Презентация к мастер-классу "Образовательная робототехника в курсе предмета "Информатика и ИКТ" в 9 классе"

Мастер-класс «Образовательная робототехника в курсе

предмета «Информатика и ИКТ» в 9 классе

Эксперимент 1. Маячок

В этом эксперименте мы просто мигаем светодиодом.

1	Создайте модель электронного устройства «Маячок», используя соответствующие элементы: 1 плата ArduinoUno 1 беспаечная макетная плата 1 светодиод красный 1 резистор номиналом 220 Ом 2 провода «папа-папа» (синий - 1, зеленый - 1)
2	·         Добавьте один светодиод красного цвета. ·         Добавьте один резистор на 220 Ом. ·         Зеленым проводом подключим длинную ножку светодиода (анод) через резистор к цифровому пину 13, а синим проводом короткую ножку (катод) к пину GND (земля).
3	Принципиальная схема устройства.
4	Подключите плату Arduino к USB компьютера.
5	Подготовьте среду программирования: ·         Запустите среду программирования ·         Активируйте инструменты в меню: ИНСТРУМЕНТЫ/ПЛАТА – Arduino Uno ИНСТРУМЕНТЫ/ПРОГРАММАТОР – AVRISP mkl ИНСТРУМЕНТЫ/ПОРТ – COM3
6	Напишите программу для управления этим устройством: Программа (sketch) состоит из двух частей, заключенных в фигурные скобки: void setup() { Подготовка устройств к работе } void loop() { Алгоритм работы }
7	§  Процедура setup выполняется один раз при запуске микроконтроллера. §  После выполнения setup запускается процедура loop, которая выполняется в бесконечном цикле. Именно этим мы пользуемся в данном примере, чтобы маячок мигал постоянно. Команды включения/выключения светодиода: HIGH – высокий сигнал (5 вольт), LOW – низкий сигнал (0 вольт). Продление выполнения команды на заданное время:  delay(100) – временная задержка pin Mode () – указание режима работы устройства digitalWrite () – включение сигнала на цифровом входе §  Каждой открывающей фигурной скобке { всегда соответствует закрывающая }. Они обозначают границы некого логически завершенного фрагмента кода. §  Обращайте внимание на ; в концах строк. Не стирайте их там, где они есть, и не добавляйте лишних. §  Обратите внимание, что использованные нами константы: INPUT, OUTPUT, LOW, HIGH, пишутся заглавными буквами, иначе компилятор их не распознает и выдаст ошибку. Когда ключевое слово распознано, оно подсвечивается синим цветом в Arduino IDE.
8	Запуск программы:

Получилось? – Ура!

Почему не работает?

Ошибки в тексте программы	Исправить и снова запустить
Проблема загрузки на плату	Поменять USB-порт и перенастроить порт ИНСТРУМЕНТЫ/ПОРТ
Все правильно, но светодиод не горит	Подключен неправильно - Поменять местами анод и катод Ножки не доходят до рельс – Поплотнее прижать к рельсам «до упора» Светодиод перегорел – заменить светодиод …

Эксперимент 2. Секундомер

1	Создайте модель электронного устройства «Секундомер», используя соответствующие элементы: §  1 плата Arduino Uno §  1 беспаечная макетная плата §  1 семисегментный индикатор §  7 резисторов номиналом 220 Ом §  9 проводов «папа-папа»
2	Добавьте элементы на макетную плату согласно схеме. Подключите соответствующие элементы схемы к цифровым пинам 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 и к к пину GND (земля). Обратите внимание: §  Выводы 3 и 8 семисегментного индикатора оба являются катодами, к земле можете подключать любой из них. §  Внимательно рассмотрите схему, сопоставьте сегменты индикатора с номерами его ножек, а те, в свою очередь, с пинами Arduino, к которым мы их подключаем. §  Вывод 5 индикатора — это точка. Мы не используем её в этом эксперименте. §  Сегменты индикатора — просто светодиоды, поэтому мы используем резистор с каждым из них.
3	Принципиальная схема устройства.
4	Подключите плату Arduino к USB компьютера.
5	Подготовьте среду программирования: ·         Запустите среду программирования ·         Активируйте инструменты в меню: ИНСТРУМЕНТЫ/ПЛАТА – Arduino Uno ИНСТРУМЕНТЫ/ПРОГРАММАТОР – AVRISP mkl ИНСТРУМЕНТЫ/ПОРТ – COM3
6	§  Мы создали массив типа byte: каждый его элемент это 1 байт, 8 бит, может принимать значения от 0 до 255. §  Символы арабских цифр закодированы состоянием пинов, которые соединены с выводами соответствующих сегментов: 0, если сегмент должен быть выключен, и 1, если включен. §  В переменную mask мы помещаем тот элемент массива numberSegments, который соответствует текущей секунде, вычисленной в предыдущей инструкции. §  В цикле for мы пробегаем по всем сегментам, извлекая с помощью встроенной функции bitReadнужное состояние для текущего пина, в которое его и приводим с помощью digitalWrite и переменной enableSegment §  bitRead(x, n) возвращает boolean значение: n-ный бит справа в байте x §
7	Запуск программы:

Получилось? – Ура!

• 1 слайд

  Образовательная робототехника
  в курсе предмета
  «Информатика и ИКТ»
  в 9 классе
  

• 2 слайд

  Набор "NEORIS.DUE:
  Основы программирования"
  

• 3 слайд

  Среда программирования
  RoboPlus
  

• 4 слайд

  Среда программирования RoboPlus
  Запуск RoboPlus:
  Произведите запуск RoboPlus, использовав ярлык на рабочем столе. На экране появится окно содержащее информацию о программах входящих в состав среды разработки. Обратите внимание, что от версии ПО или года выпуска робототехнического модуля содержание окна может немного отличаться, но это ни каким образом не сказывается на работоспособности набора и возможностях среды разработки.
  Вкладки стартового окна содержат информацию о наборах, которые можно программировать в RoboPlus. Среда разработки RoboPlus поддерживает все наборы компании ROBOTIS
  

• 5 слайд

  Состав RoboPlus:
  Среда программирования RoboPlus
  В состав среды разработки RoboPlus входят специальные программы, предназначенные для настройки различных устройств, входящих в состав робота; программирования и управления роботами.
  RoboPlus Task
  RoboPlus Manager
  RoboPlus Motion
  RoboPlus Terminal
  Dynamixel Wizard
  RoboPlus Task – программная среда для написания и редактирования управляющих программ. Данная программа является основным инструментом для разработки программ для робототехнических модулей ROBOTIS.
  

• 6 слайд

  Программирование в RoboPlus Task осуществляется с помощью специализированного языка, подобного языку программирования С.
  
  Для удобства пользователя в RoboPlus в виде графических блоков реализованы базовые возможности набора, такие так: таймеры, блоки обработки данных с датчиков, блоки передачи данных между устройствами и т.п.
  В языке среды RoboPlus все служебные слова, программные блоки, команды и комментарии располагаются в строках.
  
  Для того чтобы активировать строку, по ней нужно нажать дважды. После нажатия появится диалоговое окно, позволяющее выбрать различные команды языка.
  

• 7 слайд

  После выбора определенного набора команд необходимо заполнить пустующие элементы или условия выполнения команд. В пустующие места строк устанавливаются необходимые программируемые блоки.
  
  Программируемые блоки выбираются в зависимости от типа программируемого контроллера и числа подключенных внешних устройств. Перечень блоков определяется автоматически и обновляется при подключении новых устройств.
  

• 8 слайд

  Весь процесс написания программы в RoboPlus Task сводится к дальнейшей загрузке полученных результатов в программируемый контроллер.
  
  Для того чтобы компьютер определил тип программируемого контроллера и порт, к которому он подключен, необходимо воспользоваться функцией автоматического поиска.
  После того как программа определит тип программируемого контроллера, можно произвести компиляцию программы, тем самым проверить ее на наличие ошибок и подготовить к загрузке в программируемый контроллер.
  Полученную программу можно загрузить в контроллер робота, и она запустится сразу же после подачи на него питания.
  

• 9 слайд

  Программирование робота «Божья коровка»
  в среде RoboPlus
  
  

• 10 слайд

• 11 слайд

• 12 слайд

• 13 слайд

• 14 слайд

• 15 слайд

• 16 слайд

• 17 слайд

• 18 слайд

• 19 слайд

• 20 слайд

• 21 слайд

• 22 слайд

• 23 слайд

• 24 слайд

• 25 слайд

• 26 слайд

• 27 слайд

• 28 слайд

  Набор "NEORIS.DUE:
  Основы программирования"
  

• 29 слайд

  Светодиоды
  Резистор
  Провода
  Кнопка тактовая
  Макетная плата
  Семисегментный индикатор
  

• 30 слайд

• 31 слайд

  Arduino — это небольшая плата с собственным процессором и памятью. На плате также есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества.
  В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. 
  Что такое Arduino?
  Плата Arduino UNO
  

• 32 слайд

• 33 слайд

  Среда программирования
  «Arduino IDE»
  

• 34 слайд

  Подключение платы Arduino
  Плата готова к работе
  

• 35 слайд

  «Мини-шаблон» для любого
  скетча (программы).
  
  1. Раздел описаний (может и отсутствовать). Назначения «ножек» и описания переменных.
  
  2. Раздел загрузки. Настройка портов ввода и вывода в фигурных скобках { } в функции «void setup()».
  
  
  
  
  
  3. Бесконечный цикл. Написание последовательности команд в фигурных скобках { } в функции «void loop().
  
  
  В дальнейшем, все Ваши скетчи состоять из этих трех блоков.
  Не забудьте после каждой строки ставить точку с запятой.
  
  

• 36 слайд

  Эксперимент 1. Маячок
   
  Эксперимент 2. Секундомер
   
  

• 37 слайд

  Эксперимент 1. Маячок
   
  Создайте модель электронного устройства «Маячок», используя соответствующие элементы:
  1 плата ArduinoUno
  1 беспаечная макетная плата
  1 светодиод красный
  1 резистор номиналом 220 Ом
  2 провода «папа-папа» (синий - 1, зеленый - 1)
  

• 38 слайд

  Добавьте на макетную плату один светодиод красного цвета.
  Добавьте один резистор на 220 Ом.
  Зеленым проводом подключите длинную ножку светодиода (анод) через резистор к цифровому пину 13, а синим проводом короткую ножку (катод) к пину GND (земля).
  

• 39 слайд

   
  1) Запустите среду программирования
  2) Активируйте инструменты в меню: ИНСТРУМЕНТЫ/ПЛАТА – Arduino Uno
  ИНСТРУМЕНТЫ/ПРОГРАММАТОР – AVRISP mkl
  ИНСТРУМЕНТЫ/ПОРТ – COM3
  3) Напишите программу для управления этим устройством:
  4) Запуск программы:
  

• 40 слайд

  Эксперимент 2. Секундомер
   
  Создайте модель электронного устройства «Секундомер», используя соответствующие элементы:
  1 плата Arduino Uno
  1 беспаечная макетная плата
  1 семисегментный индикатор
  7 резисторов номиналом 220 Ом
  9 проводов «папа-папа»
  

• 41 слайд

  Добавьте элементы на макетную плату согласно схеме. Подключите соответствующие элементы схемы к цифровым пинам 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 и к пину GND (земля).
  Запустите среду программирования
  и напишите программу для управления этим устройством.
  

• 42 слайд

  Набор "NEORIS.DUE:
  Основы программирования"