Школьные будни юных робототехников

IMG_4676_smПрошло уже две недели с моего последнего отчета о занятиях в УКШ. За это время мы успели познакомиться с новыми интересными устройствами и технологиями. Придумали новые идеи для учебных проектов и лабораторных работ. А также, протестировали прототип нашего макетного стенда.

LCD16x2_sm

LCD 1602

Жидкокристаллический дисплей

Сразу после знакомства с кнопками и зуммером, мы приступили к изучению ЖК дисплея. Если внимательно осмотреться, то мы найдем эти небольшие экранчики во многих, давно нам знакомых, приборах. ЖК индикаторы помогают электронным устройствам доносить важную информацию до человека на естественном для него языке. Лично я насчитал вокруг себя три таких дисплея: в домофоне, наручных часах и в мультиметре. Конечно, я еще не посчитал самодельные устройства, типа пульта для квадрокоптера.

В нашем курсе мы используем ЖК дисплей для отображения текущего времени, показаний температурного датчика и ультразвукового дальномера. В более сложном курсе, посвященном мобильному роботу, этот индикатор будет использоваться для общения робота с человеком.

IMG_4653_sm

Успешно выполненное задание, в котором используется микросхема АЦП и ЖК дисплей.

Надо также заметить, что сам по себе миниатюрный дисплей, символьный или графический, является хорошим аттрактором внимания ученика. Я думаю каждый, кто занимается электроникой, испытывал детский восторг после успешного подключения своего первого дисплея ( я то точно радовался ).

Аналого-цифровой преобразователь

Другое важное занятие было посвящено аналого-цифровому преобразованию сигналов. Звучит этот термин сложно, и еще более сложным оказалось объяснить его суть. Но даже не до конца понимая основ электроники, наш курс позволяет использовать этот интересный прибор для решения насущных задач робототехники.

tmp35

Датчик температуры TMP35

Возьмем, для примера, саму простую задачку — подключение датчика температуры.  Мы специально включили в набор именно аналоговый прибор TMP35, чтобы можно было построить цепочку «датчик — АЦП — контроллер — ЖК дисплей». Результатом выполнения этой лабораторной работы является законченный прибор — цифровой термометр. Если, по этой же схеме, подключить ещё датчики влажности и давления, то у нас уже будет комплексный прибор, из которого в дальнейшем, можно сделать переносную гидрометеостанцию.

В этой же лабораторной работе обнаружился один неприятный нюанс. Дело в том, что наши ученики пока не очень разбираются в электрических схемах, и нумерация ног различных микросхем и прочих полупроводниковых приборов для них пока является «японской грамотой». Как следствие, примерно половина всех команд перепутала полярность при подключении этого датчика. Благо, прибор оказался дюже стойким, и лишь сильно грелся от такого грубого обращения.

Широтно-импульсная модуляция

В эту пятницу удалось разобраться с ещё одним страшным зверем, имя которому —  широтно-импульсная модуляция. Именно на этом, на поверку простом принципе основано управление всеми подвижными частями робота. Например, наш мобильный робот передвигается с помощью двух электрических двигателей. И для того чтобы менять скорость его движения мы будем использовать именно ШИМ.

Модификация учебного набора

Теперь что касается процесса обучения.

Во-первых, я отказался от бумажных  методичек в угоду цифровым технологиям. Сейчас ребята знакомятся с заданиями из PDF файлов, которые загружают с нашего сайта в начале занятий. Надо сказать, просмотр PDF на Raspberry PI изрядно тормозит, и на следующем этапе мы опубликуем курсы в форме веб-страничек.

Во-вторых, за время проведения шести занятий мы немного модифицировали исходные учебные наборы.

  • Добавлен двигатель постоянного тока для изучения принципов ШИМ.
  • Добавлены светодиоды с разноцветными корпусами. Теперь не нужно гадать какой цвет излучает прибор, имеющий бесцветную линзу.
  • Резисторы 0.125Вт заменены на более мощные — 0.25Вт. Но не из-за нехватки мощности, а из-за того, что более слабые резисторы имеют слишком тонкие выводы, и гнутся при попытке воткнуть их в макетную плату.

IMG_4618_smIMG_4684_sm

 

На следующей неделе мы возьмемся за ультразвуковой датчик расстояния, и попробуем получить данные с аналогового акселерометра. И, наконец, приступим к следующему этапу нашего обучения — созданию мобильного робота.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>