Программно-аппаратный комплекс по робототехнике

Предназначение
Набор предназначен для обучения детей среднего и старшего школьного возраста приемам программирования робототехнических устройств на языке Python.
Кроме того, набор предназначен для развития у обучаемого навыков построения систем с обратной связью, знакомству с клиент-серверными технологиями, и является введением в технологию IoT. Дополнительно набор помогает познакомить обучаемого с организацией взаимодействия устройств в сетях, построенных на базе TCP/IP-протокола, созданием беспроводных сетей, а также с основами HTTP-протокола.

Области знаний и применение
Набор является современным образовательным инструментарием, позволяющим в рамках программ средней школы, проводить увлекательные занятия по информатике, образовательной робототехнике, конструированию и программированию на современном, доступном, и интересном для школьников уровне.
Набор способствует пониманию основ спортивной и исследовательской робототехники, развитию инженерного и алгоритмического мышления. Набор позволит собирать модели разных устройств с использованием конструктивных элементов и электронных компонентов, а также программировать их поведение в зависимости от внешних факторов или внутреннего состояния модели.

Чему научится ребенок
Набор познакомит обучаемого с базовыми понятиями языка Python (типами данных, переменными, условиями, циклами, работе с числами, строками, списками, кортежами, словарями и модулями) и позволит применить эти знания для управления реальными объектами.
Кроме того, набор познакомит с основными электронными устройствами (светодиод, кнопка, аналоговый и цифровой датчик, сервомотор, мотор постоянного тока) применяемыми в робототехнике.

Способ работы
Набор представляет собой конструктор, обеспечивающий изучение основ робототехники, в частности, электроники, мехатроники, программирования и алгоритмизации.
Работа с набором объединяет в себе задачи по механической сборке корпусных элементов и электрических схем, программированию, а также изучению взаимодействия между разными устройствами посредством проводных и беспроводных протоколов передачи данных.

Состав:
1. Управляющий блок (контроллер)
2. Модуль расширения для управляющего блока (контроллера)
3. Батарейный блок
4. Мотор
5. Сервомотор
6. Комплект кабелей
7. Комплект конструктивных элементов
8. Светодиод красный
9. Датчик расстояния
10. Датчик касания
11. Датчик звука
12. Комплект конструктивных элементов, соединяющихся друг с другом. Типы позиционирования: вертикальное, горизонтальное и диагональное
13. Методическое обеспечение на русском языке
14. Программный модуль
15. Система хранения

Весь набор укомплектован в пластиковую систему хранения с ложементом, которая закрывается прозрачной пластиковой крышкой на защелках для обеспечения наблюдения за содержимым.

Методическое обеспечение
Методическое пособие содержит базовые основы программирования на языке Python:
• Типы данных
• Переменные
• Встроенные функции
• Объекты
• Структуры данных
• Модули, циклы алгоритмы

Представлено описание программной среды для написания кода, её функциональные возможности и режимы работы. Также имеется описание специальных библиотек и объектов, которые позволяют работать с периферийными устройствами управляющей платы, внешними электронными устройствами, подключаемыми исполнительными механизмами, датчиками и средствами визуализации.
В пособие приведены практические примеры использования данных модулей и объектов с пояснениями и подробными комментариями.
Для наглядности и понимания, на примере простейшей программы описана схема действий начинающего программиста с момента написания и отладки кода до момента записи конечной программы в ячейку памяти программ управляющего блока для последующего автоматического запуска.
Также описаны возможности робототехнических конструкций с помощью встроенного модуля беспроводной связи и протоколов Wi-Fi и Bluetooth подключаться к локальной сети, управляться через локальную сеть, обмениваться данными с внешними устройствами и быть видимыми в глобальной сети интернет, что является основой работы в среде Интернет Вещей (IoT).

Программный модуль
Программный модуль включает в себя интегрированную среду разработки, примеры использования в языке Python разных типов и структур данных, используемыми в робототехнике.
Примеры содержат демонстрацию работы с разными типами исполнительных механизмов, датчиков и средств визуализации данных, входящих в состав набора.
Интегрированная среда разработки, помимо подсветки синтаксиса, компиляции и загрузки программы в управляющую плату, поддерживает разные режимы работы, в том числе режим работы без необходимости подключения управляющей платы.
Интегрированная среда разработки содержит в себе проверки корректности программы, а также встроенные средства отладки программ с возможностью пошагового выполнения.
Примеры использования в коде программ на языке Python разных типов и структур данных знакомят обучаемого с основными принципами построения программной логики, а применяемые подходы – с принципами программирования конечных устройств на основе микроконтроллеров.
Примеры работы с разными типами исполнительных механизмов, датчиков и средств визуализации данных, входящих в состав набора, построены в виде мини-уроков, позволяющих впоследствии компоновать их с целью пошагового проектирования устройства с расширенным функционалом.