algoritmo in istruzioni concrete per Codeblocks.

La parte centrale del rosone

Inizia con la parte centrale del rosone, quella che comprende il nucleo e le colonnine.

Per comodità, costruirai il rosone come se la facciata fosse appoggiata sul piano di lavoro:

Inserisci le istruzioni per creare il nucleo. Vai sulla Libreria Blocchi e seleziona l’istruzione che permette la creazione di un cilindro. L’istruzione si trova nella categoria Forme, ed è rappresentata da questo blocco:

Il cilindro del nucleo ha le seguenti misure: 

• diametro 30 mm (quindi raggio = 15 mm)
• altezza 6 mm

Clicca sulla freccia bianca per accedere alle opzioni delle misure ed inserisci questi dati. Adesso posiziona il blocco per inserire una colonnina.

Il cilindro della colonna ha le seguenti misure:

• altezza 22 mm  
• raggio 2 mm (in quanto hai stabilito che il diametro è di 4 mm)

 I due blocchi di istruzioni saranno quindi:

Dopo aver generato l’Anteprima 3D, troverai una schermata come questa:

Rotazione di un solido con Codeblocks

Per posizionare la colonnina “distesa” sul piano di lavoro, hai bisogno di un’istruzione per ruotare un solido. Vai sulla Libreria Blocchi e seleziona l’istruzione “ruota”. L’istruzione è sotto la categoria Modifica, ed è rappresentata da questo blocco:

Aggancia il blocco sotto l’istruzione che crea il cilindro della colonnina, in modo che possa applicarsi a quest’ultima. Il blocco della rotazione presenta 3 variabili personalizzabili. Da sinistra a destra hai:

1. l’asse di rotazione, per stabilire attorno a quale asse il solido dovrà ruotare;
2. i gradi di rotazione, per ammontare di quanto dovrà ruotare;
3. il punto di rotazione (perno), per definire il punto centrale attorno a cui ruoterà il solido.

Codeblocks propone una rotazione di 90° sull’asse x come variabile di default. Il perno, se lasciato vuoto, diventa il centro dello stesso solido. Fai qualche prova: cambia gli assi di rotazione e guarda cosa accade.

Come avrai notato, per il rosone puoi inserire come asse di rotazione la X o la Y. Imposta l’asse Y. Il resto delle lezioni su questo rosone terrà conto della rotazione attorno alla Y, ma è corretta anche una procedura che lo faccia ruotare attorno all’asse X.

Ti trovi a questo punto:

Ora hai bisogno di spostare la colonnina verso l’esterno, per portarla fuori dal nucleo del rosone. Inserisci un blocco spostamento. Prendi in considerazione l’asse rosso (quello delle x). 

A quanto deve ammontare lo spostamento?

Da cosa derivano i 26mm?

• Il raggio del nucleo è di 15 mm, quindi sicuramente la colonnina deve spostarsi di quello spazio per andare verso l’esterno.
• Inoltre, poiché la rotazione è avvenuta attorno alla metà dell’oggetto, hai bisogno di aggiungere anche la metà dell’altezza della colonnina che, dopo la rotazione, rappresenta la lunghezza della colonnina sull’asse x quindi 22/2=11.

Raggio nucleo + Altezza colonnina/2= 15 + 11 = 26 mm

Fai anche tu qualche prova con valori diversi dello spostamento sulla x e nota la differenza! Se inizialmente gli alunni non hanno abbastanza competenze per arrivare subito al risultato, possono fare alcuni tentativi per poi dedurre lo spostamento corretto. Con Anteprima 3D è estremamente rapido visualizzare i risultati e ne varrà la pena.

Ruotare la colonnina attorno al centro del rosone

Sei arrivato a questo punto del tuo disegno:

Le tue istruzioni sono sufficienti per posizionare la prima colonnina, ma se volessi mettere ad esempio la seconda? O la terza? Queste colonnine sono caratterizzate da un dato: ognuna ha un angolo di rotazione attorno al centro del rosone. Nella lezione precedente hai appurato che ogni colonnina ruota di 30 gradi in più rispetto alla precedente. Quindi la seconda colonnina è posizionata con un angolo di rotazione di 30°, la terza di 60° e così via.

Hai bisogno di realizzare una nuova rotazione, questa volta attorno all’asse blu, che si chiama asse z. Inserisci un blocco ruota e aggancialo sotto allo spostamento, così da farlo avvenire dopo che il cilindro si è spostato. Come detto, dovrai scegliere l’asse z come asse di rotazione, così da farlo ruotare parallelo al piano orizzontale.

Imposta 30° come valore della rotazione e fai una prova con anteprima 3D.

Non hai ottenuto esattamente il risultato desiderato.

Come detto, una rotazione ha 3 caratteristiche:

1. un asse di rotazione, ed un questo caso è la z;
2. i gradi di rotazione, e hai verificato che sono 30°;
3. il punto di rotazione.

E, come puoi vedere dall’Anteprima 3D, è esattamente la terza caratteristica ad essere sbagliata: il perno attorno a cui ruota il solido. Il perno, se lasciato vuoto, diventa il centro dello stesso solido. Invece, hai bisogno che la colonnina ruoti attorno al centro del rosone.

Come detto della lezione per la costruzione di una casa, Codeblocks (come Tinkercad) agisce su uno spazio tridimensionale. Esso è caratterizzato da coordinate nei 3 piani: X, Y e Z. Con Codeblocks hai a dispozione un blocco per rappresentare un punto in uno spazio tridimensionale.

Vai sulla Libreria Blocchi, nella categoria Matematica. Seleziona l’istruzione che definisce una coordinata tridimensionale, rappresentata da questo blocco:

Di base propone come valori il punto 0, 0, 0.

Attualmente il centro del rosone coincide con il centro del piano di lavoro. Puoi notarlo anche visivamente: il punto da cui partono i 3 assi colorati, nell’Anteprima 3D, coicide con il centro del nucleo del rosone. Il punto centrale è esattamente quello di coordinate x=0, y=0, z=0, quindi non hai bisogno di modificare niente.

Inserisci il blocco coordinata all’interno dell’opzione perno della rotazione attorno all’asse z.

Ora la rotazione è corretta! Hai creato i primi elementi del rosone. Con la prossima lezione apprenderai come posizionare le colonnine, fino ad ottenere il risultato che hai visto in anteprima nel video in cima alla lezione.