Основы робототехники Модуль 1

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