Робототехника: практическое введение для детей и взрослых. Александр Вячеславович Фролов

Чтение книги онлайн.

      Рис. В.1. Элементная база прошлого века

      У этого подхода есть очевидные преимущества и не менее очевидные недостатки.

      Из важных преимуществ – на любом этапе будет понятна суть происходящего на самом низком уровне, на уровне сигналов и команд процессора, на уровне элементов и микросхем. Понимание сложных вещей будет достигаться постепенно, по мере продвижения от простого к сложному.

      В то же время огромный недостаток метода обучения с самых основ заключается в том, что весь процесс отнимет очень много времени и сил. Двигаясь с самого начала, вы не скоро сможете создать что-нибудь достаточно сложное и интересное. В то же время ученикам уже на первых занятиях захочется насладиться результатами своего труда.

      Второй подход предполагает, что обучение начинается с использования готовых обучающих наборов, содержащих микроконтроллеры и периферийные блоки, с применением графических инструментов программирования и языков высокого уровня. Далее после достижения определенных результатов, можно перейти к изучению низкоуровневых средств и инструментов. Именно этот подход мы и будем использовать в данной книге.

      Проект модели марсохода BoxRover

      На мой взгляд, в процессе обучения нужно двигаться к какой-нибудь интересной, но сложной цели, при этом шаги должны быть достаточно крупными, чтобы продвижение было заметно. Сложность цели необходима для получения самых разносторонних знаний, которые пригодятся в дальнейшем на работе в области ИТ и робототехники.

      Здесь интересно было бы создать так называемый STEM-проект, реализация которого позволить получить знания, необходимые в реальной жизни. Аббревиатура STAM – это сокращение от Science, Technology, Engineering и Math, т.е. наука, технология, инженерное дело и математика.

      Я предлагаю в качестве такого учебного проекта создать несложную модель марсохода (или движущегося робота для изучения каких-либо других планет) с названием BoxRover. Пусть ваше устройство никогда не полетит в космос, но оно сможет управляться по радио или через интернет, измерять различные параметры окружающей среды, получать фотографии и видео, и передавать все это «на землю», например, в ваш компьютер или планшет.

      По мере создания модели марсохода BoxRover вы научитесь программировать встроенные микроконтроллеры, управлять движением, получать данные бортовых измерительных устройств и получите другие необходимые знания.

      На рис. В.2 мы показали пример современных компонентов, из которых вы будете делать своего первого робота.

      Рис. В.2. Некоторые современные компоненты для изготовления робота

      Выбор платформы для обучения

      На различных курсах робототехники для детей для обучения используются наборы Lego. С их помощью можно быстро собрать робота из готовых деталей и так же быстро их запрограммировать на выполнение различных несложных действий. На мой взгляд, такие наборы, хотя и дают представление о некоторых функциях роботов, все же недостаточно хорошо демонстрируют взаимодействие микрокомпьютеров и периферийных устройств.

      Чтобы лучше понимать, что происходит, научиться не только программировать готового робота, но и создавать собственных из электронных блоков и компонентов, на разных стадиях создания модели марсохода мы будем работать с микроконтроллерами BBC micro:bit, платформой Arduino, STM32 Nucleo, а также Raspberry Pi.

      Микроконтроллер СКАЧАТЬ