Програма для курсу робототехніки

1. 1
Борейко Олег Юрійович

2. 2
1. Організаційна складова у проведенні занять
1. Напрямки роботи на заняттях з робототехніки
2.1 Побудова електричних схем на базі мікроконтролера
2.2 Побудова та програмування найпростіших машинок
2.3 Побудова та програмування складних механізмів з конструкторів
3. Вибір обладнання
3.1 Arduino
3.2 Raspberry Pi
3.3 Набори давачів

3. 3
Розмір
групи
Тривалість
заняття
Частота
проведення
Формат
роботи
Результат
10-12
чоловік
2 академ.
год. (90 хв)
1 заняття/
тиждень
Робота у
парах
Змагання/
проект
Оптимальні параметри для учнів віком від 10 років

4. 4
Загалом проведення занять з робототехніки для учнів може
здійснюватися за одним із трьох напрямків, кожен з яких може бути
логічним продовженням попереднього:
- побудова електричних схем на базі мікроконтролера (Arduino, клони);
- побудова та програмування найпростіших машинок (готові
платформи);
- побудова та програмування складних механізмів з конструкторів
(Lego, Fischertechnik, Multiplo );

5. 5
Даний підхід по-суті є базовим курсом по роботі з мікроконтролерною
системою. Такою системою може бути плата із сімейства Arduino або подібних.
На кожному занятті відбувається ознайомлення із структурою та
функціональними можливостями мікроконтролера та давачів і виконавчих
механізмів, що можуть працювати з ним. Складність побудованих схем зростає з
кожним заняттям.
В ході навчання, учні знайомляться з прийомами візуального програмування
(ArduBlock, Scratch).
Результатом даного курсу може бути побудова завершеного проекту, який би
представляв собою систему, що отримує дані з вхідних давачів (температура,
вологість, газ, рух, відстань, дотик і т. д.), певним чином їх обробляє і видає
команду для виконавчого механізму (реле, сервопривід, індикація і т. д.). Такий
проект може бути як індивідуальним завданням, так і складовою частиною
масштабного проекту, над яким працює вся група.
Також можливе використання міні-комп’ютера Raspberry Pi. В такому разі
функціональність проектів суттєво розширюється (WiFi, фото-, відеозйомка)

6. 6
Прикладом реалізації такого курсу на Arduino можуть бути такі
лабораторні:
1. Керування світлодіодом (вмикання/вимикання, керування тактовою
кнопкою)
2. Магічний нічник (світлодіод, фоторезистор, потенціометр)
3. Система охорони (давач руху, RGB-світлодіод, зумер)
4. Розумна поїлка для домашніх тварин (сервопривід, давач рівня води)
5. Розумний термометр (давач температури, реле)
6. Портативний термометр (давач температури, LCD-дисплей)
7. Інтерактивний світлофор (світлодіоди, тактова кнопка)
8. Система догляду за рослинами (давач вологості, серводвигун)
9. Розумні жалюзі (фоторезистор, серводвигун)
10. Кодовий замок (keypad/зчитувач відбитків, реле/сервопривід)
Кінцевими проектами можуть бути поєднання вище перерахованих робіт
або побудова Розумного будинку чи Розумної квартири, Гідростанції з
виходом в інтернет, Сигналізації з інтернет сповіщенням і т. п. на основі
знань, отриманих у попередніх міні-проектах.
Також можливий перехід до конструювання робо-машинок на основі
готових платформ або складніших проектів з використанням Raspberry Pi.

7. 7
На поточних заняттях може здійснюватися навчання по конструюванню та
програмуванню машинок, які рухаються по лінії або огинають перешкоди на
своєму шляху. В кінцевому варіанті можуть проводитися змагання роботів.
~35$
~5-20$

8. 8
Найпопулярнішим серед робототехнічних конструкторів є Lego. Доступні серії
для різних вікових категорій. Перевагою є можливость скласти наприклад 17 різних
роботів з одного комплекту, готове методичне забезпечення, недолік – закритість та
вартість (~220-340$).

9. 9
Також популярний конструктор Fischertechnik. Переваги та недоліки
аналогічні з Lego (~150$)

10. 10
Також відомий конструктор Multiplo. Перевагою є те, що він відкритий,
а одже легко може працювати з некомплектною периферією, Arduino, Raspberry Pi.
(~130$-…)

11. 11

12. 12

13. 13

14. 14

15. 15