Клуб юных инженеров "Тесла"
Программа курса "Робототехника MIDDLE"
Этот курс предназначен для ребят возраста 8-10 лет.
В робототехнике три большие составные части:
  • электроника
  • механика
  • программирование
Для ребят, занимающихся на курсе "Робототехника MIDDLE", все эти три части освещаются в том объеме, который соответствует их возрасту и позволяет подготовиться к следующему курсу "Робототехника PROJECT". Ребята в этом возрасте уже могут паять, сверлить и управлять 3D принтером, программировать на визуальных и высокоуровневых языках программирования, разбираться в электронике.
Курс рассчитан на 18 месяцев. На каждом занятии юный инженер обязательно получает результат: маленькую победу, которая даёт стимул двигаться дальше.
В процессе прохождения курса вам потребуется приобрести следующие наборы:
  • "Тесла.Квант" - 3500р.
  • "Тесла.Бит" - 6000р.
  • Тесла.Байт" - 4000р.
Указанные наборы можно приобрести в Клубах только в рамках прохождения курса. Отдельно от курса эти наборы не продаются.
Что будут изучать юные инженеры.
1 модуль. Основы электроники
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.
2 модуль. BEAM роботы
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.

3 модуль. Программирование на ArduBlock
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.

4 модуль. Программирование на Wiring
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.

5 модуль. Основы 3D моделирования и 3D печати
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.