Презентація Робототехніка в школі

Робототехніка. Кальненська гімназія. Кондрат Петро Михайлович

Розвиток сучасного виробництва дало поштовх такому напрямку як мікроелектроніка. Все більше пристроїв з'являється у навколишньому світі, які містять у собі електричні компоненти, датчики та інші елементи. Але, в Україні існує недостатня забезпеченість інженерними кадрами, які працюють у сфері мікроелектроніки. У зв’язку з цим, є необхідність підвищити важливість професії інженера і вести ефективну планомірну роботу з підлітками з профорієнтації.

Основний акцент у засвоєнні змісту програми робиться на використання проектної діяльності і самостійність у створенні проєктів та технічних моделей, що дозволяє отримати повноцінні і конкурентоспроможні продукти. Проєктна діяльність, яка використовується в процесі навчання, сприяє розвитку основних компетентностей вихованця (практична, пізнавальна, творча, соціальна) При виготовленні моделей вихованці стикаються з вирішенням питань побудови радіотехнічних та електронних схем, у них виробляється інженерний підхід до вирішення проблем

Заняття з даного напряму дають здобувачам освіти відчути творчий шлях від «ідеї» до її «реалізації», тобто весь виробничий цикл. Мікроелектроніка є ефективним методом для вивчення важливих галузей науки, технології, конструювання, математики та входить у нову міжнародну освітню парадигму - STEM-освіту (Science,Technology, Engineering, Mathematics).

STEM-освіта - це низка чи послідовність курсів або програм навчання, яка готує учнів до успішного працевлаштування, до освіти після школи або для того й іншого, вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять.

ВАРІАНТИ ТЕРМІНУ: S T E M = Science + Technology + Engineering + Mathematics (природничі науки, технологія, інжиніринг, математика). STEAM = Science + Technology + Engineering + Arts + Mathematics (природничі науки, технологія, інжиніринг, мистецтво, математика). S T R E A M = Science + Technology + Reading+w. Riting + Engineering + Arts + Mathematics (природничі науки, технологія, читання + письмо, інжиніринг, мистецтво, математика).

Актуальність програми обумовлена вимогами часу і полягає у тому, що вона має на меті виявити вподобання вихованців, які мають зацікавленість до опанування інженерно-технічними спеціальностями, можливого продовження навчання у вищих навчальних закладах, а також подальшої роботи на підприємствахз інженернотехнічних спеціальностей. Педагогічна доцільність програми полягає в тому, що дана програмадозволить виявити вихованців, які мають зацікавленість до технічних знань,надати їм допомогу у формуванні стійкого інтересу допобудови радіоелектронних схем і програмування мікропроцесорної техніки.

http://www.topnews.in.ua/ternopil/7819-a-teacher-project-from-ternopil-region-won-the-prestigious-european-competition.html

Мікроконтролеримікроконтролер – це спеціалізований мікроелектронний програмований прилад, що призначений для використання у керуючих пристроях, системах передачі даних та системах керування технологічними процесами.

СУЧАСНІ РОБОТИ-АНДРОІДИAsimo. Sophia. Atlas11

Застосування роботів У промисловості та будівництві3 D принтер для будівництва цивільних споруд. Робот Kuka 12

Платформи домашньої автоматизації13

Про платформу…Arduino - це платформа з відкритим вихідним кодом, створена для швидкої і легкої розробки різноманітних електронних пристроїв. Може отримувати дані про навколишній світ завдяки датчикам і реагувати, керуючи світлом, електродвигунами та іншими пристроями. Мікроконтролер на платі програмується за допомогою мови програмування Arduino (заснований на C / C ++ і скомпонований з бібліотекою AVR Libc) і середовища розробки Arduino IDE.

Доступнеапаратнезабезпечення. Відкритий програмний код. Спільнота. Складові успіху Arduino15

Найбільш поширені плати Arduino. Arduino Uno. На основі мікроконтролера ATmega328.14 цифрових входів / виходів6 аналогових входів. Кварцовий резонатор на 16 МГц. Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм для внутрисхемного програмування (ICSP) Кнопка скидання. Arduino Mega. На основі мікроконтролера ATmega256054 цифрових входів/ виходів16 аналогових входів4 UART (для реалізації послідовних інтерфейсів)Кварцовий резонатор на 16 МГц. Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм ICSP для внутрисхемного програмування. Кнопка скидання.

Найбільш поширені плати Arduino. Arduino Pro Mini. На основі мікроконтролера ATmega328.14 цифрових входів / виходів8 аналогових входів. Кварцовий резонатор на 16 МГц. Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм для внутрисхемного програмування (ICSP) Кнопка скидання. Arduino Nano. На основі мікроконтролера ATmega328.14 цифрових входів / виходів8 аналогових входів. Кварцовий резонатор на 16 МГц. Роз'єм USB, роз'єм живлення, роз'єм для внутрисхемного програмування (ICSP) Кнопка скидання.

Найбільш поширені плати Arduino. Arduino Leonardo. Arduino Due. Arduino Robot. Arduino Micro. Arduino Esplora. Arduino Ethernet

Будова плати Arduino Uno. Цифрові входи/ виходи (8-13)Індикатор живлення. Кнопка “Reset”Роз’єм USBРоз’єм живлення. Кварцовий резонатор. Живлення для периферіїАналогові входи. Мікроконтролер ATmega. Цифрові входи/ виходи (0-7)ISP роз’єм

ATMEGA 328 P-PU

Модулі Arduino. Електромагнітне реле. Мікрофон. Датчик відстаніДжойстик. Драйвер двигунів. Мережний модуль. Датчик диму. Годинник. Датчик температури. Модуль NFCДатчик руху. Датчик вологості ґрунту

Модулі Arduino. Гіроскоп. Сервопривід. Двигуни з колесами. Модуль сенсорнийдисплей. Модуль дисплей. Nokia. Модуль дисплей16x2

Радіокомпоненти. Резистор. Електролітичнийконденсатор. Керамічнийконденсатор. Світлодіоди. Транзистор. Напівпровідниковийдіод. Потенціометр. Електромагнітнереле

Монтажна схема керування лампою

Монтажна схема приєднання двигунів

Breadboard (Макетна плата)

Макетування та побудова схем

Програмування контролера. Середовище розробки Arduino IDE складається з вбудованого текстового редактора програмного коду, області повідомлень, вікна виведення тексту (консолі), панелі інструментів з кнопками часто використовуваних команд і декількох меню. Для завантаження програм середовище розробки підключається до апаратної частини Arduino за допомогою USB. Програма, написана в середовищі Arduino, називається скетч. Скетч пишеться в текстовому редакторі, що має інструменти вирізки / вставки, пошуку / заміни тексту.

Tinkercad –онлайн симулятор Arduinotinkercad.com

Можливості симулятора Tinkercad для розробника Arduino. Онлайн платформа (браузер та інтернет). Зручний графічний редактор для візуальної побудови електричних схем. Набір попередньо встановлених моделей більшості популярних електронних компонентів, відсортоване за типами компонентів. Симулятор датчиків та інструментів зовнішнього впливу. Ви можете змінювати показники датчиків, стежачи за тим, як на них реагує система. Вбудований редактор коду Arduino з монітором. Візуальний редактор коду Arduino (Scratch)Готові для розгортання проекти Arduino зі схемами і кодом. Вбудовані підручники і величезне спільнота з колекцією готових проектів

Наші проекти: Смарт смітничок

Наші майбутні проекти: Фітокартина з автополивом. Проект розумного будинку

Контроль знань проводиться у формі тестових завдань і творчих робіт. Критеріями оцінювання рівня засвоєння програми є:- відповідність рівня теоретичних знань, практичних умінь вихованців;- самостійність роботи;- осмислення дій;- відповідність практичної діяльності програмним вимогам;- вміння презентувати і захистити власний творчий продукт.

Висновок. Отже, з власного досвіду, можу зробити такий висновок, що використання робототехніки в освітньому процесі дає можливість навчити вихованців принципам і методам розробки, конструювання та програмування керованих електронних пристроїв на базі обчислювальної платформи Arduino (Ардуіно), основам програмування у візуальному середовищі програмування Scratch (Скретч) , сприяє розвитку у вихованців науково-технічних творчих здібностей і формування стійкої мотивації до технічної творчості. А проєктна діяльність здобувачів освіти навчає їх втілювати свої ідеї в життя, використовуючи будь – які доступні методи і засоби.

Дякую за увагу!