Программа элективного курса "Мобильные минироботы"

Мобильные минироботы. Часть 1. Знакомство с автоматикой и электроникой

12 занятий. Продолжительность занятия - 120 минут. Программа рассчитана на детей от 12 лет и выше. 

Аннотация

Учащимся предстоит познакомиться с основами электроники, автоматики и робототехники на примере создания простого кибернетического устройства - маленького спортивного робота, который должен будет уметь ездить по полосе, отслеживая свое местоположение на линии. Это устройство учащиеся будут собирать сами, постепенно проходя все этапы его создания - от изготовления платы и знакомством с паяльником до изготовления ходовой части и отладки схемы. В процессе обучения учащимся предстоит прослушать необходимый теоретический материал - цикл лекций, рассказывающий о том, что такое робототехника, как работают полупроводниковые приборы и что представляют собой датчики. Обучение заканчивается соревнованиями роботов.

Курс является начальным, базовым и не предполагает наличия у обучаемых навыков в области электроники. Уровень подготовки - произвольный.

 

Цели и задачи курса

 

Целью курса является ознакомление с основами робототехники и создание простого робота (кибернетического устройства), решающего задачу движения по полосе.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

В теоретическом плане обучаемому требуется усвоить базовые понятия следующих разделов:

1.      Основы робототехники.

2.      Теоретические основы простейшей элементной базы.

3.      Элементарная механика и конструирование.

4.      Основы схемотехники.

В практическом плане обучаемый должен освоить:

1.            Практические навыки работы с паяльником, простейшим слесарным и электро- инструментом.

2.            Простейшие технологии производства печатных плат.

3.            Элементарное техническое конструирование.

4.            Работу с простейшими измерительными приборами.

 

Учащиеся могут быть разбиты на бригады (команды) из двух человек. Каждая бригада (команда) должна к концу обучения изготовить своего робота.

При проведении занятий по основам схемотехники и электроники используется конструктор «Знаток».

Обучение заканчивается соревнованиями роботов.

Упражнения (виды состязаний):

1.      Движение по простой полосе

2.      Поиск источника света (опционально)

3.      Робосумо (опционально)

 

Содержание курса

 

Тема

Содержание

Часы

1

Введение

Лекция. Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа. Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника. В т.ч. - бои роботов (неразрушающие). Конструкторы и «самодельные» роботы.

1

Основы электроники

Лекция. Элементная база. Сопротивления, транзисторы, диоды.

1

2

Основы электроники

Практика. Работа с конструктором «Знаток»

2

3

Печатные платы

Практика. Изготовление печатной платы, травление.

1

Работа с паяльником

Практика. Техника безопасности. Работа с паяльником. Залуживание проводов и платы, сверление.

1

4

Монтаж схемы

Практика. Изготовление базовой схемы. Разрисовывание платы, маркировка транзисторов. Монтаж элементов.

2

5

Монтаж схемы

Практика. Продолжение паяния. Подготовка монтажных проводов. Предварительное тестирование схемы (без датчиков, с закоротами). Припаивание выносных элементов (фототранзистор, излучатели, провода питания и т.п.). Подключение питания, индикации и проч. Тестирование.

2

6

Основы механики и электромеханики

Лекция. Электродвигатели, редукторы, схемы приводов (дифференциальный привод, рулевое устройство). Трех- и четырех- колесные тележки.

1

Корпусные работы

Практика. Ходовая часть. Изготовление рамы. Работа с пластиком.

1

7

Датчики

Лекция. Органы чувств робота. Датчики. ИК-излучатели и ИК-приемники.

1

Сборка робота

Практика. Изготовление и компоновка датчиков. Монтаж узлов, системы питания, датчиков.

1

8

Сборка робота

Практика. Окончательный монтаж, отладка, настройка датчиков.

2

9

Наладка

Практика. Испытания робота на полигоне, пробные заезды по полосе.

2

10

Дополнение

Практика. Адаптация робота для решения дополнительных задач (поиск света).

2

11

Подготовка к соревнованиям

Подготовка робота и завершение отладки, оформление роботов.

2

12

Соревнования

Практика.

2

Всего часов

24

 


Об авторе

 

Карпов Валерий Эдуардович, доц., к.т.н.

научный руководитель проектов научно-учебной лаборатории

Робототехники и искусственного интеллекта Политехнического музея,

Вице-президент Российской ассоциации искусственного интеллекта,

в.н.с. НИИ Информационных технологий.

НАсчет движения роботов, будут ноги или же колеса? 


Колеса, Артур.

--------
Ильфат Рифатович Исмагилов

это всё хорошо,думаю всем охота паять что-нибудь,самому недавно захотелось,скоро куплю паяльник