Для детей от 9 лет Программа «Движение по линии на Arduino» посвящена разработке собственного робота для участия в районных/городских соревнованиях по робототехнике в дисциплине «Движение по линии». Суть соревнования в том, что робот должен, двигаясь по черной линии траектории, добраться от места старта до места финиша за максимально короткое время. Эта программа начинается с создания робота. Ученики пользуются набором электронных компонентов, контроллером Arduino IDE, датчиками линии и датчиком дальности. В начале программы дети работают с макетной платой, проектируют и устанавливают фары будущего робота, припаивают провода для пьезопищалки. Корпус робота также создается ребятами самостоятельно в специальной программе для 3D моделирования – FreeCAD, затем печатается на 3D принтере и вырезается на лазерном гравере. Параллельно со сборкой «начинки» робота, ученики начинают создавать алгоритмы движения. После того, как первые версии роботов будут созданы, мы проводим внутренние соревнования. Ученики тестируют своих роботов. В заключении программы происходит отладка всех процессов, калибровка датчиков и финальная игра.

Для детей от 12 лет В рамках этой программы ученики собирают и программируют манипулятор на Arduino. Робот манипулятор — это аналог человеческой руки. Он может поднимать, двигать и перемещать предметы. В сборке робота мы используем контроллер Arduino UNO и дополнительную плату расширения (shield) собственной разработки. В процессе создания робота дети знакомятся с понятиями: резистор, сервопривод, джойстик. После изучения блока проводится целый урок-игра на повторение пройденного материала. Только после этого мы переходим к сборке робота. Каждый получает свой набор деталей, вырезанных с помощью лазера. Вместе с деталями в наборе идет печатная плата, в которую ученики впаивают компоненты – стабилизатор, пины для подключения к плате Arduino, резисторы, схемы питания для сервопривода. Когда робот будет готов, ученики напишут управляющую программу на языке С++ для решения прикладных задач. Например, перемещение шахматных фигурок или автономное заваривание чая.

Для детей от 7 лет Наша задача в том, чтобы дать детям настоящие знания, а не заниматься игрой в конструктор. Поэтому в процессе обучения ученики сначала получают базовые знания по смежным дисциплинам, которые составляют основы робототехники. Они постепенно идут к тому, чтобы создавать свои электронные устройства и роботов. Программа посвящена основам робототехники и поделена на 4 раздела: Электроникa С помощью конструктора «Знаток» дети знакомятся с простыми электронными компонентами и их изображением на схеме (батарейки, резисторы, светодиоды, кнопки и др.), а также с законами электродинамики в доступной для детей форме. Что такое напряжение и сопротивление? Как они связаны между собой (закон Ома). Учатся пользоваться универсальным прибором для измерений — мультиметром. Программирование Мы используем визуальный язык Snap. В рамках программы ученики знакомятся с основами программирования, с понятиями: алгоритм, цикл, логические и арифметические операции. Объединяя знания двух дисциплин, учимся программированию контроллеров: управлять напряжением и его считывать. Механика В цикл механики первого года обучения мы включаем знакомство с основными механизмами (рычаги, передачи, поршни). Цифровое производство Основы компьютерного моделирования в 2D и 3D редакторах. Для изготовления деталей и механизмов роботов созданных детьми в 3D редакторах, мы используем 3D принтер и лазерный гравер.

Для детей от 11 лет В рамках этой образовательной программы ученики собирают робота-паука на плате Arduino. Робот-паук на Arduino работает на 8 сервоприводах и перемещается на 4 «ногах». Паук двигается вперед, назад, влево , вправо, по диагонали. Ученики начинают со знакомства с платой Arduino, изучают сервоприводы и serial — монитор, подключают кнопки, самостоятельно собирают ИК пульт для управления будущим роботом и собирают корпус. Корпус робота мы вырезаем на лазерном гравере из фанеры. Управлять роботом можно с помощью ИК пульта и ИК датчика. Также к нему можно присоединить датчик дальности или датчики линии для решения робототехнических задач и участия в соревнованиях.

Для детей от 10 лет В рамках этой программы ученики собирают и программируют настольные часы на Arduino. Каждый ребенок сделает собственные настоящие электронные часы с будильником. Занятия начинаются с повторения основных функций Arduino Wiring (С++) — языка, на котором будет написана программа для часов. Далее переходим к элементам часов и изучаем понятия: LCD дисплей, модуль RTC, пьезоэлемент. По ходу изучения дети собирают внутренние компоненты в основу часов, применяя полученные знания на практике. Следующий шаг — написание программы. Отдельно программируется пьезопищалка, которая нужна для создания мелодии будильника. Ребенок самостоятельно собирает не только «техническую» основу, но и внешний корпус часов. Дети моделируют в программе FreeCAD. После чего корпус печатается на 3D принтере, а оргстекло вырезается на лазерном гравере.

Для детей от 7 лет Этa программа посвящена основам электроники и базовым понятиям программирования. Программа поделена на несколько блоков. В начале дети изучат основные понятия прикладной электроники: напряжение, сопротивление, силу тока, последовательное и параллельное соединение. Далее знакомятся с различными электронными компонентами: светодиод, резистор, датчики. Из этих электронных компонентов дети собирают схемы, для соединения элементов мы используем провода-зажимы(зажим-крокодил). Схемы ученики программируют платой Micro:bit. Например, подают напряжение и считывают значения с датчиков. Часть уроков посвящена программированию платы Micro:bit. Мы используем графический язык — MakeCode. Ученики разбирают такие понятия, как: переменная, цикл, функция, арифметические и логические операции. В рамках программы ученики сделают несколько проектов. Например, после изучения акселерометра, выполним проект «Компас» и «Шагомер»; познакомимся с понятием «радиосвязь» и воспроизведем это явление — передадим друг друга сообщения.

Для детей от 9 лет В процессе обучения каждый ученик создаст своими руками робота-шагохода. Особенность этой программы в том, что мы используем Raspberry Pi Pico. Эта плата — интересная альтернатива привычному Arduino. Робот передвигается, ориентируется в пространстве и умеет издавать звуки. Занятия начинаются с изучения схемотехники на макетной плате. Главный элемент в этой программе — сервопривод. Управление роботом происходит с его помощью — учимся изменять угол поворота, за счет чего робот начинает ходить. Ребенок самостоятельно собирает не только внутреннее, «техническое» наполнение робота, но и деревянный корпус, который мы заранее вырезали с помощью лазерного гравера. После того, как робот будет собран, мы переходим к программированию. Пишем функции для движения и выполнения задач ориентирования с использованием датчика дальности. Писать код для платы можно как на блочном языке Makecode, который отлично подходит для новичков, так и на текстовых JavaScript и Python. Мы выбираем язык под каждую группу, ориентируясь на уровень знаний учащихся.