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

• Форма проектной деятельности:

A A



B A A

 ?

B

?

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) с щеточными контактами 2) резисторные (потенциометры); 3) оптические; 4) магнитные (на датчиках Холла); 5) индуктивные; 6) 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 900 800 300 200 100 0 700 600 500 400 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…