Использование электронных компонент Arduino в процессе

Использование электронных
компонент Arduino в процессе
исследовательской
деятельности школьников:
опыт проектной работы
Кутрухин Н.Н.
Университет «Дубна»
Актуальность задачи
• Развитие интеллектуального
потенциала учащихся;
• Углубление знаний школьного курса;
• Проектная деятельность — компонент
образования по ФГОС от 2010 года.
• Проблема — семантика понятия
«Проектная деятельность».
Формы деятельности
• Форма урочной
деятельности:
A
A B
B
• Форма проектной
деятельности:
A
A
A B A?
?
B
Проект «Парашютный десант»
• Цель проекта — вывод закона
движения тела в среде с диссипацией;
• Задачи:
– Установление сил, действующих на
парашют в процессе падения.
– Вывод закона движения для падающего
парашюта.
Измерение скорости падения
Проблема:
• Малая частота кадров приводит к
ошибке измерения положения
(«смазанный» кадр);
Решение:
• Сигнал-подсветка с большой
скважностью.
Использование Arduino

Методы синхронизации стандартных
двигателей шасси робота POP-BOT
с использованием энкодеров
Цель:

увеличение точности позиционирования
робота при движении по курсу за счет
контроля над оборотами двигателей.
Задачи:


поиск причин погрешностей при
позиционировании робота;
поиск способов устранения погрешностей
позиционирования.


Одинаковое управляющее воздействие
приводит к разным скоростям вращения
колес;
Процесс разряжения аккумуляторов создает
непредсказуемые скачки мощности на
двигателях.
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0




Датчики Холла
Шаговой электродвигатель
Сервопривод
Энкодер
Устройство,
преобразующее
линейное или угловое
перемещение в
последовательность
сигналов, позволяющих
определить величину
перемещения.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
с щеточными контактами
резисторные (потенциометры);
оптические;
магнитные (на датчиках Холла);
индуктивные;
ёмкостные.
QRD-датчики, установленные напротив колёс
шасси робота, передают фиксированное
значение уровня сигнала на аналоговый порт
контроллера
1)
2)
Положение датчика в момент
минимального (1) и максимального (2)
значений
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
В ходе исследования естественным
образом возникают все новые
задачи
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0


250
200
150
100
50
0
250
200
150
100
50
0



Изучение теории динамических систем;
Построение системы диф. уравнений,
описывающих задачу;
Построение математической модели
системы управления, учитывающей полный
диапазон влияющих параметров…