Основы робототехники

 

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.

 

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).

 

Введение в электронику и робототехнику. Знакомство с платформой, средой разработки и языком программирования Arduino. Изучение принципов работы резистора и светодиода.

 

Знакомство с архитектурой платформы Arduino Uno, цифровыми входами и выходами, контактными датчиками. Основы языка программирования С++. 

Изучение принципов работы контактных датчиков и кнопок.

 

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.

 

Широтно-импульсная модуляция и управление цифровыми выходами по сигналам от аналоговых входов. Изучение принципов работы пьезоизлучателя как генератора сигнала.

 

Система технического зрения робота. Сенсорные устройства.

Изучение принципов работы фоторезистора как датчика освещения и микрофона.

 

Изучение принципов работы термистора на примере метеостанции. Оптопара как датчик отслеживания линии.

 

Бесконтактные датчики препятствий, определение расстояния до объекта. Использование внешних библиотек для подключения устройств.

Изучение принципов работы инфракрасного датчика препятствий и ультразвукового дальнометра.

 

Основы работы в Excel. Калибровка ИК-дальномера.

Изучение принципов работы инфракрасного дальномера.

 

Сервомашинки. Основные характеристики и принципы управления. Широтно-импульсная модуляция.

Изучение принципов работы сервопривода.

 

Самостоятельное закрепление материала по управлению сервомашинками. Решение комплексных задач управления.

 

Полупроводниковые приборы. Транзистор как электронный ключ и усилитель сигнала. Подключение электродвигателя через транзистор.

Изучение принципов работы полупроводникового диода, трехцветного светодиода, транзистора и электродвигателя.

 

Н-мост и управление электродвигателем при помощи микросхем. Подключение электродвигателя с внешним источником питания.

Изучение принципов работы микросхем L293D, L298N, модуля Motor Shield