Оборудование
- • Образовательный набор робота
- • USB-кабель
- • Макетная плата
- • Батарейный блок
Лабораторная №1
Запуск образовательной робот-платформы
Освоить базовую сборку мобильного робота и научиться запускать тестовую программу движения.
Продолжительность: 90 минут
Программное обеспечение
- • Веб-симулятор робота
- • Arduino IDE или совместимая среда
Подготовка к работе
- • Изучите схему сборки шасси и назначение каждого модуля.
- • Проверьте заряд батарей и исправность кабелей.
- • Подготовьте рабочее место: антистатическая поверхность, освещение, свободное пространство.
Техника безопасности
- • Подключайте питание только после визуальной проверки схемы.
- • Не касайтесь оголённых контактов при включённом питании.
- • При появлении запаха перегрева немедленно отключите питание и сообщите преподавателю.
Краткая теория
Разбираем структуру мобильного робота: контроллер, питание, двигатели, корпус и базовые сигналы управления. Особое внимание уделяем связи между логикой программы и физическим поведением платформы.
Ожидаемый результат: Собранная платформа стабильно выполняет команды движения вперёд, назад, поворот влево и вправо, а студент объясняет назначение каждого модуля.
План занятия по времени
| Этап | Минут |
|---|---|
| Подготовка и техника безопасности | 10 |
| Сборка аппаратной части | 25 |
| Загрузка и проверка тестовой программы | 25 |
| Тест в симуляторе и сравнение | 20 |
| Фиксация результатов | 10 |
Пошаговая инструкция
- 1. Проверьте комплектацию, соберите шасси и закрепите контроллер.
- 2. Подключите двигатели к драйверу, затем драйвер к микроконтроллеру согласно схеме.
- 3. Проверьте питание на мультиметре (если доступен) и только после этого включите плату.
- 4. Загрузите тестовый скетч с командами движения и выполните короткий прогон на столе.
- 5. Откройте виртуальную модель, повторите сценарий и сравните поведение по скорости и устойчивости.
- 6. Зафиксируйте найденные расхождения между реальным и виртуальным запуском.
Виртуальная практика
Цель: Проверить базовую кинематику робота без риска повреждения оборудования.
Шаги
- • Запустите симулятор с теми же параметрами колёс и двигателя.
- • Проверьте движение по прямой на 1 метр и поворот на 90°.
- • Скорректируйте коэффициенты скорости до совпадения с реальной моделью.
Критерии успешности
- • Отклонение при движении по прямой не более 10 см.
- • Поворот на 90° выполняется с погрешностью не более 10°.
- • Студент объясняет, какие параметры пришлось изменить и почему.
Базовый уровень
Измените скорость движения робота на 3 уровня и сравните устойчивость.
Повышенный уровень
Добавьте режим «старт-пауза-стоп» с одной кнопкой и световой индикацией.
Творческое задание
Сделайте плавный разгон и торможение без рывков, ограничив пиковый ток.
Чек-лист самопроверки
- ✓ Схема собрана без ошибок
- ✓ Прошивка загружается без предупреждений
- ✓ Робот выполняет базовые команды
- ✓ Результаты виртуального и реального теста сопоставлены
Типичные ошибки
- • Перепутаны полярность питания и контакты моторов.
- • Нет общей земли между драйвером и контроллером.
- • Слишком высокая скорость на старте, вызывающая рывки.
Контрольные вопросы
- • Зачем нужна общая земля (GND) между модулями?
- • Почему робот может уводить в сторону даже при одинаковой команде моторам?
- • Какие параметры вы изменили для более плавного движения?
Шаблон отчёта
- 1. Цель работы и используемое оборудование.
- 2. Схема подключения (фото или рисунок).
- 3. Краткое описание программы управления.
- 4. Таблица результатов тестов (реальный/виртуальный).
- 5. Выводы и предложения по улучшению.
Критерии оценивания
| Критерий | Баллы |
|---|---|
| Корректность сборки и подключения | 0–3 |
| Работоспособность программы и запуск | 0–3 |
| Анализ результатов и выводы | 0–2 |
| Качество отчёта | 0–2 |