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.
Comments
Артур Ахметшин
Thu, 09/09/2010 - 13:54
Permalink
Движение по простой полосе
НАсчет движения роботов, будут ноги или же колеса?
Администратор _
Thu, 09/09/2010 - 14:56
Permalink
Колеса, Артур.
Колеса, Артур.
Борис Андреев
Tue, 09/21/2010 - 20:19
Permalink
Re: Программа элективного курса "Мобильные минироботы"