Робототехніка

1.

2.

Розвиток сучасного виробництва дало поштовх такому напрямку як
мікроелектроніка.
Все більше пристроїв з'являється у навколишньому світі, які містять у собі
електричні компоненти, датчики та інші елементи.
Але, в Україні існує недостатня забезпеченість інженерними кадрами,
які працюють у сфері мікроелектроніки. У зв’язку з цим, є необхідність
підвищити важливість професії інженера і вести ефективну планомірну
роботу з підлітками з профорієнтації.

3.

Основний акцент у засвоєнні змісту програми робиться на використання проектної
діяльності і самостійність у створенні проєктів та технічних моделей, що дозволяє
отримати повноцінні і конкурентоспроможні продукти.
Проєктна діяльність, яка використовується в процесі навчання, сприяє розвитку
основних компетентностей вихованця (практична, пізнавальна, творча, соціальна)
При виготовленні моделей вихованці стикаються з вирішенням питань побудови
радіотехнічних та електронних схем, у них виробляється інженерний підхід до
вирішення проблем

4.

Заняття з даного напряму дають здобувачам освіти відчути творчий шлях
від «ідеї» до її «реалізації», тобто весь виробничий цикл.
Мікроелектроніка є ефективним методом для вивчення важливих
галузей науки, технології, конструювання, математики та входить у нову
міжнародну освітню парадигму - STEM-освіту (Science,Technology,
Engineering, Mathematics).

5.

STEM-освіта - це низка чи послідовність курсів або
програм навчання, яка готує учнів до успішного
працевлаштування, до освіти після школи або для
того й іншого, вимагає різних і більш технічно
складних навичок, зокрема із застосуванням
математичних знань і наукових понять.

6.

ВАРІАНТИ ТЕРМІНУ:
• S T E M = Science + Technology + Engineering + Mathematics
(природничі науки, технологія, інжиніринг,
математика).
• STEAM = Science + Technology + Engineering + Arts +
Mathematics
(природничі науки, технологія, інжиніринг, мистецтво,
математика).
• S T R E A M = Science + Technology + Reading+wRiting +
Engineering + Arts + Mathematics
(природничі науки, технологія, читання + письмо,
інжиніринг, мистецтво, математика).

7.

• Актуальність програми обумовлена вимогами часу і полягає у тому, що вона
має на меті виявити вподобання вихованців, які мають зацікавленість
до опанування інженерно-технічними спеціальностями, можливого продовження
навчання у вищих навчальних закладах, а також подальшої роботи на підприємствах
з інженернотехнічних спеціальностей.
• Педагогічна доцільність програми полягає в тому, що дана програма
дозволить виявити вихованців, які мають зацікавленість до технічних знань,
надати їм допомогу у формуванні стійкого інтересу до
побудови радіоелектронних схем і програмування мікропроцесорної техніки.

8.

http://www.topnews.in.ua/ternopil/7819-a-teacherproject-from-ternopil-region-won-the-prestigiouseuropean-competition.html

9.

• мікроконтролер – це спеціалізований
мікроелектронний програмований
прилад, що призначений для
використання у керуючих пристроях,
системах передачі даних та системах
керування технологічними процесами.
МІКРОКОНТРОЛЕРИ

10.

11.

СУЧАСНІ РОБОТИ-АНДРОІДИ
11
Sophia
Atlas
Asimo

12.

12
ЗАСТОСУВАННЯ РОБОТІВ У
ПРОМИСЛОВОСТІ ТА БУДІВНИЦТВІ
Робот Kuka
3D принтер для будівництва цивільних споруд

13.

13
ПЛАТФОРМИ ДОМАШНЬОЇ АВТОМАТИЗАЦІЇ

14.

ПРО ПЛАТФОРМУ…
Arduino - це платформа з
відкритим вихідним кодом, створена
для швидкої і легкої розробки
різноманітних електронних пристроїв.
Може отримувати дані про
навколишній світ завдяки датчикам і
реагувати, керуючи світлом,
електродвигунами та іншими
пристроями.
Мікроконтролер на платі
програмується за допомогою мови
програмування Arduino (заснований на
C / C ++ і скомпонований з
бібліотекою AVR Libc) і середовища
розробки Arduino IDE.

15.

15
СКЛАДОВІ УСПІХУ ARDUINO
Доступне
апаратне
забезпечення
Відкритий
програмний код
Спільнота

16.

НАЙБІЛЬШ ПОШИРЕНІ ПЛАТИ
ARDUINO
Arduino Mega
Arduino Uno
• На основі мікроконтролера ATmega328.
На основі мікроконтролера ATmega2560
• 14 цифрових входів / виходів
54 цифрових входів/ виходів
• 6 аналогових входів
16 аналогових входів
• Кварцовий резонатор на 16 МГц
4 UART (для реалізації послідовних інтерфейсів)
• Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм
для внутрисхемного програмування
(ICSP)
Кварцовий резонатор на 16 МГц
Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм ICSP для
внутрисхемного програмування
Кнопка скидання.
• Кнопка скидання.

17.

НАЙБІЛЬШ ПОШИРЕНІ ПЛАТИ
ARDUINO
Arduino Pro Mini
• На основі мікроконтролера ATmega328.
• 14 цифрових входів / виходів
• 8 аналогових входів
• Кварцовий резонатор на 16 МГц
• Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм для
внутрисхемного програмування (ICSP)
• Кнопка скидання.
Arduino Nano
На основі мікроконтролера ATmega328.
14 цифрових входів / виходів
8 аналогових входів
Кварцовий резонатор на 16 МГц
Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм для
внутрисхемного програмування (ICSP)
Кнопка скидання.

18.

НАЙБІЛЬШ ПОШИРЕНІ ПЛАТИ
ARDUINO
Arduino Leonardo
Arduino Micro
Arduino Due
Arduino Esplora
Arduino Robot
Arduino Ethernet

19.

БУДОВА ПЛАТИ ARDUINO UNO
Роз’єм USB
Роз’єм живлення
Кнопка “Reset”
Кварцовий
резонатор
Цифрові входи/
виходи (8-13)
Живлення для
периферії
Цифрові входи/
виходи (0-7)
Аналогові входи
Індикатор
живлення
Мікроконтролер
ATmega
ISP роз’єм

20.

ATMEGA 328P-PU

21.

МОДУЛІ ARDUINO
Електромагнітне реле
Джойстик
Драйвер двигунів
Мережний модуль
Мікрофон
Датчик диму
Годинник
Датчик температури
Датчик відстані
Модуль NFC
Датчик руху
Датчик вологості
ґрунту

22.

МОДУЛІ ARDUINO
Гіроскоп
Сервопривід
Двигуни з колесами
Модуль сенсорний
Модуль дисплей
Модуль дисплей
дисплей
Nokia
16x2

23.

РАДІОКОМПОНЕНТИ
Резистор
Транзистор
Електролітичний
Керамічний
конденсатор
конденсатор
Напівпровідниковий
Потенціометр
діод
Світлодіоди
Електромагнітне
реле

24.

МОНТАЖНА СХЕМА КЕРУВАННЯ
ЛАМПОЮ

25.

МОНТАЖНА СХЕМА
ПРИЄДНАННЯ ДВИГУНІВ

26.

BREADBOARD (МАКЕТНА ПЛАТА)

27.

МАКЕТУВАННЯ ТА ПОБУДОВА СХЕМ

28.

ПРОГРАМУВАННЯ КОНТРОЛЕРА
Середовище розробки Arduino IDE
складається з вбудованого текстового
редактора програмного коду, області
повідомлень, вікна виведення тексту
(консолі), панелі інструментів з кнопками
часто використовуваних команд і
декількох меню.
Для завантаження програм
середовище розробки підключається до
апаратної частини Arduino за допомогою
USB.
Програма, написана в середовищі
Arduino, називається скетч. Скетч
пишеться в текстовому редакторі, що
має інструменти вирізки / вставки,
пошуку / заміни тексту.

29.

TINKERCAD –
ОНЛАЙН СИМУЛЯТОР
ARDUINO
tinkercad.com

30.

МОЖЛИВОСТІ СИМУЛЯТОРА
TINKERCAD ДЛЯ РОЗРОБНИКА
ARDUINO
• Онлайн платформа (браузер та інтернет).
• Зручний графічний редактор для візуальної побудови
електричних схем.
• Набір попередньо встановлених моделей більшості популярних
електронних компонентів, відсортоване за типами компонентів.
• Симулятор датчиків та інструментів зовнішнього впливу. Ви
можете змінювати показники датчиків, стежачи за тим, як на них
реагує система.
• Вбудований редактор коду Arduino з монітором.
• Візуальний редактор коду Arduino (Scratch)
• Готові для розгортання проекти Arduino зі схемами і кодом.
• Вбудовані підручники і величезне спільнота з колекцією готових
проектів

31.

32.

33.

34.

35.

НАШІ ПРОЕКТИ:

36.

37.

38.

НАШІ МАЙБУТНІ ПРОЕКТИ:

39.

Контроль знань проводиться у формі тестових завдань і творчих
робіт.
Критеріями оцінювання рівня засвоєння програми є:
- відповідність рівня теоретичних знань, практичних умінь вихованців;
- самостійність роботи;
- осмислення дій;
- відповідність практичної діяльності програмним вимогам;
- вміння презентувати і захистити власний творчий продукт.

40.

ВИСНОВОК
Отже, з власного досвіду, можу зробити такий висновок, що
використання робототехніки в освітньому процесі дає можливість
навчити вихованців принципам і методам розробки,
конструювання та програмування керованих електронних
пристроїв на базі обчислювальної платформи Arduino (Ардуіно),
основам програмування у візуальному середовищі
програмування Scratch (Скретч) , сприяє розвитку у вихованців
науково-технічних творчих здібностей і формування стійкої
мотивації до технічної творчості. А проєктна діяльність здобувачів
освіти навчає їх втілювати свої ідеї в життя, використовуючи будь – які
доступні методи і засоби.