Образовательная галактика Intel®

Все записи блога

Архангельск. Гимназия № 24. Hi-TECH кластер

Вероятно, у каждого в работе происходил прецедент, который кардинальным образом все изменял в лучшую сторону, естественно. Вроде работаешь уже в привычном темпе, все идет своей чередой и вдруг…
В августе этого года в гимназии № 24 города Архангельска, где я работаю учителем информатики, произошло событие, которое действительно заставило мобилизовать все силы, средства, время и осознать, что границы там, где мы их видим. Нет, время, конечно, не мобилизовать, а оптимизировать свою работу практически поминутно.
Вернувшись из отпуска, я увидел чудесный, волшебный и сказочный документ: соглашение с Некоммерческим партнёрством «Объединение в области судостроения, судоремонта, машиностроения и металлообработки «Красная Кузница».


Да, это здание старой теплицы «волшебным» образом будет реконструировано, оснащено оборудованием, как в ЦМИТах. Скоро у нашей гимназии будет Центр технического творчества, но с учетом того, что уже есть – все-таки лучше сказать «Hi-TECH кластер».



Сразу пришло понимание, что к такому событию надо не просто готовиться, а фактически реорганизовывать весь свой учебный процесс. Надо плавно подвести школьников к новым видам работ. Раз появились новые горизонты, то сквозь старые (т.е. пока еще нынешние) дети должны пройти до того, как попадут в профильный класс. Действительно, границы там, где мы их видим!
Вперед!

1. Черчение необходимо на ПК. Есть класс. Проводим. T-FLEX CAD взяли за основу. Планировалось, что 1-е полугодие будет ликбез, но школьники видят, что строительство идет и уже самостоятельно моделируют различные крепежи для роботов. Задания индивидуальные. На выходе: компьютерная 3D-модель, чертеж и физическая модель (распечатанная на 3D-принтере).


2. Робототехника Arduino, в которой даже простенький "Кегельринг" насыщен ПД-регуляторами, для 7-8 классов массово. Потерпим и научим всех. smile.gif


3. Гибридные платформы/направления. Было не очень много, стало более прилично.
LEGO+Arduino.
VEX EDR + Arduino
VEX EDR + NI myRIO
VEX EDR (родной контроллер). Кстати, программное обеспечение RobotC для VEX стало бесплатным.
TETRIX PRIME + EV3.
Стартовый набор
Ресурсный набор
А т.к. у нас целый класс NI myRIO, то можно сразу экспериментировать в этом направлении.


4. Активизировать работу с 4-5 классами. Дополнительная робототехника LEGO. Много! Надо! С индивидуальной работой. Количество MINDSTORMS сразу перевалило за 50.

5. Нужна надежность, ответственность, целеустремленность. Это я про детей. smile.gif Срочно пересмотреть гендерную «политику». 50/50 минимум! Желательно 70% -девушки, и только 30% - парни.


6. Моделирование OpenSCAD «отправить» в 5 класс. Точнее для всех желающих 5-классников. Сделано!

Это пятиклассница моделировала в OpenSCAD. Код лучше и не показывать smile.gif

7. Оптимизировать свою работу так, чтобы были силы эмоционально работать по 50-70 часов в неделю, а для этого на уроках надо эмоционально отдыхать smile.gif


Все выглядит вполне отлично. Hi-TECH кластеру быть! Хотя и сейчас выглядит вполне неплохо.
- Робототехника LEGO. LEGO MINDSTORMS NXT/EV3, WeDo 2.0 + гибридные направления
- Простые системы управления. Микроконтроллер Arduino, среда S4A, #структор
- Проектирование цифровых устройств. Микроконтроллер Arduino и наборы электронных компонентов
- Программирование микроконтроллеров. Микроконтроллеры ChipKIT UNO32, язык С++
- Датчики и обработка сигналов. Arduino, наборы датчиков, С++, визуализация
- Мобильная робототехника. Arduino, DIY-наборы по робототехнике, С++
- Сбор данных и измерительные системы. Высокотехнологичное оборудование NI myDAQ, среда LabVIEW
- Носимая электроника. Микроконтроллеры LilyPad Arduino, С++
- Технология бесконтактного взаимодействия с компьютером. Kinect for Windows
- Моделирование и 3D-печать. Моделирование в OpenSCAD, черчение в T-FLEX CAD, 3D-печать
- Тестирование и исследование оборудования. Широкий спектр оборудования
- Робототехника и техническое зрение. Робототехнический конструктор ТРИК, javascript
- Интернет вещей. Платформы Intel Galileo, Intel Edison, Cubieboard, Paspberry Pi, ESP-12 и др.
- Робототехника VEX EDR. Робототехнический конструктор VEX + гибридные направления
- Мобильная робототехника NI myRIO. Высокотехнологичное оборудование NI myDAQ, среда LabVIEW, Это оборудование для WorldSkills Mobile Robotics!

Просмотров: 1106

T-FLEX CAD и черчение

В нашу гимназию (к руководству, конечно) пришла большая такая делегация с ССУЗов, малых предприятий и представители депутатского корпуса (видимо как "тяжелая артиллерия"). И что они предлагали/просили?
Конкретно курс по T-FLEX CADв качестве курса по черчению.

Читать далее ›

Просмотров: 1348

Да прибудет с нами сила!

Лето... Может где и лето, конечно, а у нас погода к лету отношения имеет мало.
Может по этой, а может и по другим причинам, дети продолжают приходить в кабинет учиться. Уже не после уроков, а как бы вместо них.
Занимаемся мы сейчас разными направлениями. Первое из них связано с NI myRIO.
Вот ребятам удалось реализовать достаточно интересный проектик (а может и микроисследование).
Решили они сначала повесить робота. Надоел, наверно smile.gif
Повесили.

Повесили на датчик силы, который еще надо было подключить к myRIO.



Через переходную плату сделали это. Теперь LabViEW. Программировать надо.


Что особенно нравится школьникам, так это то, что myRIO подключается по Wi-Fi. Программку составить не составило труда.


В итоге обратили внимание, что на графике числовых значений не видно. А датчик же, кроме уровня напряжения, ничего другого не выдает. Аналоговый он.
Надо "попугаи" в ньютоны переводить.
30-минутный поиск в интернете результатов не дал. Даже переводчик Google не помог. Пошли они в Excel.


Кабинет физики закрыт - гирек нет. Так..., нам надо самим все взвешивать и в таблицу записывать.




Потом построить на диаграмме линию тренда и показать формулу.
О! Как здорово! Ура! График есть. Зависимость линейная. Чудо!


Чудо длилось не долго. Поняли, что перепутали оси. Меняем.


Немного поправили программу, используя полученную в Excel зависимость.


В итоге все почти сошлось.


Почти?
Да, "почти", т.к. у всех школьников g = 9,8, массу робота они первоначально тоже округлили (что там 3 грамма). Забыли, что эти весы мы проверяли, и на них 1кг гирька имеет массу в 997 г. smile.gif
Вот мелочей и насобиралось на ошибочку в 0,1Н. С другой стороны получилось замечательно.

Тем более, что следующее, что они сделали - это нашли коэффициент трения скольжения. Убедились, что сила трения не зависит от площади соприкосновения (убрав 2 колеса). Сказочный у Vernier динамометр!
Просмотров: 1288

VEX EDR плюс myRIO

Мы ждали в гости губернатора. smile.gif
Только на самом деле это взрослые ждут, а дети к этому спокойно относятся. И ведь так сложилось, что за день до этого пришла посылка с чудесным VEX EDR.



Огромное разнообразие механических, кинематических и пневматических элементов набора позволит собрать робота любой сложной конструкции, металлические перфорированные элементы обеспечат прочность каркаса, а многочисленные детали кинематики дадут возможность сборки любого механизма движения. Семь видов датчиков, подключенных к контроллеру, дают широкие возможности для использования роботов, собранных на основе деталей VEX EDR, в учебных целях и соревнованиях. Управление роботом осуществляется программным способом, либо посредством пульта. Есть даже курс на русском языке.

Весело, конечно, говорить, что те, кто собирал VEX, губернатора не заметили. Вон, я внимательно слушаю Игоря Анатольевича, а дети собирают себе, разговаривают, обсуждают.









Пришла делегация... ушла делегация... а они собирают....
Через 3 часа робот поехал.



Платформа VEX действительно хороша, но... нет в ней приключений, неизвестности.
И решили они начать исследования, чтобы сделать гибрид набор VEX EDR + NI myRIO.
Это оказалось очень будоражащим событием.
Ведь, например, чтобы так просто "воткнуть" VEXовский мотор, пришлось опереться уже на прошлые грабли с myRIO. Найти характеристики этого мотора (без нагрузки)... и т.д.

Потом получилось.


Детей очень впечатлило, что мотор можно разобрать, поменять шестеренки и он станет на 60% быстрее. Другой подход, совсем другой.


В итоге весь следующий год мы будем разрабатывать курс по VEX EDR + myRIO. Что именно будет управляющей системой VEX позволят выбрать.

Просмотров: 1242

myRIO. Сервомотор

Очень часто бывает, что некоторое оборудование «ждет» своего исследователя. Подходят к технике разные школьники, а она все ждет того, единственного …
Нет, конечно, можно просто обучить ребят, но ведь не это же самое ценное. Гораздо важнее самому найти, понять, сделать, а не получать «на блюдечке с голубой каемочкой».
В этом году наши NI myRIO дождались уже 8-классников.
И одним из первых «приключений» было управление сервомотором.
Многие скажут – это же так просто! На Arduino просто: взял библиотеку, рассмотрел пример и все. А на myRIO и LabVIEW путь был совсем другой.

А как примерно этот сервопривод работает? Поиск…
Цитата
«В разработке робототехнических систем зачастую возникает необходимость в управлении сервоприводом»
- это понятно…
Цитата
«Для управления сервоприводом используется широтно-импульсная модуляция или ШИМ»
- что, простите?
Цитата
«Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путем изменения скважности импульсов, при постоянной частоте. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее значение напряжения на выходе ШИМ»
- э-э-э, ладно…
Цитата
«Ничего сложного, это просто сигнал в виде импульсов прямоугольной формы. основными параметрами является ширина импульса и ширина «паузы». Ширина импульса задает угол поворота сервопривода»
- о, уже более-менее понятно.
Цитата
«Управление у нее импульсное, по сигнальному проводу. Для того, чтобы повернуть серву на нужный угол ей надо на вход подавать импульс с нужной длительностью»
- ага, складывается пазл, складывается…
Где характеристики этого сервомотора? Ищем… находим.

Так, а что у нас в LabVIEW?

«frequency» - это частота, это понятно, а «Duty Cycle» тогда… Ого, на английской Википедии понятнее объяснили!
Цитата
A duty cycle is the percentage of one period in which a signal or system is active.

Сюрприз, однако.
Ой, так это же уже все. Частота указана, продолжительность импульса указана. Стоп, а почему ничего не работает?

А-а-а, надо «открыть» канал.

Ох, продолжительность импульса вводить не сложно, а как в угол перевести? Точнее, все наоборот, вводим угол, а серво должен на него повернуться.
Постепенно все складывается.




Радость момента, когда серво, наконец, стал работать описать сложно. А тот, кто этого добился, легко прочитает лекцию на тему "ШИМ".
Только когда школьник понимает, как что работает, он может освоить связку NI myRIO и LabVIEW. По-другому невозможно.
Не все платформы позволяют осуществлять только такой подход к образованию.
Просмотров: 1425
49 страниц V   1 2 3 > » 
Статьи по этой теме

« Июль 2017 »
ВПВСЧПС
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Последние записи

Мои ссылки в блоге

Последние комментарии

Мое изображение

1 пользователей просматривает
1 гостей
0 участников
0 анонимных участников

Категории

Поиск в блоге


Наверх