РОБОТОТЕХНИКА

ВВЕДЕНИЕ В РОБОТОТЕХНИКУ

Занятия проводятся  на базе конструктора LEGO Mindstorms EV3.

InTheBox_Bricks_Landscape

 

 

В курсе содержатся следующие разделы:

Раздел: Основы робототехники.

  • Теория: программирование. Краткий обзор программирования. Практика: Сборка базовой платформы (AUTODRIVER).
  • Теория: настройка конфигурации блоков. Практика: Перемещение по прямой. Движение по кривой.
  • Теория: блок «независимое управление». Практика: сборка стандартной приводной платформы.
  • Теория: переместить объект. Практика: сборка приводной платформы, сборка манипулятора со средним мотором.
  • Теория: остановиться у линии. Практика: сборка платформы с датчиком цвета, выполнение задания.
  • Теория: остановка перед объектом. Практика: сборка платформы с инфра-красным датчиком. Моделирование алгоритма движения робота-пылесоса.
  • Теория: многозадачность. Практика: сборка платформы, реализация параллельного выполнения задач.
  • Теория: цикл. Сборка платформы с датчиком касания. Программирование конечных и бесконечных циклов.
  • Теория: ветвление (блок «переключатель»). Практика: отработка движения по линии.
  • Теория: многопозиционный переключатель. Практика: управление платформой с помощью датчика цвета с применением многопозиционного переключателя.
  • Теория: измерение скорости поворота с помощью гироскопа. Практика: использование гироскопа в робосумо.

Раздел: Информатика.

  • Теория: шины данных. Практика: использование шины данных в прикладных программах.
  • Теория: блоки вычислений. Практика: использование блоков вычислений.
  • Теория: сбор и отражение информации с датчиков. Практика: передача информации с помощью шин данных

 

Раздел: Изучение соревновательных дисциплин.

Движение по линии:

  • Движение по линии без острых углов с использованием одного датчика освещенности.
  • Движение по линии с острыми углами.
  • Движение по линии с двумя датчиками и повышающей передачей. Использование более совершенных алгоритмов.

РобоСумо:

  • Введение в соревновательную дисциплину. Основные части алгоритма. Ключевые факторы.
  • Движение с использованием датчика освещенности. «Слепая борьба».
  • Использование ультра-звукового датчика.
  • Механика. Актуальность применения понижающей передачи.
  • Совершенствование алгоритма.
  • Сумо-робот из двух и более наборов.

Дисциплина «Очисти круг»

  • Знакомство с правилами. Сборка оптимальной модели. Построение алгоритма движения.
  • Варианты траектории движения. Написание программ.

Кегельринг

  • Знакомство с соревновательной дисциплиной и правилами. Сборка робота. Первая программа.
  • Тактические приемы. Построение алгоритма. Соревнование.

Робофутбол

  • Робофутбол. Вводное занятие. Футбол в ручном режиме.

Раздел: Изучение альтернативных робототехнических платформ и знакомство с электроникой на примере ARDUINO.

  • Контроллеры arduino.
  • Среда разработки arduino, scratch for arduino.
  • Основы схемотехники.
  • Понятие электричества и основные законы электричества.
  • Первые эксперименты и прототипы устройств.
  • Программирование первого робота на платформе arduino.

 

Данные разделы комбинируются в рамках учебного курса от простого к сложному с учетом возраста занимающихся. Так же в курсе распределены творческие занятия (свободные и условно свободные занятия (выполнение поставленной задачи средствами по усмотрению ученика).


Содержание курсов (январь-май 2017 год):

 


 

Введение в робототехнику: LegoMindstorms (8-10 лет)

1. Вводный блок. Знакомство с конструктором, средой программирования. Основные платформы, датчики и их использование.

1. Знакомство с конструктором. Интерфейс среды разработки.
2. Сборка Autodriver. Задание «настройка конфигурации»
3. Езда по прямой, кривой. Повороты, развороты. Rover без датчиков
4. Остановиться перед линией. Rover с датчиком цвета
5. Сборка платформы с датчиком касания. Алгоритм движения. Обработка касания.
6. Свободный урок.
7. Сборка платформы Modifiededucator. С заменой опорного колеса и выполнением программы по заданию.
8. Миссия “Tracker 02” (стрельба по мишеням).
9. Шагающий робот. Toddlebot.
10. Майбот с имитацией пылесоса. Инфракрасный датчик или датчик касания.
11. Миссия “Tracker 03” (захват и перенос груза)
12. Свободный урок.
13. Сборка робота “Мойщик пола”
14. Альтернативные способы передвижения роботов. Вибрация, изменение формы.
15. Шагающие роботы. 2 и 4 активные конечности.

 

2. Введение в соревновательные дисциплины.

1. Введение в соревновательную робототехнику.
2. Езда по плавной линии. Калибровка. Написание программы
3. Езда по плавной линии. Соревнования.
4. Езда по линии с острыми углами. Написание программы.
5. Езда по ломанной линии соревнования.
6. Свободный урок.
7. Введение в сумо. Сборка «слепого» робота сумо
8. Устанавливаем датчики. Добавляем элемент поиска и атаки соперника.
9. Сумо. Совершенствование робота.
10. Сумо. Соревнования.
11. Свободный урок.
12. Введение в кегельринг. Виды соревнований Знакомство с правилами. Рассмотрение основного алгоритма.
13. Кегельринг. Совершенствуем алгоритм
14. Кегельринг. Соревнования.
15. Повторение и закрепление пройденного материала. Работа над ошибками

 3. Проекты. Робототехника в быту. Работа с датчиками. Обработка данных.

1. Параллельные последовательности (Сборка произвольной платформы. Выполнение задания на отработку последовательностей). Конфликт ресурсов.
2. Шины данных (Программа для увеличения скорости  движения робота в зависимости от освещения или приближения к предмету).
3. Программируем управление роботом при помощи ИК-маяка
4. Использование блоков математики и логических переменных для усовершенствования управления.
5. Переключатель. Используем переключатель для разных типов задач. (задания «издать звук при обнаружении предмета», Движение только при включенном свете»)
6. Измерение и отображение данных на экране через шины данных
7. Использование таймера в программах.
8. Использование данных о вращении мотора.
9. Редактирование звуков  и изображений.
10. Знакомство с arduino. Среда разработки. Первая схема. Первая программа.
11. Задание светофор.
12. Проекты из амперки.
13. Работа с дисплеями.
14. Сборка робота
15. Итоговое занятие.

 

Занятие длится 1.5 часа.

Кроме этого, на сдвоенных занятиях дети могут заниматься сборкой моделей повышенной сложности как по предлагаемым инструкциям, так и в рамках разработки своих проектов.

Сборка моделей, рассчитанных  на сдвоенные занятия:

ROBODOZ3R – разработчик Марк Кросби (Mark Crosbie)
BANNER PRINT3R – разработчик Ральф Хемпел (Ralph Hempel)
EV3MEG – разработчик Мартин Боогаартс (Martyn Boogaarts)
BOBB3E – разработчик Кеннет Равнхой Мадсен (Kenneth Ravnshøj Madsen)
MR-B3AM – разработчик Кеннет Равнхой Мадсен (Kenneth Ravnshøj Madsen)
RAC3 TRUCK – разработчик Лоренс Валк (Laurens Valk)
KRAZ3 – разработчик Марк-Андре Базерги (Marc-Andre Bazergui)
EV3D4 – разработчик Вассилис Чриссантакопоулос (Vassilis Chryssanthakopoulos)
EL3CTRIC GUITAR – разработчик Даниэле Бенедеттелли (Daniele Benedettelli)
DINOR3X – разработчик Лассе Стенбэк Лауесен (Lasse Stenbæk Lauesen)
WACK3M – разработчик Мартин Боогаартс (Martyn Boogaarts)
EV3GAME – разработчик Рикардо Оливейра (Ricardo Oliveira) и т.д.