Красивый текст о том как хорошо быть продвинутым ребенком.

 ХОРОШО БЫТЬ ПРОДВИНУТЫМ!

Курсы обучения в клубе робототехники

 

 

See the Pen Grimmy the CSS Dog by Mike Snyder (@msnyderdev) on CodePen.


See the Pen Flat minion by Amin Poursaied (@arasdesign) on CodePen
1

Занятия клуба робототехники проводятся по субботам в лаборатории 410 третьего корпуса ПГТУ, обычно с 10 до 15 часов, время работы и темы занятий пишутся на стене группы клуба в Контакте vk.com/robotics410

В зависимости от уровня подготовки учащихся и продолжительности занятий в течение одной субботы могут быть рассмотрены от одного до четырех вопросов, перечисленных в курсе

Примечание: индивидуально (по желанию посещающих клуб), а также в рамках читаемой в колледже Политехник дисциплины «Вычислительная техника в робототехнических системах» приведенные ниже курсы уже проводились

Сокращенный курс Arduino

Знакомство с Arduino Uno, Arduino IDE, загрузка прошивки в Arduino

Примечание: курс для тех, кто не будет непосредственно заниматься программированием Arduino, а будет делать, например, механическую часть или электронику какого-либо проекта

Базовый курс Arduino

До того, как школьники или студенты приступят к выполнению своих проектов или помощи в проектах клуба, желательно пройти данный курс

Тема занятия Содержание занятия
1 Контроллер Arduino на примере Arduino Uno: возможности применения, входы и выходы, подключение к компьютеру. Прочие основные представители: Arduino Nano, Arduino Pro Mini, Arduino Mega, Arduino Due
2 Среда программирования Arduino IDE знакомство со средой программирования, настройка подключения к Arduino (порт, тип контроллера), основные кнопки
3 Цифровой выход – управление светодиодом включением/выключение имеющегося на плате светодиода по времени на основе примера Blink. Изменение интервалов времени
4 Аналоговый выход изготовление схемы светодиод+токоограничивающий резистор и управление яркостью светодиода на основе примера Fading
5 Цифровой ввод изготовление схемы кнопки и управление включением/выключением светодиода по нажатию кнопки на основе примера Button
6 Аналоговый ввод использование переменного резистора для управления яркостью светодиода на основе примера Analog Input
7 Генерация звука – пьезоизлучатель Подключение пьезоизлучателя (Buzzer), изучение команды tone(). Воспроизведение простых мелодий, например, на основе примера toneMelody
8 Фоторезистор Знакомство с принципом работы фоторезистора. Сборка делителя напряжения для подключения фоторезистора к Arduino. Вывод данных с фоторезистора на компьютер, используя пример AnalogReadSerial

Описание использования фоторезистора как датчика освещенности и датчика линии в роботе

9 Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 Подключение датчика к Arduino и вывод измеренного расстояния в Монитор порта на компьютере. Примеры использования датчика для навигации робота, системы контроля пересечения луча
10 Датчик температуры DS18B20 Подключение библиотек, необходимых для работы датчика. Подключение датчика к Arduino. Вывод измеренной температуры в Монитор порта на компьютере. Примеры использования датчика для измерения температуры тела, температуры воздуха
11 ЖК индикатор Подключение ЖК индикатора к Arduino, вывод сообщений. Вывод на экран информации с датчиков из предыдущих занятий
12 Управление сервоприводами Знакомство с сервоприводами, примеры использования для управления жалюзи, поворотом автомодели, в шагоходе. Подключение серво к Arduino и управление с использованием встроенной библиотеки Servo.h
13 Управление электромоторами с помощью драйвера Подключение драйвера на основе L298 к Arduino и моторам, управление двумя моторами. Принцип работы и управление моторами с помощью ШИМ. Пример использования моторов в шасси колесного робота

Продвинутый курс Arduino

Для тех, кто прошел базовый курс либо самостоятельно ознакомился с информацией базового курса

Тема занятия Содержание занятия
1 Датчики температуры и влажности воздуха DHT11 и DHT22 Сравнение датчиков, подключение датчиков, измерение температуры и влажности воздуха, вывод на компьютер
2 Цифровой датчик освещенности BH1750 Подключение датчика, измерение уровня освещенности. Примеры использования датчика для управления освещенностью, навигации робота, исследования солнечных батарей
3 Часы реального времени RTC на микросхеме DS1307 Подключение модуля, установка времени, вывод текущего времени с модуля на компьютер, проверка хранения времени в отсутствие внешнего питания
4 Модуль чтения и записи на SD карту подключение модуля, запись логов с какого-либо (или нескольких) изученного ранее датчиков
5 Звуковой модуль WTV020 подготовка звуковых файлов и преобразование в формат .ad4, воспроизводимый модулем, запись файлов на SD карту. Установка библиотеки, подключение модуля, воспроизведение звуковых файлов
6 Управление шаговыми двигателями Подключение драйвера и шаговых двигателей, управление с использованием встроенной библиотеки Stepper.h. Пример использования моторов в 3D принтере и станках с ЧПУ
7 Управление устройствами 220 В Техника безопасности при работе с 220 В. Подключение и работа с модулями реле и/или симисторами, управление лампой 220 В и нагревателем
8 Модуль RS485 проводная коммуникация между контроллерами с использованием модуля RS485
9 Bluetooth модуль беспроводная коммуникация с компьютером по Bluetooth. Возможно, коммуникация со смартфоном и между контроллерами Arduino
10 Wi-Fi модуль Беспроводная коммуникация по Wi-Fi

Пайка

  1. Техника безопасности при работе с паяльником, знакомство с используемыми инструментами и материалами
  2. Пайка на примере спаивания двух проводов: подготовка к пайке (зачистка, канифоль, лужение), устройство для удержания одного из проводов («третья рука»), пайка
  3. Пайка простой схемы, например, светодиод+токоограничивающий резистор+провода
  4. Выпаивание элементов из печатной платы, использование отсоса припоя
  5. Впаивание элементов в печатную плату
  6. Знакомство с SMD элементами (миниатюрными, монтируемыми на поверхность печатной платы)

Самостоятельное изготовление печатных плат

  1. Рассмотрение примеров применения печатных плат для коммутации контроллера Arduino, модулей и внешних устройств, различные типы разъемов
  2. Создание чертежей печатных плат в среде Sprint Layout
  3. Печать чертежей на лазерном принтере и перенос изображения на фольгированный текстолит
  4. Вытравливание перенесенного рисунка хлорным железом
  5. Лужение и пайка печатных плат (подробно для тех, кто не прошел курс Пайка, сокращенно для прошедших этот курс)

Практические основы электроники

  1. Включение светодиода с токоограничивающим резистором: обоснование необходимости, расчет сопротивления резистора для различных напряжений, пайка и испытания
  2. Транзисторные ключи на биполярных и полевых транзисторах
  3. Драйверы двигателей на транзисторах
  4. Драйверы светодиодов для светодиодного освещения
  5. Источники энергии: лабораторный генератор, аккумуляторы, солнечные батареи, ветрогенераторы
  6. Преобразователи напряжения: линейные на основе микросхем типа КР142ЕН и их зарубежных аналогов, импульсные на основе микросхемы MC34063
  7. Управление 220 В с помощью симисторов

Основы 3D моделирования и 3D печати

  1. Сервисы готовых 3D моделей, например, thingiverse.com
  2. Создание 3D моделей в программе OpenSCAD (возможено, несколько занятий)
  3. Преобразование 3D модели в G-код для печати с использованием программы Slic3r
  4. Изучение хоста для управления 3D принтером, например, Repetier-Host
  5. Знакомство с технологией 3D печати
  6. Печать моделей на 3D принтере

Методическая поддержка

Для каждого курса может быть разработано методическое указание, например, базовый курс Arduino на основе http://robocraft.ru/page/summary/#PracticalArduino

Курс считается пройденным, если прослушаны все темы и выполнены все практические задания в рамках курса. После прохождения курса можно выдавать прошедшим свидетельство. Примеры списка практических заданий:

Стажер-ардуинщик 1 уровня ______________________________________

Задача Выполнено
Основа  
Загрузить прошивку Файл / Примеры / Basics / Blink с разными значениями Delay помигать светодиодом, установленным на плате  
Аналогично с прошивкой Файл / Примеры / Basics / Fade  
Используя Blink и Fade, помигать внешним светодиодом (светодиод+резистор 300 Ом последовательно)  
Ввод информации, датчики
Подключить потенциометр, сделать вывод угла поворота в виде напряжения – код Файл / Примеры / Basics / ReadAnalogVoltage
Подключить кнопку, зажигать светодиод по нажатию – код Файл / Примеры / Digital / Button
Измерить температуру датчиком DS18B20
Измерить влажность воздуха датчиком
Измерить уровень освещенности датчиком BH1750
Силовые модули
Подключить релейный модуль и через него включать/выключать устройство, питающимся от 220 В
Подключить симисторный/тиристорный модуль и через него включать/выключать устройство, питающимся от 220 В
Подключить сервопривод, попробовать базовые прошивки (угол от 0 до 90º и поворот в зависимости от подключенного потенциометра)
Вывод информации
Подключить пищалку и реализовать различные сигналы или мелодию

Стажер-ардуинщик 2 уровня ______________________________________

Задача Выполнено
Ввод информации, датчики  
Реализовать одновременный съем информации с датчиков температуры DS18B20, влажности DHT11 или DHT22 освещенности датчиком BH1750. Информацию отправлять на компьютер через Serial порт  
Подключить датчик ИК, библиотека irremote, сделать управление с ИК пульта каким-либо подключенным устройством или устройствами (например, светодиодом, лампочкой и т.д.)  
Силовые модули
Через транзисторный ключ подключить к блоку питания какое-либо низковольтное устройство – лампочку, электромотор, сделать управление мощностью, используя ШИМ (питание внешнее, не от Arduino)
Подключить драйвер двигателя, управлять скоростью и направлением вращения электромотора (питание внешнее, не от Arduino)
Подключить шаговый двигатель через драйвер, стандартной библиотекой (Stepper) поуправлять его вращением (питание внешнее, не от Arduino)
Вывод информации
Подключить ЖК индикатор, реализовать HelloWorld
Подключить какой-либо датчик, сделать вывод снимаемого с него параметра на ЖК индикатор