Программируемый контроллер для изучения встраиваемых кибернетических систем к базовому робототехническому набору для конструирования, изучения электроники и микропроцессоров и информационных систем и устройств
Предназначение
Набор предназначен для обучения детей среднего и старшего школьного возраста приемам программирования робототехнических устройств на языке Python.
Кроме того, набор предназначен для развития у обучаемого навыков построения систем с обратной связью, знакомству с клиент-серверными технологиями, и является введением в технологию IoT. Дополнительно набор помогает познакомить обучаемого с организацией взаимодействия устройств в сетях, построенных на базе TCP/IP-протокола, созданием беспроводных сетей, а также с основами HTTP-протокола.
Области знаний и применение
Набор является современным образовательным инструментарием, позволяющим в рамках программ средней школы, проводить увлекательные занятия по информатике, образовательной робототехнике, конструированию и программированию на современном, доступном, и интересном для школьников уровне.
Набор способствует пониманию основ спортивной и исследовательской робототехники, развитию инженерного и алгоритмического мышления. Набор позволит собирать модели разных устройств с использованием конструктивных элементов и электронных компонентов, а также программировать их поведение в зависимости от внешних факторов или внутреннего состояния модели.
Чему научится ребенок
Набор познакомит обучаемого с базовыми понятиями языка Python (типами данных, переменными, условиями, циклами, работе с числами, строками, списками, кортежами, словарями и модулями) и позволит применить эти знания для управления реальными объектами.
Кроме того, набор познакомит с основными электронными устройствами (светодиод, кнопка, аналоговый и цифровой датчик, сервомотор, мотор постоянного тока) применяемыми в робототехнике.
Способ работы
Набор представляет собой конструктор, обеспечивающий изучение основ робототехники, в частности, электроники, мехатроники, программирования и алгоритмизации.
Работа с набором объединяет в себе задачи по механической сборке корпусных элементов и электрических схем, программированию, а также изучению взаимодействия между разными устройствами посредством проводных и беспроводных протоколов передачи данных.
Методическое обеспечение
Методическое пособие содержит базовые основы программирования на языке Python:
— Типы данных
— Переменные
— Встроенные функции
— Объекты
— Структуры данных
— Модули, циклы алгоритмы
Представлено описание программной среды для написания кода, её функциональные возможности и режимы работы. Также имеется описание специальных библиотек и объектов, которые позволяют работать с периферийными устройствами управляющей платы, внешними электронными устройствами, подключаемыми исполнительными механизмами, датчиками и средствами визуализации.
В пособие приведены практические примеры использования данных модулей и объектов с пояснениями и подробными комментариями.
Для наглядности и понимания, на примере простейшей программы описана схема действий начинающего программиста с момента написания и отладки кода до момента записи конечной программы в ячейку памяти программ управляющего блока для последующего автоматического запуска.
Также описаны возможности робототехнических конструкций с помощью встроенного модуля беспроводной связи и протоколов Wi-Fi и Bluetooth подключаться к локальной сети, управляться через локальную сеть, обмениваться данными с внешними устройствами и быть видимыми в глобальной сети интернет, что является основой работы в среде Интернет Вещей (IoT).
Программный модуль
Программный модуль включает в себя интегрированную среду разработки, примеры использования в языке Python разных типов и структур данных, используемыми в робототехнике.
Примеры содержат демонстрацию работы с разными типами исполнительных механизмов, датчиков и средств визуализации данных, входящих в состав набора.
Интегрированная среда разработки, помимо подсветки синтаксиса, компиляции и загрузки программы в управляющую плату, поддерживает разные режимы работы, в том числе режим работы без необходимости подключения управляющей платы.
Интегрированная среда разработки содержит в себе проверки корректности программы, а также встроенные средства отладки программ с возможностью пошагового выполнения.
Примеры использования в коде программ на языке Python разных типов и структур данных знакомят обучаемого с основными принципами построения программной логики, а применяемые подходы – с принципами программирования конечных устройств на основе микроконтроллеров.
Примеры работы с разными типами исполнительных механизмов, датчиков и средств визуализации данных, входящих в состав набора, построены в виде мини-уроков, позволяющих впоследствии компоновать их с целью пошагового проектирования устройства с расширенным функционалом.
