III уровень Сенсорика и компоненты робототехники

Робототехнические системы управления интеллектуальным жилым пространством на платформе Arduino

ФГБОУ ВО УГНТУ
72,00 часа длительность
Онлайн формат
Начальный уровень

Описание

Программа повышения квалификации нацелена на овладение навыками в области робототехники на примере платформы Arduino, настройки среды разработки, понимания принципов создания робототехничеких систем. Программирование микроконтроллера Arduino с применением языка C++, на овладение навыками, компиляции отладки программного обеспечения и работы с периферийными устройствами как на реальном физическом микроконтроллере, так и в виртуальной среде.

Программа будет полезна населению, обладающему знаниями и навыками в определенной сфере и желающее автоматизировать и ли роботизировать отдельные виды деятельности в своей профессиональной области или в быту. Лицам, получившим среднее или получающим высшее образование, внедрить элементы робототехники в свою трудовую деятельность или в бытовых задачах. Научным сотрудникам, желающим внедрить элементы робототехники в научный эксперимент с хорошим качеством повторяемости эксперимента. Педагогическим работникам, обучающим население программированию и робототехнике.

Программа затрагивает следующие вопросы: Рассмотрены стандарты робототехники и открытых платформ, интеграционные тенденции и общедоступное программное обеспечение для создания роботов. Большое внимание уделено популярным контроллерам Arduino (обзор, классификация, функциональные возможности). Представлено пошаговое руководство Arduino для начинающих, включая алгоритмы установки и настройки среды программирования, в том числе компиляцию и отладку. Рассмотрены основные этапы создания приложений в среде Arduino IDE, включая особенности программирования на языке C++ для Arduino (Sketches, Ввод вывод данных, и работа с периферийнми устройствами).

В курсе предусмотрена деятельность. В каждом разделе имеется 3-4 практических задания, связанных с отработкой навыков каждого раздела: 

1) установка и настройка среды Arduino IDE;

2) первый проект для микроконтроллера Arduino;

3) подключение привода к плате Arduino;

4) программирование сервопривода в эмуляторе;

5) сборка схемы с управлением. Создание управляющих программ на языке C++;

6) Управление периферийными устройствами Arduino;

7) Подключения нескольких элементов для управления исполнительным механизмом.

Благодаря этому курсу вы узнаете:

- Какой функциональностью обладают современные бытовые роботы;

- Какие аппаратные модули Вам необходимы, чтобы собрать робота, успешно выполняющего необходимые операции;

- Как разрабатывать и оптимизировать алгоритмы поведения робота и с помощью каких средств разработать, отладить и записать разработанную программу в аппаратные модули;

- О особенностях программирования датчиков и исполнительных механизмов.

С помощью этого курса Вы научитесь:

- Подбирать модули для робота и собирать их в единый механизм;

- Устанавливать среду разработки для Arduino и разрабатывать программное обеспечение;

- Ориентироваться в насыщенной технологической среде и выбирать оптимальные альтернативы;

- Оценивать бытовые и професстиональные задачи с позиции применения современных и перспективных средств робототехники.

Цель программы
Целью реализации программы является знакомство с основами робототехники, базирующимися на механике, электронике и информатике, обучить конструированию прикладных робототехнических компонентов на базе комплекса Arduino для создания интеллектуального жилого пространства («Умный дом») и обучить программированию на с использованием языка C++.
Слушатели приобретают:
- способность учиться в технологически насыщенной среде;
- навыки работы с компонентами робототехнических систем: микроконтроллерами, модулями управления, с датчиками ориентации в пространстве и обнаружении внешних событий.
- способность работать с интегрированной средой разработки Arduino (IDE), а также написания, компиляции и загрузки кода.
- способность осуществлять проектирование и эксплуатацию робототехнических систем и средств автоматизации бытовых объектов в условиях неопределенности.

Требования

К освоению программы допускаются лица, имеющие среднее профессиональное и/или высшее образование. Средний уровень пользователя персонального компьютера.

Иные требования и рекомендации для обучения по программе

К освоению программы допускаются лица, имеющие среднее профессиональное и/или высшее образование. Средний уровень пользователя персонального компьютера.

Модули

свернуть
Модуль 1 Входное тестирование
Производится оценка начальных знаний обучающегося
Модуль 3 Язык программирования С++
Познакомит с принципами настройки среды разработки, в том числе основы установки и настройки языка программирования C++, который будет использоваться для написания кода для Arduino. В теме представлен базовый синтаксис, переменные и типы. Представлено большинство основных C-операторов, а также основные конструкции (условия, циклы, массивы), в том числе условные операторы (if, switch) и циклы (while, for). Пользователь знакомится с понятием функций, методами ее определения и вызова. Объясняется создание и использование глобальных переменных.
Модуль 5 Периферийные устройства
Модуль описывает способы взаимодействия с периферийными устройствами. Сначала слушатель узнает о компонентах передвижения и манипулирования роботом, в частности основные типы сервоприводов и шаговых двигателей, а также наиболее популярные библиотеки и способов работы с ними. Далее слушатель знакомится с датчиками взаимодействия с окружающей средой: датчик освещенности, RGB светодиод, датчик температуры, датчик звука, модуль часов, датчик уровня жидкости. В последней части раздела слушатель учится работать со средствами вывода информации и экранами, на примере семисегментного дисплея, четрырёхразрядного семисегментного индикатора, матрицы 8x8 и дисплей 16x2.
Модуль 2 Введение в робототехнику
Знакомит со стандартами робототехники и открытыми платформы. Рассмотрены интеграционные тенденции и общедоступное программное обеспечение для создания роботов. Слушатель получит обзор, классификация, функциональные возможности популярных контроллеров Arduino. Дается понимание базовой настройки Arduino, в том числе пошаговое руководство для начинающих Arduino. Показаны основные этапы изучения Arduino, алгоритмы скачивания и настройки среды программирования, особенности языка программирования и его использования для Arduino. Пошагово описывается алгоритм создания простого проекта на Arduino, включая основные этапы организации процесса создания робототехнической системы.
Модуль 4 Разработка программного обеспечения под Arduino
В теме описывается состав программы Arduino в виде Arduino Sketches, а также процесс компиляции и загрузки. Рассмотрен Arduino IDE - пользовательский интерфейс для программных инструментов. Большое внимание уделено вводу-выводу данных. Слушатель знакомится с различными режимами работы выводов платы Arduino и функциями языка C++ для работы с этими выводами (пинами). Отдельное внимание уделено компиляции программ. Рассмотрен процесс компиляции программы в Arduino IDE: как компилировать, как загружать программу в контроллер, как отображаются ошибки компиляции, которые возможно будут у вас появляться на экране.
Модуль 6 Итоговая аттестация
Процесс обучения по программе повышения квалификации включает в себя проведение промежуточной аттестации после каждого раздела в форме выполнения практических заданий и заканчивается итоговой аттестацией. Итоговая аттестация является обязательной для слушателей. Вид итоговой аттестации — зачет. Зачет проводится в форме тестирования.
Модуль 1 Входное тестирование
Производится оценка начальных знаний обучающегося
Модуль 2 Введение в робототехнику
Знакомит со стандартами робототехники и открытыми платформы. Рассмотрены интеграционные тенденции и общедоступное программное обеспечение для создания роботов. Слушатель получит обзор, классификация, функциональные возможности популярных контроллеров Arduino. Дается понимание базовой настройки Arduino, в том числе пошаговое руководство для начинающих Arduino. Показаны основные этапы изучения Arduino, алгоритмы скачивания и настройки среды программирования, особенности языка программирования и его использования для Arduino. Пошагово описывается алгоритм создания простого проекта на Arduino, включая основные этапы организации процесса создания робототехнической системы.
Модуль 3 Язык программирования С++
Познакомит с принципами настройки среды разработки, в том числе основы установки и настройки языка программирования C++, который будет использоваться для написания кода для Arduino. В теме представлен базовый синтаксис, переменные и типы. Представлено большинство основных C-операторов, а также основные конструкции (условия, циклы, массивы), в том числе условные операторы (if, switch) и циклы (while, for). Пользователь знакомится с понятием функций, методами ее определения и вызова. Объясняется создание и использование глобальных переменных.
Модуль 4 Разработка программного обеспечения под Arduino
В теме описывается состав программы Arduino в виде Arduino Sketches, а также процесс компиляции и загрузки. Рассмотрен Arduino IDE - пользовательский интерфейс для программных инструментов. Большое внимание уделено вводу-выводу данных. Слушатель знакомится с различными режимами работы выводов платы Arduino и функциями языка C++ для работы с этими выводами (пинами). Отдельное внимание уделено компиляции программ. Рассмотрен процесс компиляции программы в Arduino IDE: как компилировать, как загружать программу в контроллер, как отображаются ошибки компиляции, которые возможно будут у вас появляться на экране.
Модуль 5 Периферийные устройства
Модуль описывает способы взаимодействия с периферийными устройствами. Сначала слушатель узнает о компонентах передвижения и манипулирования роботом, в частности основные типы сервоприводов и шаговых двигателей, а также наиболее популярные библиотеки и способов работы с ними. Далее слушатель знакомится с датчиками взаимодействия с окружающей средой: датчик освещенности, RGB светодиод, датчик температуры, датчик звука, модуль часов, датчик уровня жидкости. В последней части раздела слушатель учится работать со средствами вывода информации и экранами, на примере семисегментного дисплея, четрырёхразрядного семисегментного индикатора, матрицы 8x8 и дисплей 16x2.
Модуль 6 Итоговая аттестация
Процесс обучения по программе повышения квалификации включает в себя проведение промежуточной аттестации после каждого раздела в форме выполнения практических заданий и заканчивается итоговой аттестацией. Итоговая аттестация является обязательной для слушателей. Вид итоговой аттестации — зачет. Зачет проводится в форме тестирования.

Преподаватели

Афанасенко

Виталий Геннадьевич

ФГБОУ ВО УГНТУ

Кулаков

Петр Алексеевич

ФГБОУ ВО УГНТУ

Иванов

Олег Сергеевич

ФГБОУ ВО УГНТУ
Авторизуйтесь чтобы записаться

Ответственный за программу