Robotika un programmēšana ar mikrokontrolieriem

Robotika un programmēšana ar mikrokontrolieriem

Izglītības programmas mērķis ir iepazīstināt izglītojumus ar robotikas pamatiem, projektējot, modelējot un izstrādājot robotizētas sistēmas, izmantojot mikrokontrolierus. Robotu izstrāde ir sadalīta divās daļās – projektēšana (konstruēšana) un programmēšana. Kursa pirmajā (projektēšanas) daļā studenti iepazītas ar elektroniskajiem elementiem, mikrokontrolieru veidiem, apgūst 3D modelēšanas pamatus, iemācās ģenerēt un nepieciešamības gadījumā koriģēt G-code datņu struktūru, veidojot savu telpisko modeli. Kursa otrajā (programmēšanas) daļā studenti apgūst kontrollera vadības programmēšanas valodas pamatus, izstrādājot lineāras un cikliskas programmas. Kursa noslēgumā izglītojamie gūst priekšstatu par vadības programmas sastādīšanas iezīmēm, algoritmiem, programmēšanas pamatiem, elektronikas un mehānikas pamatiem un robotu uzbūves principiem. Kursa apguvei nav nepieciešamas iepriekšējas zināšanas.

MĀCĪBU PROGRAMMA

Galvenās tēmas Stundas
Modelēšanas pamati. 3D modeļu uzbūves pamata principi. G Code standarts. 3D printera un lāzer drukas iekārtas vadības metodes. 12
Digitālie elektroniskie komponenti un to izmantošanas iespējas. Elektronisko komponenšu klasifikācija. Digitālie sensora veidi, analogie sensori, vadības elementi.8
Kontrolieru veidi un programmatūras izstrādes rīki. Arduino un Raspberry Pi vadības kontrolleri. Kontrolleru uzbūves pamati. Kontrolleru sagatave. Programmēšanas vides konfigurācija.8
Koda elementi un programmas struktūra. Cikliskās konstrukcijas programmas uzbūvē, bibliotēkas, sagataves izmantošana. Koda lasīšana.12
Arduino izstrādes vide. Arduino programmēšanas pamati. Koda struktūra, informācijas apstrādes pamati, no sensoriem informācijas iegūšana un to apstrāde. 18
Python valodas izmantošana elektronisko komponenšu vadībā. Raspberry Pi kontrolleru vadība. Digitālu un analogu sensoru izmantošana datu iegūšanai. 18
Automatizācijas pamati. Standartizēto procesu automatizācijas piemēri. Gudras mājas tehnoloģiju piemēri un to integrācijas iespējas.4
  • Arduino kontrolleru pamati
  • Maketēšanas plate un modelēšanas pamati
  • Arduino programmas struktūra
  • Seriālais monitors. Informācijas izvadīšana.
  • Informācijas iegūšana no digitāla sensora
  • Informācijas lasīšana no analoga sensora
  • Loģiskās funkcijas IF izmantošana
  • AND un OR operatoru izmantošana
  • Saliktā IF konstrukcija
  • Nosacījuma operators CASE
  • Konstrukcija SWITCH
  • Cikla konstrukcija FOR
  • Cikls konstrukcija While
  • Tranzistora izmantošana
  • Attāluma sensors
  • Motoru draiveris
  • Bibliotēku izmantošana programmas kodā
  • Piezo Buzzer
  • Servo motori
  • Analogie sensori
  • Digitālie sensori
  • Maketēšanas plates
  • Grafiskie redaktori
  • Plates ražošanas iespējas
  • I2C komunikācijas standarts
  • LCD (vienkaršs un I2C)
  • DHT11
  • PIR kustības sensors
  • Bluetooth modulis (HC-06)
  • LED Matrix 8x8
  • SPI komunikācija (Serial Peripheral Interface)
  • Python un VS Code instalācija uz WindowsInteractive Content
  • Python pamati
  • Analoga signāla lasīšana Arduino/PythonInteractive Content
  • Rakstīšana failāInteractive Content
  • Python serial monitor

SASNIEDZAMIE MĀCĪŠANĀS REZULTĀTI

Izglītojamais prot veidot telpiskus objektus izmantojot pamata modelēšanas rīkus. Izglītojamais pārzin telpisko objektu izgatavošanas metodes izmantojot 3D printera vai lāzera iekārtas. Izglītojamais prot izvēlēties kontrollera veidu un elektronisko komponenšu klāstu noteikto uzdevumu izpildei, prot veidot vadības programmas izmantojot Arduino un Python programmēšanas valodas. Izprot tehnisko uzdevumu automatizācijas iespējas.