Курс «Основы робототехники на Arduino»

Курс «Основы робототехники на Arduino»

№	Тема занятия	Содержание занятия
1.	Электроника – ток, напряжение, сопротивление	Понятия напряжения, тока, сопротивления. Закон Ома Использование мультиметра Сопротивление резистора, их маркировка. Ограничение тока светодиода резистором (зачем это нужно, схема) Желательно – логические уровни 0 (0 В) и 1 (+5 В) ШИМ (если укладывается в занятие и не перегрузит информацией)
2.	Контроллер Arduino	На примере Arduino Uno: возможности применения, входы и выходы, подключение к компьютеру. Прочие основные представители: Arduino Nano, Arduino Pro Mini, Arduino Mega
Среда программирования Arduino IDE	Знакомство со средой программирования Arduino IDE, настройка подключения к Arduino (порт, тип контроллера), основные кнопки интерфейса
Синтаксис программ Arduino, включение светодиода на плате	Включением/выключение имеющегося на плате светодиода по времени на основе примера Blink. Изменение интервалов времени.
3.	Цифровой выход – управление светодиодами	Подключение внешних светодиодов, написание управляющей программы. Светофор из трех светодиодов, изучение использования цикла For
Аналоговый выход	Управление яркостью светодиода на основе примера Fading. Управление яркостью нескольких светодиодов
4.	Электроника – кнопки, переменные резисторы	Пайка, схема подключения кнопок к контроллеру, делители напряжения с резистором, изменяющим сопротивление (фото, термо, магниторезистор)
5.	Цифровой ввод	Изготовление схемы кнопки и управление включением/выключением светодиода по нажатию кнопки на основе примера Button Светофор, переключаемый по нажатию кнопки
Аналоговый ввод	Использование переменного резистора для управления яркостью светодиода на основе примера Analog Input 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 Использование терморезистора как датчика температуры
6.	Генерация звука – пьезоизлучатель	Подключение пьезоизлучателя (Buzzer), изучение команды tone(). Воспроизведение простых мелодий, например, на основе примеров toneMelody. Управление звуками аналоговым входом tonePitchFollower. Пианино (несколько обычных кнопок, при нажатии – одной – своя нота)
ЖК индикатор	Подключение ЖК индикатора к Arduino, вывод сообщений. Вывод на экран информации с датчиков из предыдущих занятий
7.	Промежуточная аттестация	Три задания по сборке схем+программированию, возможно, задание по электронике
8.	Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04	Подключение датчика к Arduino и вывод измеренного расстояния в Монитор порта на компьютере, на ЖК индикатор. Управление частотой звука. Примеры использования датчика для навигации робота, системы контроля пересечения луча
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
Датчик влажности DHT11	Аналогично DS18B20
9.	Электроника – управление мощными устройствами	Схемы управления с помощью реле и транзисторных ключей, их принцип действия (2 занятия)
10.	Работа с реле и транзисторными ключами	Включение/выключение нагрузки (мотора, лампы) с использованием реле и ключей. ШИМ, подключение динамика
Управление электромоторами с помощью драйвера	Подключение драйвера на основе L298N к Arduino и моторам, управление двумя моторами. Принцип работы и управление моторами с помощью ШИМ. Пример использования моторов в шасси колесного робота
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
11.	Bluetooth модуль	Подключение Bluetooth модуля к Arduino. Управление светодиодом, подключенным к Arduino, с компьютера и планшета. Передача данных с Arduino на компьютер и планшет. Специальные приложения на компьютере и смартфоне для удобного интерфейса взаимодействия с Arduino по Bluetooth
12.	Проверочное занятие	Несколько практических заданий (собрать схему и написать программу) по пройденным темам
13.	Написание программ для управления роботом-ровером	Следование по линии с использованием сначала одного, затем двух датчиков линии Управление по Bluetooth
14.	Состязания	Слушатели курса делятся на несколько команд и проводятся: · Соревнования дистанционно управляемых роботов · Соревнования автономно работающих по информации с датчиков роботов (например, самостоятельное прохожение лабиринта, движение по линии на скорость, сумо и т.д.)

Дата добавления: 2015-08-29