Курс предназначен для школьников средних и старших классов. Для успешного освоения материала первого модуля необходимо знать основы физики и желательно иметь навыки программирования на любом языке, поэтому мы рекомендуем набирать на него школьников 8-10 классов.
Курс "Основы робототехники" состоит из двух модулей.
Первый модуль - это "Основы автоматики, микроконтроллерной техники и программирования". В модуле изучаются принципы работы с базовыми компонентами роботов.
Курс предполагает освоение современной элементной базы, включающей датчики, реагирующие на свет, звук, температуру, ультразвуковые и инфракрасные дальномеры, а также исполнительные устройства - двигатели и сервоприводы, являющиеся основой робототехники.
В рамках первого модуля школьники усвоят:
• Основные понятия робототехники;
• Основы программирования на С++;
• Теоретические основы простейшей элементной базы;
• Основы схемотехники и архитектуры микроЭВМ;
• Принципы программного управления.
В первом модуле ребята соберут своего первого робота. Пример работы: https://youtu.be/qBRGAcE3UKI
А к концу курса для школьников уже не составит труда создать серьезный проект, например "умный дом", который по хлопку включает освещение или, в зависимости от температуры в помещении, изменяет скорость вращения вентилятора. Ссылка: https://youtu.be/HtvLRjBzGBM. (Видеоматериалы взяты из итоговых работ пилотной группы на базе 1С:Учебного центра №1).
Продолжительность курса: 24 академических часа (достаточно для 12 занятий по субботам в течение одного школьного полугодия).
Краткое содержание первого модуля:
Занятие №1. Основы электроники и программирования.
Введение в электронику и робототехнику. Знакомство с платформой, средой разработки и языком программирования Arduino. Изучение принципов работы резистора и светодиода.
Занятие №2. Архитектура Arduino. Основы языка С++.
Знакомство с архитектурой платформы Arduino Uno, цифровыми входами и выходами, контактными датчиками. Основы языка программирования С++.
Изучение принципов работы контактных датчиков и кнопок.
Занятие №3. Потенциометр.
Аналоговые входы. Использование монитора последовательного порта для обмена данными с другими устройствами.
Изучение принципов работы потенциометра для регуляции различных параметров - громкости звука, мощности, напряжения и т.п.
Занятие №4. Широтно-импульсная модуляция.
Широтно-импульсная модуляция и управление цифровыми выходами по сигналам от аналоговых входов. Изучение принципов работы пьезоизлучателя как генератора сигнала.
Занятие №5. Система технического зрения робота.
Система технического зрения робота. Сенсорные устройства.
Изучение принципов работы фоторезистора как датчика освещения и микрофона.
Занятие №6. Термистор и оптопара.
Изучение принципов работы термистора на примере метеостанции. Оптопара как датчик отслеживания линии.
Занятие №7. Инфракрасные и ультразвуковые дальномеры
Бесконтактные датчики препятствий, определение расстояния до объекта. Использование внешних библиотек для подключения устройств.
Изучение принципов работы инфракрасного датчика препятствий и ультразвукового дальнометра.
Занятие №8. Инфракрасный дальномер. Калибровка.
Основы работы в Excel. Калибровка ИК-дальномера.
Изучение принципов работы инфракрасного дальномера.
Занятие №9. Управление сервоприводом.
Сервомашинки. Основные характеристики и принципы управления. Широтно-импульсная модуляция.
Изучение принципов работы сервопривода.
Занятие №10. Управление сервоприводом по данным от дальномеров.
Самостоятельное закрепление материала по управлению сервомашинками. Решение комплексных задач управления.
Занятие №11. Полупроводниковые приборы.
Полупроводниковые приборы. Транзистор как электронный ключ и усилитель сигнала. Подключение электродвигателя через транзистор.
Изучение принципов работы полупроводникового диода, трехцветного светодиода, транзистора и электродвигателя.
Занятие №12. Управление двигателем.
Н-мост и управление электродвигателем при помощи микросхем. Подключение электродвигателя с внешним источником питания.
Изучение принципов работы микросхем L293D, L298N, модуля Motor Shield
