Знакомство с основными понятиями и элементами электронных схем: резисторами, светодиодами, конденсаторами, биполярными транзисторами и т.д. Изучение их основных функциональных возможностей и свойств. Сборка электронных схем с применением этих элементов.
На данном этапе используется конструктор «Тесла.Квант» - это авторская разработка нашей компании. В составе конструктора – набор элементов электронных схем и книжечка – руководство для ученика по сборке 21 экспериментов. 21 занятий данного этапа проводятся по увлекательной инструкции юного инженера – ученики выполняют описанные в ней эксперименты.
Элементы из конструктора «Тесла.Квант» будут использоваться ребятами на всех последующих этапах.

На данном этапе ученики собирают четырех BEAM роботов. Слово BEAM является аббревиатурой от Biology, Electronics, Aesthetics, Mechanics. BEAM робот используют простые аналоговые цепи (например, компараторы) вместо микропроцессоров с целью достичь необычно простого (в сравнении с традиционными передвижными роботами) дизайна, который жертвует гибкостью ради надёжности и эффективности выполнения определённого задания.
Четыре BEAM робота данного этапа – это:

1. робот, управляемый светом;
2. робот-охранник;
3. робот, следующий по линии;
4. робот, объезжающий препятствия.

Ученики собирают роботов в приведенном выше порядке. Для сборки роботов на данном этапе ребята приобретают набор «Тесла.Бит». В его состав входят как механические части: моторы, редукторы, колеса, основание и т.д., так и электронные элементы и модули для сборки электрических схем на макетной плате.
На данном этапе ученики:

• осваивают работу с инструментами: отвертками, ключами, плоскогубцами, ножовкой, пинцетом и т.д.,
• приобретают навыки обработки материалов (акрил, дерево): сверление, резка и т.д.,
• приобретают навыки пайки с применением маломощного (8 Вт) безопасного паяльника, паяльника 220В, термофена и паяльной станции,
• работают с электроинструментом: минидрель (Дримель), сверлильный станок, точильный станок,
• выполняют работы по склеиванию, применяют двусторонний скотч.

Важно! Прежде, чем давать в руки ребятам любой инструмент, проводится беседа по технике безопасности (ТБ) при работе с этим инструментом. Все работы по пайке, сверлению, точению и т.п. осуществляются в защитных очках.
После завершения сборки и настройки каждого робота всеми ребята в группе проводятся соревнования для выявления, чей робот получился боле надежным, быстрым и эффективным, кто из ребят лучше научился им управлять, кто лучше робота настроил.

На данном этапе ребята переходят к третьей составляющей робототехники – программированию. Сразу давать ребятам такого возраста Wiring (C++ подобный язык) рано. Эффективно, когда они начинают на более простом SCRATCH- подобном языке – ArduBlock. Программирование происходит в среде, являющейся расширением среды Arduino IDE.
Для данного этапа и последующего ребятам будет необходим набор «Тесла.Байт». Он включает плату Arduino UNO и все модули, требующиеся для сборки робота, находящего выход из лабиринта.
Основная идея данного этапа – дать ребятам все сведения об алгоритмах и конструкциях языка, необходимые для программирования робота, находящего выход из лабиринта. Также нужно научиться работать со всеми модулями этого робота: сервопривод, драйвер двигателей, ультразвуковой дальномер.
По итогу проводятся соревнования на специальном полигоне, построенном из пустых коробок и подручных средств. Победителю – приз.

После изучения ArduBlock ребята уже готовы переходить к изучению С++ подобного языка. Т.к. они почувствовали, что у них получается, что робот подчиняется написанной ими программе, ребят уже не остановить, они приобрели уверенность и им под силу изучение более сложного языка.
В заключительной части данного этапа ученики собирают, программируют и настраивают робота, управляемого с помощью IR-пульта. Для этого нужно смонтировать IR-сенсор, научиться работать с библиотеками.

Для того, чтобы юные инженеры могли сделать для своих будущих устройств деталь любой формы, необходимо создать модель этой детали в 3D редакторе. Мы используем Autodesk Fusion 360. Для учебных и некоммерческих целей его можно применять бесплатно.
После освоения Fusion 360 юные инженеры нарабатывают навыки создания сложных изделий, состоящих из нескольких тел. В итоге получается чертеж (dxf файл), который может быть отправлен на ЧПУ станок (фрезер или лазер).
В конце данного этапа наставник выдает индивидуальное задание для каждого юного инженера по созданию во Fusion модели с натуры. Например, ручка регулировки громкости, сервопривод, колесо и т.д. Юный инженер снимает размеры с помощью штангенциркуля и создает модель. Далее выгружает модель в Cura. Наставник рассказывает об основных настройках Cura, как они влияют на результат печати, об устройстве и принципе работы 3D принтера. Далее производится печать детали по созданной юным инженером модели. Получившуюся деталь юный инженер забирает на память.
На этом базовый курс завершен и юный инженер переходит к курсу «Робототехника. PROJECT», где он сможет работать над собственными проектами.