СОЗДАНИЕ РОБОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА НА ПРИМЕРЕ Rasberry Pi

CREATING A ROBOTIC PROJECT ON THE EXAMPLE OF Rasberry Pi

Yana Ivashchenko

Master's student in the field of "Pedagogical Education" Robotics and Electronics in Education, Moscow State Pedagogical University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Создание роботехнического проекта на примере Rasberry Pi может быть достаточно простым и интересным для учеников старших классов. В основе проекта лежит технология Raspberry Pi, которая является одним из самых популярных мини-компьютеров на сегодняшний день. Компьютер может быть использован для управления различными устройствами, такими как светодиоды, моторы и датчики.

ABSTRACT

Creating a robotic project using the Rasberry Pi as an example can be quite simple and interesting for high school students. At the heart of the project is Raspberry Pi technology, which is one of the most popular mini computers today. The computer can be used to control a variety of devices such as LEDs, motors, and sensors.

Ключевые слова: Образование, технология, робототехника.

Keywords: Education, technology, robotics.

В ходе разработки проекта ученики изучают язык программирования Python, который используется для написания программного обеспечения для Raspberry Pi. В итоге ученики получают новые знания и умение программировать на языке Python, что может быть полезным для их будущей профессиональной деятельности в области робототехники и программирования.

Примером такого проекта может быть создание беспилотного автомобиля на базе Raspberry Pi и управляемого с помощью программного обеспечения на языке Python. Для этого ученики могут использовать различные датчики и моторы, чтобы управлять движением автомобиля и считывать информацию о его окружении. Такой проект позволяет ученикам изучить не только программирование на Python, но и электронику и механику, что делает его еще более интересным и полезным.

С учётом современных требований общества к будущим специалистам, детей на уроках технологии больше не учат работать на станках или шить платья, на смену этим, пришли задачи обучения управлению мехатронными устройствами и интеллектуальными роботами, которые, в свою очередь, будут производить детали или одежду. Такой вектор развития дисциплины обладает рядом преимуществ, который позволяет обучить детей новым технологиям. [2]

Рассмотрим пример проведения урока по программированию датчиков на мобильном роботе. Для этого потребуется следующий набор:

• Робот Raspberry Pi
• Два ультразвуковых датчика HC-SR04P, RCWL-1601 или Adafruit 4007. Они должны иметь выход 3,3 В.
• макет.
• 22 одножильный провод AWG или предварительно нарезанный комплект перемычки.
• Однополюсный однополюсный переключатель (SPDT), удобный для макета.
• Джемперы от мужчины к женщине, предпочтительно соединенного вяленого типа.
• Два кронштейна для датчика.
• Отвертка с крестообразным шлицем.
• Миниатюрные гаечи или мелкие плоскогубцы. [3]

Получив в своё распоряжение, данный набор необходимо провести занятие последующему алгоритму:

• Выбор между оптическим и ультразвуковым датчиками
• Логические уровни и сдвиг - Контакты ввода-вывода на Raspberry Pi подходят только для входов 3,3 В. Многие устройства на рынке имеют логику 5 В, либо для их входов при управлении ими, либо из их выходов.
• Подключение и считывание ультразвукового датчика
• Крепления датчиков к роботу
• Добавление выключателя питания
• Проводка датчиков расстояния - Провода от Raspberry Pi до макета и от датчика до макета нуждаются в перемычках между мужчинами и женщинами.
• Установка библиотек Python для связи с датчиком
• Для работы с датчиком GPIO и некоторым другим оборудованием вам нужна библиотека Python
• Чтение ультразвукового датчика расстояния
• Добавление датчиков в класс роботов

В этом примере мы добавили датчики к нашему роботу. Это важный шаг, поскольку он делает робота автономным, ведает себя самостоятельно и каким-то образом реагирует на окружающую среду.

Данное занятие позволяет разобрать, как добавить датчик расстояния к нашим роботам, а также различные типы доступных датчиков. Так же обучающиеся смогут освоить код, чтобы заставить его работать и тестировать эти датчики. Затем было запрограммировано поведение, чтобы избежать стен, и посмотрели на то, как сделать упрощенное, но ошибочное поведение и как более сложное и плавное поведение сделает систему лучше. С помощью этого опыта возможно рассмотреть, как другие датчики могут быть взаимодействовать с вашим роботом, и какой-то простой код для взаимодействия с ними. Вы можете выводить данные с датчиков, чтобы отлаживать их поведение и создавать поведение, чтобы заставить робота выполнять некоторые простые.

Список литературы

1. Кузьмина, Д. Ю. Применение обновлённой линейки stem Fischertechnik для организации проектной деятельности обучающихся / Д. Ю. Кузьмина, А. С. Зорин // #ScienceJuice2021 : Сборник статей и тезисов, Москва, 22–26 ноября 2021 года / Составители: Е.В. Страмнова, С.А. Лепешкин. – Москва: Издательство ПАРАДИГМА, 2021. – С. 510-519. – EDN KCNEDQ.
2.  Фомин, Д. С. Сравнительная характеристика операционных систем для Raspberry Pi 3 / Д. С. Фомин // XLVII Огарёвские чтения : Материалы научной конференции. В 3-х частях, Саранск, 06–13 декабря 2018 года / Составитель А.В. Столяров. Ответственный за выпуск П.В. Сенин. Том Часть 1. – Саранск: Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, 2019. – С. 389-391. – EDN GQWGUW.
3. Слива, М. В. Подключение LCD-экрана к Raspberry Pi и его использование / М. В. Слива, М. С. Куприн // Восемнадцатая всероссийская студенческая научно-практическая конференция Нижневартовского государственного университета : Статьи докладов, Нижневартовск, 05–06 апреля 2016 года / ответственный редактор А.В. Коричко. – Нижневартовск: Нижневартовский государственный университет, 2016. – С. 1440-1444. – EDN WMLXUB.