Робот, датчики и исполнительные устройства — тест по робототехнике для ИТ-класса

Любой робот — от пылесоса до промышленного манипулятора — устроен по одной схеме: датчики сообщают о мире, контроллер принимает решение, исполнительные устройства действуют. Первый модуль направления «Робототехника» вводит эту схему и её элементы. Работа проверяет, понимает ли ученик, что делает каждое звено и как сигнал проходит от датчика до мотора.

Темы работы

Робототехника как наука, определение робота как перепрограммируемого устройства, действующего без постоянного участия человека; мехатроника; кибернетика и обратная связь. Структура робототехнической системы: датчики, система управления, исполнительные устройства, источник питания. Аналоговые и цифровые датчики, аналого-цифровое преобразование и разрядность АЦП. Исполнительные устройства — двигатели постоянного тока, сервоприводы, светодиоды, — и управление ими широтно-импульсной модуляцией. Микроконтроллер и его порты: цифровые входы и выходы, аналоговые входы, интерфейсы UART и I2C.

Формат

Пятнадцать заданий: отнести устройство к датчикам или актуаторам, вычислить значение АЦП или скважность ШИМ, сопоставить датчик и измеряемую величину, расположить звенья системы управления по пути сигнала, заполнить пропуски о цифровых и аналоговых сигналах. Двадцать пять минут.

Разбор

Пояснения опираются на учебное пособие НИЯУ МИФИ и лабораторные работы НИУ МИЭТ: почему десятиразрядный АЦП даёт значения от 0 до 1023, почему кнопка — цифровой датчик, а фоторезистор — аналоговый, и как ШИМ позволяет плавно менять яркость светодиода, имея только два уровня напряжения.

Назначение

Работа подходит для входного контроля в начале направления и для проверки после первых лабораторных работ, когда ученики уже подключали датчики к контроллеру, но ещё путают типы сигналов.

Форматы и условия прохождения

Пройти комплект можно с любого устройства — настольного компьютера, ноутбука, планшета или смартфона. Тест можно открыть на заданный промежуток времени — это удобно для выполнения дома. Для защиты от подсказок отслеживается, покидал ли ученик вкладку с тестом ради других вкладок или приложений.