Робоштурм

25 ноября 2017, г. Ярославль, ул. Собинова, д. 36а, юридический факультет ЯрГУ

Образование

lorem

Курс «Прикладная информатика: основы схемотехники, программирования и робототехники»

Программа повышения квалификации предназначена для педагогических работников муниципальных общеобразовательных учреждений, заинтересованных в изучении и преподавании направлений, связанных со схемотехникой, программированием и робототехникой. Цель программы состоит в изучении основ схемотехники, программирования и робототехники на базе платформы Arduino. Программа включает в себя многочисленные примеры, которые позволят обучающимся научиться применять знания, связанные со схемотехникой, программированием и робототехникой, для решения задач управления электрическими схемами с использованием микроконтроллерных систем, конструирования автономных мобильных роботов, а также управления робототехническими платформами с использованием платы Arduino Uno.

  1. Рабочая программа курса
  2. Тематика курса
    • Введение в робототехнику. История развития робототехники. Примеры робототехнических систем. Обзор существующих образовательных роботизированных платформ (Lego, Arduino, Pololu и др.). Обзор устройства микроконтроллера. Обзор платы Arduino (электропитание, аналоговые входы, цифровые входы и выходы и т. п.). Происхождение платы Arduino. Семейство плат Arduino. Установка программного обеспечения (среда Arduino IDE и среда Scratch для Arduino). Прошивка firmware для работы с языком Scratch. Создание первой программы на Scratch. Примеры использования платы Arduino. Цикл восприятие-действие (восприятие, локализация, планирование, управление движением). Презентацию к лекции можно скачать здесь. Скачать среду Arduino IDE, а также ознакомиться с документацией по ней можно здесь. Все необходимое для начальной работы со средой S4A можно найти по следующей ссылке. Программу S4A можно скачать здесь. Прошивку для Arduino, которую нужно залить на плату для взаимодействия со средой S4A, можно найти по следующей ссылке. Альтернативой к среде S4A может являться среда mBlock, которая позволяет отвязать проект на Arduino от персонального компьютера и сделать его автономным (ссылка).
    • Основы схемотехники. Основные параметры электрических цепей. Элементарные электрические схемы (принципиальные и монтажные) и элементы электрических цепей. Макетная доска и работа с мультиметром. Интерактивный калькулятор цветового кода резистора можно найти здесь. При изучении данной темы рекомендуется обратиться к следующему источнику. Рекомендуется ознакомиться с программой Fritzing, которая позволяет выполнять разработку проектов, связанных с электроникой (ссылка).
    • Основы программирования на языках С и Scratch. Базовые определения (переменные, выражения, операторы, функции, массивы, строки, типы данных и т. п.). Инструкции управления (if, for, while и т. п.). Правила оформления программного кода. Создание простейших программ с использованием языков C и Scratch. Видеоуроки по работе с платой Arduino, используя языки C и Scratch, можно найти здесь и здесь. Примеры проектов для плат Arduino можно найти здесь.
    • Устройство и программирование мобильного робота. Основные компоненты роботизированной платформы (плата управления, мезонинные платы (шилды), датчики, двигатели и т. п.). Изучение робота Pololu 3pi и библиотек, необходимых для его программирования. Простейшие алгоритмы управления мобильным роботом. Алгоритмы следования робота по нарисованной линии (релейный алгоритм и алгоритм на основе П-регулятора). Начало работы с роботом Pololu 3pi можно найти здесь. Начальные программные коды для программирования робота Pololu 3pi можно найти здесь. Макеты полигонов для следования по линии можно скачать по следующей ссылке.
  3. Список рекомендуемой литературы
    • Бачинин А., Панкратов В., Накоряков В. Основы программирования микроконтроллеров. – М.: ООО «Амперка», 2013.
    • Монк С. Программируем Arduino. Основы работы со скетчами. – СПб.: Питер, 2016.
    • Блум Д. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства. – СПб.: БХВ-Петербург, 2015.
    • Монк С. Программируем Arduino. Профессиональная работа со скетчами. – СПб.: Питер, 2017.
    • Бройнль Т. Встраиваемые робототехнические системы: проектирование и применение мобильных роботов со встроенными системами управления. – М.-Ижевск: Ижевский институт компьютерных исследований, 2012.