Основы робототехники Модуль 1

Курс “Основы робототехники” состоит из двух модулей.

Первый модуль – это “Основы автоматики, микроконтроллерной техники и программирования”. В модуле изучаются принципы работы с базовыми компонентами роботов.

Курс предполагает освоение современной элементной базы, включающей датчики, реагирующие на свет, звук, температуру, ультразвуковые и инфракрасные дальномеры, а также исполнительные устройства – двигатели и сервоприводы, являющиеся основой робототехники.

Программа 1 модуля

Занятие N1. Основы электроники и программирования.

  • Введение в электронику и робототехнику;
  • Знакомство с платформой, средой разработки и языком программирования Arduino;
  • Изучение принципов работы резистора и светодиода.

Занятие N2. Архитектура Arduino. Основы языка С++.

  • Знакомство с архитектурой платформы Arduino Uno, цифровыми входами и выходами, контактными датчиками;
  • Основы языка программирования С++;
  • Изучение принципов работы контактных датчиков и кнопок.

Занятие N3. Потенциометр.

  • Аналоговые входы;
  • Использование монитора последовательного порта для обмена данными с другими устройствами;
  • Изучение принципов работы потенциометра для регуляции различных параметров – громкости звука, мощности, напряжения и т.п.

Занятие N4. Широтно-импульсная модуляция.

  • Широтно-импульсная модуляция и управление цифровыми выходами по сигналам
    от аналоговых входов;
  • Изучение принципов работы пьезоизлучателя как генератора сигнала.

Занятие N5. Система технического зрения робота.

  • Система технического зрения робота. Сенсорные устройства;
  • Изучение принципов работы фоторезистора как датчика освещения и микрофона.

Занятие N6. Термистор и оптопара.

  • Изучение принципов работы термистора на примере метеостанции;
  • Оптопара как датчик отслеживания линии.

Занятие N7. Инфракрасные и ультразвуковые дальномеры

  • Бесконтактные датчики препятствий, определение расстояния до объекта;
  • Использование внешних библиотек для подключения устройств;
  • Изучение принципов работы инфракрасного датчика препятствий и ультразвукового дальнометра.

Занятие N8. Инфракрасный дальномер. Калибровка.

  • Основы работы в Excel. Калибровка ИК-дальномера;
  • Изучение принципов работы инфракрасного дальномера.

Занятие N9. Управление сервоприводом.

  • Сервомашинки;
  • Основные характеристики и принципы управления;
  • Широтно- импульсная модуляция;
  • Изучение принципов работы сервопривода.

Занятие N10. Управление сервоприводом по данным от дальномеров.

  • Самостоятельное закрепление материала по управлению сервомашинками;
  • Решение комплексных задач управления.

Занятие N11. Полупроводниковые приборы.

  • Полупроводниковые приборы;
  • Транзистор как электронный ключ и усилитель сигнала;
  • Подключение электродвигателя через транзистор;
  • Изучение принципов работы полупроводникового диода, трехцветного светодиода, транзистора и электродвигателя.

Занятие N12. Управление двигателем.

  • Н-мост и управление электродвигателем при помощи микросхем;
  • Подключение электродвигателя с внешним источником питания;
  • Изучение принципов работы микросхем L293D, L298N, модуля Motor Shield