«Моделирование – от простого к сложному»

     Первоначально увлечение моделированием является для ребенка новой игрой, которая в дальнейшем приводит к изучению достижений техники и познанию технического мира человечества. Этому способствует программируемый конструктор «Ардуино», направленный на ознакомление учащихся с современными направлениями радиоэлектроники, программирования и робототехники.

     Дальнейшее изучение и работа с образовательными конструкторами LEGO EV3 позволяет учащимся узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки.Программа выстроена таким образом, чтобы учащиеся по его окончании могли получить представление о создании проектов на базе Arduino, конструировании роботов, получить навыки проектной деятельности и сделать выбор для дальнейшего углубленного обучения.

Педагоги

Эккардт Олег Леонидович. Педагог дополнительного образования первой категории.

Содержание программы

Содержание программы первого года обучения:

История возникновения бумажного моделирования (2 часа) Техника безопасности. Правила подготовки рабочего места, принадлежности для работы.

Судо-моделирование (18 часов)

История конструктивной части кораблей. Виды кораблей и их модификации. Выбор модели корабля для конструирования. Подготовка выкройки модели, вырезание деталей и склеивание корпуса корабля. Установка деталей корпуса на палубе корабля. Приклеивание мелких деталей на корабль. Нанесение тонов по характеристике корабля. Представление модели корабля.                 

Авиа-моделирование (18 часов)

История создания первого самолета.  Выбор модели самолета из предложенных вариантов. Выполнение технического рисунка деталей самолета.Склеивание корпуса самолета.Склеивание крыльев с установкой перекрытий крыла. Выполнение шасси самолета. Сборка модели самолета. Представление модели самолета.

Авто-моделирование (18 часов)

История возникновения первого автомобиля. Виды автомобилей во время Великой Отечественной войны и современного времени. Характеристики автомобилей. Выбор модели автомобиля. Выполнение чертежа деталей автомобиля.Сборка и склеивание деталей автомобиля.Представление модели автомобиля.

Групповой проект (16 часов)

Формирование групп участников для создания проекта. Выбор темы проекта. Составление плана. Подготовка и выполнение чертежа модели. Сборка и склеивание отдельных деталей модели. Окрашивание деталей модели. Защита проекта.

второго года обучения:

Знакомство с программой LEGO Digital Designer (2 часа)

Обзор программы. Навигация по иконкам программы. 

Построение простых механизмов (15 часов)

Выбор простой фигуры для построения. Определение и выбор деталей для создания проектной фигуры. Создание и построение фигуры. Выбор этапов построения. Обзор готовой фигуры. Презентация фигуры.

Создание сложных механизмов (20 часов)

Автомобиль. Типы автомобилей. Выбор и определение техники для построения. Шасси. Построение шасси. Закрепление и построение рулевого управления автомобиля. Выбор колес. Построение передаточной передачи. Салон. Расцветка салона. Установка двигателя. Обзор готового автомобиля.

Робот. Построение робота. Выбор деталей для построения робота. Механизм движения робота. Предназначение робота для окружающей среды. Модифицирование робота, который используется в определенной сфере. Обзор готового робота.

Архитектурное моделирование (35 часов)

Что такое архитектура? История архитектуры. Построение фундамента. Виды стен. Построение, типы построения стен. Окно. Виды окон разных эпох. Одноэтажные и многоэтажные здания. Перекрытия между этажами. Выбор кровли для построения. Обзор здания. Презентация здания.

третий год обучения:

Введение. Техника безопасности (2 часа)

Общие сведения о платформе Arduino (4 часа) Знакомство со средой программирования Arduino IDE. Назначение, описание и вызов. Параметры, локальные и глобальные переменные. Логические конструкции.

Электронные компоненты на платформе Arduino (66 часов) Построение схем. Макетная плата для сборки схем. Чтение электрических схем. Условные обозначения. Резисторы. Знакомство со светодиодом. Написания скетча. Особенности подключения кнопки.  Потенциометр. Применение закона Ома на светодиоде.  Индикатор одноразрядный. Динамическая индикация. Изменение тона, написание скетча «Имперский марш». Реле. Фоторезистор. Изменение оборотов сервопривода потенциометром. Использование датчика температуры. Датчик влажности. Ультразвуковой датчик, принцип работы. ИК-фотоприемник.  Беспроводная связь. Модуль Bluetooth.

· четвертый год обучения

Введение. Техника безопасности (2 часа)

Знакомство с конструктором EV3 (2 часа) Знакомство с блоком EV3.

Программирование роботов (16 часов)

Цветовой режим. Движение по трассе. Режим Яркость отраженного цвета. Установка порогового значения.  Избегание препятствий. Совместное использование датчиков. Использование кнопок модуля EV3. Использование датчика вращения мотора. 

Способы конструирования робота (16 часов) Создание гибких конструкций с моторами и датчиками. Конструирование сложных зубчатых передач.

Роботы-животные и транспортные средства (10 часов) Сборка гоночного автомобиля. Передвижение и рулевое управление. Создание программы дистанционного управления. Робот-муравей. Избегание препятствий. Программирование поведения. Поиск пищи. 

Разработка сложных программ (10 часов). Сборка робота SK3TCHBOT. Расширенные функции блоков управления операторами. Создание основной программы. Добавление элементов управления пером.

Роботы-машины и гуманойды (16 часов) Автономный робот-манипулятор. Захватное устройство. Механизм подъема. Разработка программы дистанционного управления. Болтающий гуманойд. Обучение робота ходьбе. . Избегание препятствий и реагирование на рукопожатие. Создание программы.

Цели программы

Повышение мотивации к изучению предметов естественно-математического цикла (физика, информатика, математика, технология, черчение), знакомство с основными принципами конструирования и программирования; понимание важности межпредметных связей; формирование современного мировоззрения.

Результат программы

· Способность и готовность применять необходимые для построения моделей знания;

· Принципов действия и математического описания составных частей мехатронных и робототехнических систем;

· Способность реализовывать модели, в том числе средствами вычислительной техники;

· Владение навыками разработки макетов информационных, механических, электронных и микропроцессорных модулей мехатронных и робототехнических систем;

· Владение основами разработки алгоритмов и составления программ управления;

· Умение проводить настройку и отладку конструкции робота, микропроцессорных модулей.

Особые условия проведения

   Формирование учебных групп осуществляется с учетом возраста (группы учащихся могут быть как одновозрастные, так и разновозрастные), уровня подготовки учащихся.

   В объединение учащиеся зачисляются по желанию. Уровень подготовки детей при приеме определяется собеседованием. Курс доступен школьнику обычных средних способностей. Усвоение учебного материала происходит полностью на занятиях.

Материально-техническая база

· Компьютер

· Ноутбуки

· Проектор

· Экран

· Столы

· Стулья

· Конструктор "Мастер ARDUINO XXL"

· Конструктор "ROBOTS Летучая мышь"

· Конструктор "ROBOTS Турбо"

· Конструктор "ROBOTS Мутант"

· Конструктор металлический № 3

· Конструктор металлический № 1

· Конструктор металлический "Самолет"

· Конструктор металлический "Машинка"

· Конструктор металлический "Грузовик«

· Конструктор металлический «Грузовик» № 10

· Конструктор металлический «Ретро автомобили» № 1

· Конструктор металлический "Ретро автомобили"

· Модель сборная "Собор Воскресия Христова"

· Сборная модель "Вертолёт МИ-2"

· Сборная модель "Истребитель Беркут"

· Сборная модель "Крепость принца"

· Сборная модель "Парусник"

· Сборная модель "Мотоцикл с коляской"

· Сборная модель "Бронепалубный крейсер"

· Сборные деревянные модели "Пиратский корабль"

· Сборные деревянные модели "Джип"

· Сборная деревянная модель "Лодка дракона"

· Сборная деревянная модель "Штурмовик"

· Модель "Т-72В"

· Модель "СУ-27"

· Модель "ИЛ-86"

· Модель "СУ-35"

· Модель "К-19"

· Набор чертежных карандашей

· Клей-карандаш

· Цветная бумага

· Ножницы

· Линейки

· Транспортиры

· Ластики

· Цветной картон

· Картон белый

· Бумага для черчения А3

· Бумага масштабно-координатная А3

· Программное обеспечение LEGO Digital Designer

· Программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 Home

· Конструктор LEGO Mindstorms EV3