УЧИТЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ

27 апреля 2026 г.

5Кл. Параграф: Практическая работа «Программирование модели робота с двумя датчиками нажатия». Групповой творческий (учебный) проект по робототехнике (разработка модели с ременной или зубчатой передачей, датчиком нажатия): обоснование проекта

1. Практическая работа «Программирование модели робота с двумя датчиками нажатия»

Назначение практической работы — освоить программирование логики поведения робота на основе двух дискретных датчиков нажатия. Два датчика расширяют возможности робота: он может не просто обнаружить препятствие, но и определить, с какой стороны оно находится, и принять соответствующее решение.

1.1. Аппаратная часть

Микроконтроллер (Arduino Uno/Nano)
Два тактовых кнопочных датчика (имитация бампера)
Драйвер моторов L298N
2–4 DC-мотора с колёсами
Аккумуляторная батарея и соединительные провода

Схема подключения

Компонент	Порт Arduino
Датчик A (левый)	Цифровой пин 2
Датчик B (правый)	Цифровой пин 3
Драйвер L298N	Пины 4–9 (управление моторами)

Рекомендуется использовать внешнее питание моторов (через драйвер), чтобы избежать перегрузки платы.

1.2. Программная логика

Основной принцип — проверка состояния датчиков и принятие решения по ветвлению.

Ситуация	Левое состояние	Правое состояние	Действие
Нет препятствий	ОТПУЩЕН	ОТПУЩЕН	Движение прямо
Только слева	НАЖАТ	ОТПУЩЕН	Отъехать, повернуть направо, продолжить
Только справа	ОТПУЩЕН	НАЖАТ	Отъехать, повернуть налево, продолжить
Оба	НАЖАТ	НАЖАТ	Отъехать, развернуться (или остановиться)

Примерная структура программы (псевдокод)

ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ:
    Настроить пины для двух датчиков как ВХОДЫ
    Настроить пины для мотора и драйвера как ВЫХОДЫ

ОСНОВНОЙ ЦИКЛ:
    leftState = ПРОЧИТАТЬ(левый датчик)
    rightState = ПРОЧИТАТЬ(правый датчик)

    ЕСЛИ (leftState == НАЖАТ) И (rightState == НАЖАТ):
        // Оба препятствия — остановка
        ОСТАНОВИТЬ()
    ИНАЧЕ ЕСЛИ (leftState == НАЖАТ):
        // Препятствие слева
        ОСТАНОВИТЬ()
        ЗАДНИЙ_ХОД(0.5 сек)
        ПОВОРОТ_НАПРАВО(0.5 сек)
        ДВИЖЕНИЕ_ВПЕРЁД()
    ИНАЧЕ ЕСЛИ (rightState == НАЖАТ):
        // Препятствие справа
        ОСТАНОВИТЬ()
        ЗАДНИЙ_ХОД(0.5 сек)
        ПОВОРОТ_НАЛЕВО(0.5 сек)
        ДВИЖЕНИЕ_ВПЕРЁД()
    ИНАЧЕ:
        // Нет препятствий
        ДВИЖЕНИЕ_ВПЕРЁД()
    КОНЕЦ_ВЕТВЛЕНИЯ

    НЕБОЛЬШАЯ_ЗАДЕРЖКА()
КОНЕЦ_ЦИКЛА

Более продвинутый вариант — с накоплением статистики

Можно добавить дополнительный анализ: если левый датчик срабатывает часто в течение короткого времени, увеличить угол поворота и др.

1.3. Калибровка и отладка

На начальном этапе полезен монитор порта: выводить состояния датчиков, чтобы убедиться в их корректной работе. При движении робот может затрагивать препятствия небампером, поэтому датчики желательно разместить как можно ближе к переднему краю.

Примечание: во избежание залипания лучше ввести небольшую паузу после касания, чтобы робот не начинал новое «препятствие» сразу после объезда, пока ещё не вернулся в исходный коридор движения.

2. Групповой творческий проект по робототехнике: разработка модели с ременной или зубчатой передачей, датчиком нажатия

Общая характеристика проекта

Тип проекта: групповой, творческий, учебный.
Целевая аудитория: учащиеся 7–9 классов.
Тема: создание мобильного робота, использующего механическую передачу (ременную или зубчатую) и датчик нажатия для решения конкретной задачи.
Результат: рабочий прототип, способный взаимодействовать с объектами или реагировать на препятствия.

2.1. Обоснование проекта

Введение механической передачи расширяет функциональность робота: можно изменять момент силы, скорость вращения или направление движения рабочих органов. Датчик нажатия позволяет организовать обратную связь — например, остановка подающего механизма при застревании детали (как в сортировочных или сборочных устройствах). Групповая работа имитирует реальную инженерную практику (распределение ролей, обсуждение решений, интеграция компонентов).

2.2. Перечень материалов и инструментов

Конструкционная база: пластиковые или металлические профили / пластины, оси, колёса.
Механические элементы:
- Зубчатые колёса (разного диаметра) или шкивы и ремень.
- Дополнительные оси и крепления.
Электронные компоненты: контроллер, драйвер моторов, два DC-мотора, сервопривод (опционально), датчики нажатия (2), батарейный отсек с аккумуляторами.
Расходные материалы: провода, паяльные принадлежности, винты/стойки, изолента, стяжки.

2.3. Этапы выполнения проекта

Формирование команд и распределение ролей (конструктор, программист, ответственный за электронику, сборщик, оформитель).
Обоснование проекта (анализ технической задачи, выбор типа передачи, определение датчиков, поиск аналогов).
Разработка технического задания (ТЗ) (размеры, грузоподъёмность, реакции на нажатие датчиков, дополнительные возможности).
Разработка эскизов и чертежей:
- Кинематическая схема передачи.
- Компоновка шасси и размещение датчиков.
- Электрическая схема подключений.
Подбор компонентов:
- Расчёт передаточного отношения (при необходимости).
- Подбор двигателей по нужной частоте вращения.
Изготовление механической части:
- Сборка рамы, установка двигателей, монтаж ремённой или зубчатой передачи.
- Крепление датчиков в соответствующих местах (на бампере, возле механизма).
Монтаж электроники и сборка схемы:
- Подключение контроллера, датчиков, драйвера двигателей.
- Организация питания.
Разработка программы:
- Отработка функций движения.
- Реализация реакции на датчики.
- Дополнительная логика по выполнению задания.
Тестирование и отладка (настройка чувствительности, порогов, временны́х задержек, совместная работа передачи и датчиков).
Оформление отчётной документации и презентации проекта (фото схем, описание разработки, рефлексия).

2.4. Возможная тематика проектов

Робот, который при нажатии на передний бампер включает механический транспортер (на базе передачи) для выгрузки детали.
Грузовой робот с ремённой передачей на шкивах; при нажатии датчика (обнаружение груза) механизм подачи останавливается.
Учебный манипулятор с зубчатой передачей в захвате, управляемый от датчика нажатия (срабатывание при замыкании концевого выключателя).

2.5. Возможные роли в группе

Роль	Обязанности
Ведущий инженер	Контролирует общую концепцию, увязывает механическую и программную части.
Механик	Отвечает за сборку шасси, передач, установку двигателей и колёс.
Электронщик	Собирает электрическую схему, проверяет питание, подключает датчики.
Программист	Разрабатывает скетч, реализует логику обработки датчиков.
Тестировщик	Проводит испытания, фиксирует ошибки, занимается отладкой.
Технический писатель	Готовит документацию: отчёт, презентацию, плакаты.

2.6. Планирование времени (примерный график на 2–3 недели)

Понедельник–вторник: разбивка на группы, инструктаж, выбор концепции.
Среда – пятница: проектирование, сборка механической части.
Следующая неделя (понедельник–вторник): монтаж электроники, написание и отладка программы.
Среда – четверг: интеграция всех подсистем, устранение неисправностей, финальные испытания.
Пятница: оформление отчёта, подготовка презентации, защита.

2.7. Критерии качества выполнения проекта

Соответствие ТЗ (выполнение полезного действия при срабатывании датчика).
Надёжность передачи (отсутствие проскальзывания ремня или люфта в зубчатом зацеплении).
Стабильность программы (правильная реакция на нажатия датчиков, отсутствие ложных срабатываний).
Аккуратность сборки (крепёж, прокладка проводов, изоляция).
Работоспособность в различных режимах (многократное тестирование с разными препятствиями).

Вывод: Практическая работа с двумя датчиками нажатия даёт навыки работы с дискретной обратной связью и алгоритмами ветвления. Групповой творческий проект, включающий механическую передачу и датчик нажатия, позволяет применить эти знания в усовершенствованной конструкции — от простого перемещения до робота, способного различать сторону препятствия и изменять поведение. Механическая составляющая (ременная или зубчатая передача) демонстрирует связь между теорией механизмов и программированием, а групповая работа развивает навыки коммуникации и распределённой разработки, необходимые в реальной технической среде.

Список использованных источников

Практическая работа «Программирование модели робота с двумя датчиками нажатия» / Силеёнкова В.В., Инфоурок, 2025 .
Создание кодов программ для двух датчиков нажатия. Практическая работа / Силеёнкова В.В., Инфоурок, 2025 .
Проект в технологии 8 класс / Инфоурок, 2022 .
Моторный отсек автомобиля / Инфоурок, 2024 .
Урок 38. Индивидуальный творческий (учебный) проект «Прототип изделия из пластмассы» / 2023–2025 .
Конспект урока «Формирование умений в разработке проектов» / Бабуркина А.Н., Инфоурок, 2025 .

25 апреля 2026 г.

24 апреля 2026 г.

7Кл. ПАРАГРАФ. Дистанционное управление. Практическая работа «Программирование пульта дистанционного управления. Дистанционное управление роботами»

1. Понятие и принципы дистанционного управления

Дистанционное управление — это способ управления техническим устройством (роботом, механизмом) на расстоянии, при котором оператор передаёт команды через каналы связи, а робот их принимает и выполняет . Это ключевая технология в робототехнике, позволяющая человеку взаимодействовать с машиной без прямого физического контакта.

Основные компоненты системы дистанционного управления:

Компонент	Назначение
Пульт управления	Устройство ввода команд оператором (джойстики, кнопки, сенсорные панели)
Канал связи	Среда передачи сигнала (радиоканал, Wi-Fi, Bluetooth, ИК)
Приёмник	Устройство на роботе, принимающее сигналы от пульта
Контроллер	Микроконтроллер, обрабатывающий принятые команды и управляющий исполнительными механизмами

Принцип работы: Оператор воздействует на органы управления пульта. Пульт преобразует действия в цифровые или аналоговые сигналы, которые передаются по каналу связи. Приёмник на роботе принимает сигнал, контроллер интерпретирует команду (например, «двигаться вперёд», «повернуть налево») и подаёт соответствующие сигналы на моторы и сервоприводы .

2. Виды и каналы дистанционного управления

2.1. По способу передачи сигнала

Вид управления	Характеристика	Применение
Проводное	Кабель соединяет пульт и робота. Надёжно, нет помех, но ограничена дальность	Отладка, учебные стенды
Беспроводное	Сигнал передаётся через радиоволны, ИК-излучение, Wi-Fi или Bluetooth	Мобильные роботы, квадрокоптеры
Сетевое (Интернет)	Управление через Интернет с любого устройства	Удалённые операции, «умный дом»

2.2. Каналы связи беспроводного управления

Канал	Дальность	Преимущества	Недостатки
Радиоканалы (2.4 ГГц)	До 1–2 км	Малая задержка, высокая надёжность	Требует отдельного приёмопередатчика
Wi-Fi	До 100 м	Двусторонняя связь, можно передавать видео	Чувствителен к помехам, высокое энергопотребление
Bluetooth	До 10–50 м	Низкое энергопотребление, простота сопряжения	Малая дальность
Инфракрасный (ИК)	До 5–10 м	Дешёвый, простой	Требует прямой видимости, малая дальность

2.3. Виды управления по уровню автономности

Тип	Описание
Командное	Оператор отдаёт отдельные команды (вперёд, назад, влево, вправо)
Копирующее	Робот повторяет движения оператора (например, манипулятор реагирует на движения руки)
Супервизорное	Оператор задаёт цели, а робот самостоятельно выбирает способ их достижения

Современные системы дистанционного управления активно внедряют элементы полуцентрализованного управления, когда оператор управляет группой роботов как единым целым, а сами роботы через децентрализованные протоколы (например, ESP-NOW) корректируют своё положение относительно друг друга . Такой подход повышает устойчивость группы к потерям связи.

3. Практическая работа «Программирование пульта дистанционного управления. Дистанционное управление роботами»

Цель работы: Научиться подключать пульт дистанционного управления к роботу и программировать его команды для управления движением .

Оборудование:

Микроконтроллер (Arduino Uno или ESP32)
Пульт дистанционного управления (ИК или радиочастотный)
Приёмник ИК-сигналов или радиомодуль
Драйвер моторов (L298N) и 2 DC-мотора
Колёсная платформа
Аккумуляторная батарея
Соединительные провода

3.1. Этапы выполнения

№	Этап	Содержание работы	Результат
1	Изучение пульта	Определить коды кнопок пульта, открыть Serial Monitor и записать значения	Таблица кодов команд
2	Сборка схемы	Подключить ИК-приёмник к микроконтроллеру, драйвер моторов и моторы	Электрическая схема
3	Тестирование приёма	Написать скетч для чтения кодов с пульта, проверить вывод в Serial-порт	Коды считываются
4	Программирование движений	Написать программу: при нажатии каждой кнопки вызывается соответствующая функция	Готовая программа
5	Загрузка и отладка	Загрузить программу, проверить работу робота	Работоспособная система

3.2. Пример кода (Arduino) для ИК-управления

Ниже приведён код, реализующий базовое дистанционное управление колёсным роботом с помощью ИК-пульта. Программа считывает код нажатой кнопки и в зависимости от него вызывает функции движения (вперёд, назад, поворот, остановка) .

// Подключение необходимых библиотек
#include <IRremote.h>  // библиотека для ИК-приёмника
#include <Servo.h>     // для управления сервоприводами (если используются)

// Определение пинов
const int RECV_PIN = 4;    // пин подключения ИК-приёмника
const int enA = 5;         // ШИМ правых моторов
const int enB = 6;         // ШИМ левых моторов
const int in1 = 7;         
const int in2 = 8;
const int in3 = 9;
const int in4 = 10;

IRrecv irrecv(RECV_PIN);   // создание объекта ИК-приёмника
decode_results results;    // структура для хранения принятых кодов

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  irrecv.enableIRIn();      // запуск ИК-приёмника
  
  // Настройка пинов моторов
  pinMode(enA, OUTPUT);
  pinMode(enB, OUTPUT);
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
  pinMode(in3, OUTPUT);
  pinMode(in4, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Проверяем, приняты ли данные с пульта
  if (irrecv.decode(&results)) {
    Serial.println(results.value, HEX); // вывод кода в монитор порта
    
    // Ветвление: выбор действия в зависимости от нажатой кнопки
    if (results.value == 0x1689609F) {  // код кнопки "Вперёд"
      moveForward();
    } 
    else if (results.value == 0x1689B847) { // код кнопки "Назад"
      moveBackward();
    }
    else if (results.value == 0x168948B7) { // код кнопки "Влево"
      turnLeft();
    }
    else if (results.value == 0x1689A857) { // код кнопки "Вправо"
      turnRight();
    }
    else if (results.value == 0x168938C7) { // код кнопки "Стоп"
      stopRobot();
    }
    
    irrecv.resume();  // подготовка к приёму следующего сигнала
  }
  delay(50);
}

// Функция движения вперёд
void moveForward() {
  digitalWrite(in1, HIGH);
  digitalWrite(in2, LOW);
  digitalWrite(in3, HIGH);
  digitalWrite(in4, LOW);
  analogWrite(enA, 200);
  analogWrite(enB, 200);
  Serial.println("Moving forward");
}

// Функция движения назад
void moveBackward() {
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, HIGH);
  digitalWrite(in3, LOW);
  digitalWrite(in4, HIGH);
  analogWrite(enA, 200);
  analogWrite(enB, 200);
  Serial.println("Moving backward");
}

// Функция поворота налево
void turnLeft() {
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, HIGH);
  digitalWrite(in3, HIGH);
  digitalWrite(in4, LOW);
  analogWrite(enA, 150);
  analogWrite(enB, 150);
  Serial.println("Turning left");
}

// Функция поворота направо
void turnRight() {
  digitalWrite(in1, HIGH);
  digitalWrite(in2, LOW);
  digitalWrite(in3, LOW);
  digitalWrite(in4, HIGH);
  analogWrite(enA, 150);
  analogWrite(enB, 150);
  Serial.println("Turning right");
}

// Функция остановки
void stopRobot() {
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, LOW);
  digitalWrite(in3, LOW);
  digitalWrite(in4, LOW);
  analogWrite(enA, 0);
  analogWrite(enB, 0);
  Serial.println("Stopping");
}

Важно: Коды кнопок в вашем пульте могут отличаться. Для их определения загрузите программу, откройте Serial Monitor и нажимайте кнопки пульта, записывая полученные значения (например, 0x1689609F). Затем подставьте свои коды в условные операторы if — это ключевой этап адаптации программы под конкретный пульт .

3.3. Дополнительные возможности

Промышленные и продвинутые учебные системы позволяют реализовать :

Комбинации кнопок — выполнение сложных действий при одновременном нажатии нескольких кнопок (например, ускорение при нажатой кнопке «Shift»).
Аналоговое управление джойстиком — плавное изменение скорости и направления в зависимости от отклонения джойстика.
Управление группой роботов — один пульт управляет роем, а роботы самостоятельно избегают столкновений .

В продвинутых средах (например, RobotStudio от ABB) используется технология VRT (Virtual Robot Technology), позволяющая программировать и симулировать дистанционное управление без остановки реального производства .

Вывод: Дистанционное управление — это фундаментальная технология взаимодействия человека с роботом, основанная на передаче команд через различные каналы связи (радио-, ИК-, Wi-Fi, Bluetooth). Выбор канала определяется дальностью, условиями работы и требованиями к задержке. В ходе практической работы учащиеся осваивают ключевые навыки: чтение кодов с пульта, программирование условных операторов для разных кнопок и управление моторами через драйвер. Эти навыки являются базой для создания более сложных робототехнических систем, включая управление группами роботов и супервизорное управление .