Первый шаг в робототехнику

Программа "Первый шаг в робототехнику" проводится на базе МБОУ "Адамовская основная общеобразовательная школа".

Техническое творчество – мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления.

Программа способствует развитию интереса к техническому творчеству. Работа с робототехническими конструкторами позволит детям развить необходимые жизненные навыки, получить дополнительные знания в области механики, физики, информатики.

Разработка, сборка и построение алгоритма работы устройства позволит учащимся самостоятельно освоить целый набор знаний из разных областей, в том числе робототехники, электроники, программирования, что способствует повышению интереса к быстроразвивающейся науке робототехнике.

С другой стороны, основные принципы конструирования простейших механических, электрических систем и алгоритмы их автоматического функционирования под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей почвой для последующего освоения более сложного теоретического материала на занятиях.

Даже если ваш ребёнок не планирует стать инженером-робототехником, занятия по программе заложат хорошую основу для успешного будущего.

Педагоги

Коневин Борис Сергеевич

Содержание программы

 

1. Что такое микроконтроллер?

Знакомство с набором «Амперка», правилами организации рабочего места. Техника безопасности. Знакомство со средой программирования, микроконтроллером, с основными этапами разработки устройства. Подсоединения платы Arduino Uno к ПК. Разработка устройства «Мигающий светодиод» модели с использованием платы Arduino Uno. Знакомство с понятиями технологической карты устройства и технического паспорта устройства.

2. Обзор языка программирования Arduino

Знакомство с процедурами setup и loop. Создание чистого листа для написания программы «шаблон». Написание программного кода, и его компиляция. Набор комментария в программном коде. Вызов встроенной процедуры pinMode. Режим OUTPUT. Знакомство с процедурой digitalWrite, delay, величиной HIGH, LOW. Разработка устройства «Мигающий светодиод. Знакомство с азбукой Морзе, разработка устройства «SOS». Заполнение технического паспорта модели.

3. Электронные компоненты

Знакомство с напряжением, током, сопротивлением, макетной доской, мультиметром, резистором, светодиодом, их обозначения на схемах. Построение схемы «Железнодорожный светофор». Разработка устройства «Железнодорожный светофор». Заполнение технического паспорта модели.

4. Ветвление программы

Знакомство с циклом: if, for, while, swith, их конструкции. Запись собственной функции. Модернизация программного кода устройства «SOS». Заполнение технического паспорта устройства.

5. Массивы и пьезоэлементы

Знакомство с массивом, типы данных: int, char. Знакомство с кодировкой ASCII.

Разработка устройства «Мигающий Болтун». Знакомство с пьезоэлементом. Разработка устройства «Писклявый Болтун», с построением схемы подключения пьезоэлемента. Знакомство с процедурой sound, и переменными rate и time. Заполнение технического паспорта устройства.

6. ШИМ и смешение цветов

Знакомство с аналоговым сигналом, ШИМ, частотой, инертностью восприятия. Изучение управление яркостью светодиода. Разработка и построение схемы «Затухающий светодиод». Знакомство с трехцветным светодиодом, его обозначение на схеме. Разработка и построение схемы устройства «Радуга». Заполнение технического паспорта устройства.

7. Сенсоры

Знакомство с камерой, микрофоном, гироскопом, акселерометр. Обмен информацией: аналоговый и цифровой способы передачи. Знакомство с датчиком наклона, схема подключения к Arduino Uno. Разработка и построение схемы устройства «Матрешка». Заполнение технического паспорта устройства.

8. Кнопка – датчик нажатия

Знакомство с датчиком нажатия, обозначение на схеме, принцип работы. Стягивающий резистор. Разработка и построение схемы устройства «Кнопочный выключатель». Заполнение технического паспорта устройства.

9. Переменные резисторы

Знакомство с делителем напряжения, потенциометром, фоторезистором, термистором, обозначение на схеме, принцип работы. Стягивающий резистор. Разработка и построение схемы устройства «Ночная подсветка». 

10. Семисегментный индикатор

Знакомство с семисегментным индикатором, обозначение на схеме, принцип работы. Включение индикатора. Разработка и построение схемы устройства «Счетчик до 10». 

11. Микросхемы

12. Жидкокристаллические экраны

Знакомство с текстовым дисплеем, выводами LCD – экрана обозначение на схеме, принцип работы. 

13. Соединение с компьютером

Знакомство с последовательным портом, параллельным портом. Передача данных с компьютера на Arduino. Разработка и построение схемы устройства «Фраза». 

§ 14. Двигатели

Знакомство с постоянными двигателями, шаговые двигатели, серводвигатели, обозначение на схеме, принцип работы. Разработка и построение схемы устройства «Вентилятор». 

15. Транзисторы

Знакомство с транзистором, полевой транзистор, биполярный транзистор. обозначение на схеме, принцип работы. Разработка и построение схемы устройства «Неисправный вентилятор». Заполнение технического паспорта устройства. Разработка и построение схемы устройства «Управляемый вентилятор». 

16. Сборка мобильного робота

Знакомство с датчиком линии, колесной платформой, мезонинной платой. Разработка и построение робота «Вжик». 

17. Езда робота по линии

Модернизация робота «Вжик». Творческая работа

Создание собственного полигона для испытания роботов по их назначению

Разработка собственных моделей

Обсуждение элементов робота, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма. Составление собственного робота. Разработка одного или нескольких вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита робота. Сравнение моделей. Подведение итогов.

Цели программы

Познакомить учащихся с принципами и методами разработки, конструирования и программирования управляемых робототехнических устройств.

Результат программы

В результате освоения курса программы учащиеся получат знания, умения и навыки:

-этапы проектирования и разработки устройства, источники получения информации, необходимой для решения поставленной задачи;

- применять знания основ электрических схем и алгоритмизации в творческой и проектной деятельности;

-способы отладки и тестирования разработанного устройства;

-анализировать модель, выявлять недостатки в ее конструкции и программе и устранять их;

-проектирования и программирования собственных устройств с применением творческого подхода.

- овладеют навыками поиска и исправления ошибок в ходе разработки, проектирования и программирования собственного устройства.

-навыки начального технического моделирования, навыки использования таблиц для отображения и анализа данных, навыки построение устройств по чертежам.

-основные способы поиска, сбора, обработки, анализа, организации, передачи и интерпретации информации в ходе технического творчества и проектной деятельности;

- готовить свое выступление и выступать с аудио-, видео- и графическим сопровождением в ходе представления своей модели;

- навыки работы с разными источниками информации, подготовки творческих проектов к выставкам.

-основные этапы и принципы совместной работы над проектом, способы распределения функций и ролей в совместной деятельности;

- использование приобретенных знаний и умений для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских (дизайнерских), технологических и организационных задач; приобретение первоначальных представлений о компьютерной грамотности:

-основные электронные компоненты набора «Амперка», технические особенности различных электронных компонентов, основы электрических схем; компьютерную среду, включающую в себя язык программирования;

- использовать приобретенные знания для творческого решения несложных конструкторских задач в ходе коллективной работы над проектом на заданную тему;

-навыками создания и программирования действующих устройств на основе набора «Амперка», навыками модификации программы, демонстрации технических возможностей устройства.

-конструктивные особенности устройства, технические способы описания конструкции устройства, этапы разработки, конструирования, программирования устройства;

 

Особые условия проведения

Нет

Материально-техническая база

Кабинет, компьютеры, робототехнические наборы, программное обеспечение