Сторінка гуртка позашкільної освіти “Основи робототехніки на платформі Arduino”

Місія гуртка

На сьогоднішній день галузь робототехніки набула надзвичайно широкого розвитку. Роботів найрізноманітнішого призначення можна зустріти на виробництві, у побуті, у військовій промисловості, у медицині та інших галузях. Тому для створення та обслуговування таких роботів потрібні висококваліфіковані інженерні кадри. 

Використовуване апаратне та програмне забезпечення

Arduino – це апаратна обчислювальна платформа для аматорського конструювання, основними компонентами якої є плата мікроконтролера з елементами вводу/виводу яка може використовуватися для створення автономних інтерактивних об’єктів.

Найбільш часто використовувані плати Arduino

Середовище розробки

Мета роботи гуртка

Формування ключових компетентностей особистості засобами робототехніки.

Завдання гуртка

Формуванні таких компетентностей:

• пізнавальної, яка передбачає оволодіння поняттями, знаннями з основ електротехніки, програмування, проектування та конструювання з використанням платформи Arduino; засвоєння технічних та технологічних знань та уявлень про особливості робототехніки на платформи Arduino;
• практичної, яка орієнтована на формування техніко-технологічних вмінь і навичок, проектування, конструювання та програмування робототехнічних пристроїв на платформі Arduino;
• творчої, яка передбачає набуття досвіду власної творчої діяльності з створення робототехнічних пристроїв, розв’язання творчих завдань, здатності проявляти творчу ініціативу; формування вміння самостійно використовувати інформаційні технології; розвиток конструкторських, винахідницьких, творчих здібностей, системного, просторового і логічного мислення, уяви, фантазії, формування стійкого інтересу до науково-технічної творчості, потреби у творчій самореалізації;
• соціальної, яка передбачає розвиток трудової культури, досягнення високого рівня освіченості і вихованості; емоційний та інтелектуальний розвиток; формування кращих особистісних рис (відповідальність, чесність, працелюбство, самостійність), ціннісного ставлення до себе та інших, вміння працювати у колективі; формування громадської поведінки, патріотизму, любові до України.

Приципи роботи гуртка

В основу робота гуртка базується на  принципах: від простого до складного, науковості, доступності; єдності навчання й виховання. Послідовне викладення матеріалу забезпечує змістовне розуміння процесів роботизації та дозволяє засвоїти всі етапи на шляху створення робота.

Тривалість та типи занять

Програма роботи гуртка передбачає 1 рік навчання на основному рівні, на опрацювання навчального матеріалу відводиться 216 год. (6 год./тиждень).

Робота гуртка передбачає проведення теоретичних та практичних занять. Теми подано в порядку зростання складності матеріалу. Під час практичних занять передбачається виконання конкретного, однакового для всіх завдання.

Орієнтовний перелік тем занять

• Вступ 
• Основи електроніки 
• Основи програмування 
•  Пасивні електронні компоненти
• Діоди та транзистори
• Керування світлодіодом
• Основні компоненти Arduino
• Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ)
• Базові поняття про автоматизацію
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. Кнопки та джойстик 
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. Фоторезистор
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. RGB-світлодіод
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. Семисегментний індикатор
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. П’єзоелектричний випромінювач (buzzer) 
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. Світлодіодна матриця 8х8
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. Інфрачервоний сенсор відстані TCRT5000
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. Ультразвуковий сонар HC-SR04
• Огляд набору датчиків та виконавчих елементів. OLED-дисплей
• Двигун постійного струму
• Серводвигун 
• Макетування
• Технологія паяння
• Конструювання робо-машини LineTracker
• Конструювання робо-машини, що оминає перешкоди
• Підготовка власного проєкту
• Змагання роботів
•  Підбиття підсумків.

Більш детально з програмою роботи гуртка можна ознайомитися за посиланням

Контроль результатів навчання

Формою контролю за результативністю навчання є підсумкові, залікові заняття, захист творчої роботи, участь у змаганнях та конкурсах.

Очікується, що за результатами навчання вихованці:

мають знати і розуміти:

• основи електроніки;
• графічне позначення радіоелементів на схемах;
• одиниці виміру струму, опору, напруги тощо;
• різновиди плат Arduino;
• фізичні явища, що лежать в основі вивчених технічних приладів;
• основні компоненти плати Arduino UNO;
• засоби автоматики: давачі та сенсори, керуючі пристрої (контролери, драйвери), виконавчі механізми;
• середовище розробки програм Arduino IDE: функції, типи змінних, умовні та логічні оператори, операції порівняння, цикли тощо;
• основи креслення;
• інструменти та матеріали, необхідні для паяння;
• будову та принцип роботи робо-машини LineTracker;
• правила техніки безпеки при роботі в гуртку.

мають уміти і застосовувати:

• підключати давачі та сенсори, керуючі пристрої (контролери, драйвери), виконавчі механізми до плати Arduino UNO;
• створювати програми в середовищі ArduinoIDE;
• розробляти та малювати електроні схеми;
• складати на макетній платі електричне коло;
• прилади для вимірювання сили електричного струму, опору, напруги;
• працювати з джерелами інформації;
• вирішувати технічні завдання в процесі конструювання та програмування роботів;
• працювати з паяльною станцією та виконувати паяні з’єднання;
• створювати діючі моделі роботів на основі Arduino UNO;
• шукати та виправляти помилки в написаних програмах;
• презентувати технічні можливості створених роботів.

мають набути досвід:

• складання на макетній платі електричного кола;
• проектування та програмування роботів;
• написання та редагування програм в середовищі Arduino IDE;
• програмування та налагодження роботи створеної для робота програми;
• роботи з сенсорами, керуючими пристроями (контролери, драйвери), виконавчими механізмами;
• пошуку та обробки інформації;
• участі у змаганнях;
• роботи над власним проектом

Особливості роботи гуртка

Навчання у гуртку не потребує спеціальної підготовки та спеціальних знань. Навчальний матеріал програми адаптований до занять з учнями різного рівня підготовки.Робота гуртка спрямована на вихованців з 15 років

З метою розвитку та підтримки обдарованих та талановитих вихованців, здобуття ними практичних навичок і для задоволення їхніх потреб у професійному самовизначенні поряд із груповими, колективними формами роботи проводиться індивідуальна робота з учнями при підготовці до змагань, виставок та інших масових заходів.

Створюються умови для диференціації та індивідуалізації навчання відповідно до творчих здібностей, обдарованості, віку, психофізичних особливостей, стану здоров’я вихованців.

Місце проведення занять

вул. Політехнічна, 37, корпус 20 КПІ, 4 поверх, кафедра Автоматизованих електромеханічних систем та електроприводу, ауд. 408

Час проведення занять

Щосуботи з 10-00 до 16-00

За довідками звертатися на кафедру АЕМСЕП КПІ за телефонами  (044)204-80-30, (044)204-83-56, Telegram 0993837564