Техническая направленность Программирование микроконтроллера Arduino от светофора до робота

Основные задачи и цели программы

Программа дополнительного образования "Программирование микроконтроллера Arduino от светофора до робота" позволяет объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество.
Задачи:
    • изучение первоначальных знаний о конструкции робототехнических устройств;
    • ознакомление с правилами беопасной работы с инструментами;
    • ознакомление с программированием робототехнических устройств;
    • формирование общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования;
    • умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности;
    • развитие психофизиологических качеств обучающихся: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать.
Цель: обучение основам робототехники, программирования, развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.

Вся работа над проектом разбивается на следующие этапы:

Придумываем идею и проектируем.
На сайте Tinkercad.com собираем схему проекта, программируем ее на этом же сайте
Собираем электрическую схему. Тут нам пригодится макетная плата, упрощающая монтаж элементов. 
Подключаем плату Arduino к компьютеру через USB.
Записываем программу, созданную в Tinkercad  в плату, модифицируем ее в специальной среде программирования Arduino.
Отсоединяем от компьютера.  Теперь устройство будет работать автономно – при включении питания оно будет управляться той программой, которую мы в него записали.

Компьютер или ноутбук, программное обеспечение для Arduino , электронные компоненты, модули, датчики, например, набор "Умный дом" для экспериментов с контроллером Arduino, 3d принтер.

1. Вводное занятие. Техника безопасности при работе в компьютерном классе.  и электробезопасность. 
2. Знакомство с платой Arduino Uno.
Структура и состав микроконтроллера. Пины.
3. Теоретические основы электричества.
Управление электричеством. Законы электричества. Как быстро строить схемы:
макетная плата. Чтение электрических схем. Управление светодиодом. Мультиметр основы. Электронные измерения
4. Схемотехника
Параллельное и последовательное подключение. Принцип работы переключателя. Принцип работы резистора. Эксперименты с резистором. Принцип работы переключателя. Светодиоды. Принцип работы зуммера и переключателя. Принцип работы конденсатора. Эксперименты с конденсатором. Простая схема со светодиодами. Эксперименты с фотодиодом. Принцип работы сигнализации. Эксперименты с диодами. Эксперимент светодиод-фотодиод, 
5. Знакомство со средой программирования
Подпрограммы: назначение, описание и вызов. Параметры, локальные и глобальные переменные. Логические конструкции.
6. Логические переменные и конструкции
Особенности подключения кнопки. Устранение шумов с помощью стягивающих и подтягивающих резисторов. Программное устранение дребезга. Булевые переменные и константы, логические операции.
7. Аналоговые и цифровые входы и выходы. Принципы их использования
Аналоговые и цифровые сигналы, понятие ШИМ. Управление устройствами с помощью портов, поддерживающих ШИМ. Циклические конструкции, датчик случайных чисел.
8. Сенсоры. Датчики Arduino.
Роль сенсоров в управляемых системах. Сенсоры и переменные резисторы. Делитель напряжения. Потенциометр. Аналоговые сигналы на входе Arduino.