Ресурсный набор к универсальному комплекту для организации командных и индивидуальных инженерных соревнований имеет в своем составе:
1) Набор НАУРОБО «Основы программирования роботов на языке Си»
2) Комплект цифровых датчиков
1) Описание «Набора НАУРОБО «Основы программирования роботов на языке Си»»
Предназначение
Набор предназначен для обучения детей среднего и старшего возраста приемам программирования робототехнических устройств на языке С (Си).
Области знаний и применение
Набор способствует пониманию основ спортивной и исследовательской робототехники, развитию инженерного и алгоритмического мышления.
Набор позволяет собирать модели разных устройств с использованием конструктивных элементов и электронных компонентов, а также программировать их поведение в зависимости от внешних факторов или внутреннего состояния модели.
Чему научится ребенок
Набор ознакомит обучаемого с базовыми понятиями языка С (Си) (типами данных, переменными, условиями, циклами, работе с числами, массивами, строками, указателями, ссылками, структурами, пользовательскими функциями и модулями) и применит эти знания для управления реальными объектами.
Кроме того, набор познакомит с основными принципами работы электронных приборов (цифровые и аналоговые сигналы, ШИМ модуляция, цифровые протоколы связи), электронными устройствами (светодиод, кнопка, аналоговый и цифровой датчик, сервомотор, мотор постоянного тока, разные устройства индикации) и алгоритмами (цифровые методы обработки сигналов и различные регуляторы), применяемыми в робототехнике и системах с обратной связью.
Способ работы
Набор представляет собой конструктор, обеспечивающий изучение основ робототехники, в частности, электроники, мехатроники, программирования и алгоритмизации.
Работа с набором объединяет в себе задачи по механической сборке корпусных элементов и электрических схем, программированию, а также изучению взаимодействия между разными устройствами посредством проводных и беспроводных протоколов передачи данных.
Состав:
— Ардуино-совместимая платформа с аккумуляторным блоком
— Блок питания
— Мотор (2 штуки)
— Сервомотор
— Комплект конструктивных деталей
— Светодиод зеленый
— Светодиод красный
— ИК-датчик
— Сенсорный датчик
— Одноразрядный 7-сегментный светодиодный индикатор
— Четырехразрядный 7-сегментный светодиодный индикатор
— Светодиодная матрица с модулем управления
— Жидкокристаллический символьный цифровой дисплей
— Методическое обеспечение
— Система хранения
Весь набор укомплектован в пластиковую систему хранения с ложементом, которая закрывается прозрачной пластиковой крышкой на защелках для обеспечения наблюдения за содержимым.
Методическое обеспечение
Методическое пособие содержит базовые основы программирования на языке С (Cи):
— Типы данных
— Переменные
— Встроенные функции
— Объекты
— Структуры данных
— Модули
— Циклы алгоритмы
Представлено описание программной среды для написания кода на языке С (Cи), её функциональные возможности и режимы работы. Имеется описание специальных библиотек и объектов, которые позволяют работать с памятью управляющей платы, внешними электронными устройствами, подключаемыми исполнительными механизмами, датчиками и средствами визуализации.
Дополнительно приведены практические примеры использования данных модулей и объектов с пояснениями и подробными комментариями.
Для наглядности и понимания, на примере простейшей программы описана схема действий начинающего программиста с момента написания и отладки кода до момента записи конечной программы в контроллер управляющей платформы для последующего автоматического запуска.
Также описаны наиболее распространенные ошибки и пути их решения.
Программное обеспечение (в рамках приказа 804 поставляется отдельным пунктом в составе «Образовательный модуль для углубленного изучения механики, мехатроники, систем автоматизированного управления и подготовки к участию в соревнованиях»)
Программное обеспечение включает в себя интегрированную среду разработки, примеры использования в языке C (Си) разных типов и структур данных, используемых в робототехнике.
Примеры демонстрируют работы с разными типами исполнительных механизмов, датчиков и средств визуализации данных, входящих в состав набора.
Интегрированная среда разработки функционирует на устройствах под управлением ОС семейства Windows, а также ОС семейства Linux.
Примеры использования в коде программ на языке C (Си) разных типов и структур данных знакомят обучаемого с основными принципами построения программной логики, а применяемые подходы – с принципами программирования конечных устройств на основе микроконтроллеров.
Примеры работы с разными типами исполнительных механизмов, датчиков и средств визуализации данных, входящих в состав набора, построены в виде мини-уроков, позволяющих впоследствии компоновать их с целью пошагового проектирования устройства с расширенным функционалом.
2) Описание «Комплекта цифровых датчиков»
Состав:
— Цифровой Р-датчик pH (диапазон измерений от 0 до 14 ед. pH при 20 градусах Цельсия)
— Цифровой Р-датчик влажности (диапазон измерений от 0 до 100%)
— Цифровой Р-датчик влажности почвы (диапазон измерений от 0 до 50%)
— Цифровой Р-датчик магнитного поля (диапазон измерений от -40 до +40 мТл)
— Цифровой Р-датчик температуры (диапазон измерений от -20 до +110 градусов Цельсия)
— Цифровой Р-датчик электропроводности (диапазон измерений от 0 до 10 мСм/см)
— Кабель соединительный (6 штук)
— Система хранения
Возможности и преимущества цифровых датчиков
Все датчики, входящие в цифровую лабораторию, имеют разъемы USB.
Корпуса датчиков изготовлены из ударопрочного пластика.
Р-датчик работает как с устройствами под управлением ОС семейства Windows, так и на устройствах под управлением ОС семейства Android. Кроме того, Р-датчик подключается к Arduino-совместимым робототехническим изделиям и к имеющимся блокам сбора данных.
Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой Р-датчик имеет 2 разъема. Для подключения к компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android используется разъем USB.
Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям и к имеющимся блокам сбора данных используется коммуникационный разъем IDC-типа.
Р-датчик позволяет выполнять одновременное подключение IDC разъема к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на компьютер и на робототехническое устройство (блок сбора данных), что необходимо при разработке или настройке робототехнического устройства.