Иванов Константин Игоревич

Уроки по Arduino: Оглавление

Введение

дизайн

Данное учебное пособие предназначено для преподавателей, учителей, а также учебных центров. Позволяет с легкостью организовать полноценный учебный процесс в течение года. Занятия проводятся раз в неделю по два академических часа. Данное пособие будет интересно как профессионалам, так и начинающим преподавателям.

Программа состоит из четырех четвертей, каждая из которых состоит из восьми уроков. Урок делится на две части: теоретическую и практическую. В теоретической части изложена информация, необходимая для построения электрических схем, описываются физические принципы работы элементов, основы программирования. В практической части пошагово описывается процесс разработки проекта, начиная сборкой схемы и заканчивая написанием программы.

Первые два месяца изучается среда визуального программирования Scratch for Arduino (S4A). Это творческая среда, в которой, помимо работы с Arduino, можно взаимодействовать с графикой и звуками. Программа на S4A состоит из блоков, которые окрашены в разные цвета, в зависимости от назначения и соединяются между собой подобно элементам пазла. Программирование в данной среде развивает у детей абстрактное и логическое мышление, знакомит с основными принципами программирования и алгоритмизации.

Затем учебная программа предусматривает переход на среду графического программирования ArduBlock. Она особенно интересна и полезна при обучении основам программирования и робототехники, так как не требует изучения основ какого-либо языка программирования, а позволяет создавать программу при помощи мыши, используя готовые "кубики" или блоки будущей программы.

Затем учебная программа предусматривает переход на текстовое программирование средствами языка C++, адаптированного для Arduino. Текстовое программирование позволяет использовать больше возможностей контроллера и создавать более сложные проекты.

Ученик имеет возможность собрать робота МК3М - миниатюрного робота, выполняющего простейшие функции в быту. Далее на макете “Умный дом” разработать и запрограммировать любые устройства умного дома и интернета вещей. Этот курс раскрывает понятия - «Автоматическая система», «Умный дом», «Сервисная робототехника», «Интернет оф Сингс», «Биг Дэйта» (обработка, анализ и визуализация данных).

На данный момент отрасль IT является одной из самых востребованных и высокооплачиваемых. С роботизацией и автоматизацией мира уменьшается количество рабочих мест, в сфере услуг, или требующих физического труда. В это время увеличивается потребность в технических специалистах.

Программа курса направлена на развитие у детей логического мышления, получение ими базовых знаний по информатике, программированию, схемотехнике и конструированию.

По окончании курса учащиеся будут уметь работать с аппаратной вычислительной платформой Arduino, уметь составлять алгоритмы и реализовать их в средах визуального програмирования S4A, ArduBlock и в среде програмирования Arduino IDE. Научатся создавать устройства «Умного дома» и «Интернет вещей».


 

Первые  5 уроков по Arduino буду выкладываться ежедневно, начиная с 3 июня, последующие будут обновляться 1 раз в два дня.
10 первых уроков будут предоставлены в открытом доступе. Для прохождения дальнейшего обучения необходимо будет зарегистрироваться на сайте.


 

 

Оглавление

дизайн

 

Семестр I

Четверть 1

УрокиУрок 1: Управление светом.

Познакомиться с аппаратной платформой Arduino и визуальной средой программирования s4a. Получить базовые знания об электрическом токе, проводниках, беспаечной плате, некоторых электроэлементах. Познакомиться с правилами подключения светодиода и кнопки, научиться создавать программы для работы с ними.

УрокиУрок 2: Автоматический ночник.

Получить знания о назначении, принципе работы и правилах подключения потенциометра и фоторезистора. Узнать о видах и режимах работы портов.

УрокиУрок 3: Охранная система.

Получить знания о назначении, принципе работы и правилах подключения датчика движения, зуммера и RGB — светодиода. Создание охранной системы, реагирующей на движение.

УрокиУрок 4: Автоматическая поилка для домашних животных.

Получить знания о назначении, принципе работы и правилах подключения серводвигателя и датчика уровня воды. Научиться использовать электроэлементы в комплексе с подручными средствами для создания простых систем автоматизации. Создать прототип автоматической поилки для домашних животных.

УрокиУрок 5: Визуальный термометр.

Получить знания о назначении, принципе работы и правилах подключения датчика температуры. Научиться работать с объектами в среде S4A. Создать простую систему визуализации.

УрокиУрок 6: Дистанционный светильник.

Получить знания об инфракрасной связи. Научиться работать с ИК приемником и пультом.

УрокиУрок 7: Прототип игры «Кроты» с двумя кнопками.

Получить навыки в создании сложных алгоритмов. Применить знания о работе с кнопками и светодиодами для создания игры. Создать прототип игры «Кроты» с двумя кнопками.

УрокиУрок 8: Игра «Кроты».

Закрепить навыки в создании сложных алгоритмов. Создать игру «Кроты» с пятью кнопками.

УрокиИтоговое занятие №1.

 

Четверть 2

УрокиУрок 9: Электронное пианино.

Познакомиться с IDE Arduino. Научиться создавать простейшие программы с помощью языка С++. Узнать о назначении и правилах подключения пьезоизлучателя. Создание прототипа пианино с кнопками и зуммером.

УрокиУрок 10: Часы на шаговом двигателе.

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения шагового двигателя. Познакомиться с такими понятиями, как переменная, библиотека, научиться создавать пользовательские функции. Освоить работу с библиотекой Stepper.h. Создать аналоговые часы с использованием шагового двигателя.

УрокиУрок 11: Сканер окружности «Sonar».

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения ультразвукового дальномера. Изучить функции для приема и передачи данных через COM – порт. Освоить работу с библиотекой newping.h.

УрокиУрок 12: Инфракрасный дальномер.

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения инфракрасного дальномера. Освоить программную работу с ним.

УрокиУрок 13: Игра «Машинки».

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения LCD – дисплея. Освоить работу с библиотекой liquidcrystal.h.

УрокиУрок 14: Игра «Рулетка».

Научиться моделировать игры, используя вычислительные способности платформы Arduino.

УрокиУрок 15: Игра «угадай число».

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения семисeгментного индикатора. Познакомиться с понятием динамическая индикация.

УрокиУрок 16: Будильник.

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения часов реального времени. Познакомиться с библиотеками, предназначенными для работы с ними.

УрокиИтоговое занятие №2.

 

Семестр II

Четверть 1

УрокиУрок 17: «Змейка» на светодиодной матрице.

Узнать о назначении, принципе работы, методах подключения и работы со cветодиодной матрицей, джойстиком. Освоить библиотеку, предназначенную для управления светодиодной матрицей. Реализовать игру «Змейка».

УрокиУрок 18: Набор номера телефона с использованием матричной клавиатуры.

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения матричной клавиатуры. Реализовать симулятор телефона.

Урок 19: Создание калькулятора.

Закрепить полученные знания о работе с матричной клавиатурой и LCD – дисплеем. Создание программы калькулятора.

Урок 20: Мини-метеостанция на LCD – мониторе.

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения датчика влажности и температуры. Познакомиться с его протоколом передачи данных.
Создание мини-метеостанции на LCD – мониторе.

Урок 21: Удержание горизонтального уровня.

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения датчика наклона. Реализовать удержание горизонтального уровня планки, прикрепленной к серводвигателю.

Урок 22: Музыкальный центр.

Научиться различать сигналы, получаемые с каждой кнопка ИК пульта. Создание управляемого с пульта музыкального центра, используя зуммер, ИК приемник и пульт.

Урок 23: Вход по пропускам.

Узнать о назначении, принципе работы и правилах подключения RFID модуля. Познакомиться с библиотекой softwareserial.h.

Урок 24: Сейф с двойной защитой.

Закрепить полученные навыки работы с RFID модулем и матричной клавиатурой для создания защитной системы сейфа.

Итоговое занятие №3.

 

Четверть 2

Урок 25: Азбука Морзе.

Познакомиться с историей передачи сигналов. Научиться кодировать сообщения с использованием азбуки Морзе.

Урок 26: Шифр Цезаря.

Познакомиться с понятием «криптография». Узнать о принципе шифрования и взлома шифра Цезаря. Реализовать шифр Цезаря.

Урок 27: Шифр Виженера.

Познакомиться с принципом шифрования и взлома шифра Виженера. Реализовать шифрование сообщения с использованием шифра Виженера.

Урок 28: Введение в работу с информацией.

Познакомиться с понятием «Data Science». Узнать о назначении, принципе работы и возможностях различных систем сбора и обработки данных.

Урок 29: Мониторинг уровня освещенности.

Познакомиться со средой моделирования с симуляции JMCAD. Научиться строить графики по накопленным значениям, которые были получены с датчиков.

Урок 30: Визуальный монитор порта.

Познакомиться со средой Scilab. Научиться принимать и визуализировать данные с порта.

Урок 31: Домашняя метеостанция.

Закрепить навыки работы с данными, получаемыми от нескольких датчиков. Реализовать мониторинг нескольких параметров.

Урок 32. Домашняя метеостанция с контролем освещенности.

Изучить элементы теории автоматического управления для регулирования освещенности. Реализовать систему автоматического управления освещенностью.

Итоговое занятие №4.

 


Теги:

уроки

,

s4a

,

arduin

Похожие посты:

Уроки по Arduino: Урок 2

Уроки по Arduino: План занятия

0
Комментировать
Введите код: