УЧИТЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ

15 марта 2026 г.

Урок Техносфера

Введение: Где заканчивается природа и начинаемся «мы»?

Ребята, сегодня мы начинаем наш путь в мир технологий с большой темы: Биосфера, Техносфера.

Миллионы лет на планете господствовала Биосфера — живая природа. Но человек создал Техносферу — мир машин, городов и интернета. Чтобы понять, зачем мы это делаем, стоит вспомнить слова, которые когда-то были обращены ко всему миру как доказательство величия Автора: «Поистине, в сотворении небес и земли, а также в смене ночи и дня — знамения для обладающих разумом» (Коран, 3:190).

В чем здесь связь с уроком технологии?
Эти слова призывают нас не просто смотреть, а видеть и изучать, как устроены сложные системы мира. Техносфера — это наш ответ на этот призыв. Мы изучаем законы природы (Биосферы), чтобы создавать свои инструменты.

И здесь возникает вопрос о Смысле:

Мы как ардуинки созданные автором, строим техносферу «обладая разумом», чтобы созидать и беречь этот мир?
Или мы просто потребители ресурсов?

Сегодня технология — это не просто гаджеты, а наша ответственность за то, чтобы «знамения», которые мы видим в природе, сохранились и для будущих поколений.

Блок 1. Основа всего: Размышление о сотворении Земли

Прежде чем человек взял в руки первый инструмент, была создана «мастерская» — наша планета. Вспомните аят, с которого мы начали: «В сотворении небес и земли... знамения для обладающих разумом».

О чем здесь нужно поразмышлять инженеру и конструктору?

Точность настроек: Земля находится на идеальном расстоянии от Солнца. Чуть ближе — мы бы сгорели, чуть дальше — замерзли. Состав атмосферы, плотность воды, наклон оси — всё это сложнейшая инженерная конструкция, созданная Творцом.
Ресурсы как дар: Всё, из чего состоит техносфера (металл в вашем телефоне, кремний в процессоре, пластик из нефти), уже было заложено в недра земли изначально. Человек не создает материю из ничего, он лишь преобразует то, что ему было дано.
Смысл размышления: Зачем нам дано видеть эту красоту и сложность? Чтобы мы поняли: мир не возник случайно. У него есть Автор. И если Творец создал всё в таком идеальном математическом балансе, то и наш «смысл жизни» как Его наместников — сохранять этот баланс, а не разрушать его своей техносферой.

Блок 2. Человек — наблюдатель и созидатель

Размышление (тафаккур) — это тоже технология, только интеллектуальная.

Задание классу: Посмотрите на обычное дерево.
- С точки зрения биосферы: Это живой насос, качающий воду, и фабрика по производству кислорода.
- С точки зрения размышления о Создателе: Это пример невероятной сложности и заботы о живых существах.
- С точки зрения техносферы: Это древесина для строительства или образец для создания солнечных панелей (фотосинтез).

Связующая мысль: Смысл жизни человека в том, чтобы, глядя на совершенство сотворенной Земли, учиться создавать свои технологии так же мудро и красиво. Мы — ученики в великой школе природы, созданной Всевышним.

Блок 3. Переход к техносфере (Как мы используем эти знания)

Теперь, осознав, насколько сложна и ценна наша планета, давайте запишем, как человечество начало строить свой мир поверх природного...

Практический блок: «От табурета к инженерии»

Учитель: «Ребята, мы говорили о том, как совершенно устроены небеса и земля. Теперь пришло время применить наш разум на практике. Сегодня мы приступаем к чертежу простого изделия — табурета. Но не обманывайтесь его простотой. В технологии табурет — это "азбука" большой архитектуры».

1. Инженерная логика (Связь с Техносферой)

Основа основ: Табурет — это простейшая стоечно-балочная система. Те же принципы распределения нагрузки, устойчивости и жесткости используются при строительстве жилых домов, мостов и даже небоскребов.
Проверка на прочность: Если вы неправильно рассчитаете шиповое соединение в табурете — он развалится под человеком. Если инженер ошибется в узлах здания — оно рухнет. Ошибаться на табурете дешевле, но ответственность та же.

2. Размышление в процессе (Связь со Смыслом жизни)

Вопрос к классу: «Сможет ли человек, который не научился делать надежный табурет, построить в будущем безопасный дом для своей семьи или мечеть для людей?»
Мораль: Смысл жизни «обладающего разумом» — в качестве (ихсан). Любое дело, за которое мы беремся, должно быть доведено до совершенства. Халатность в малом (в чертеже табурета) ведет к катастрофам в большом.

3. Практическое задание: «Чертеж как проект будущего»

Задача: Выполнить эскиз и чертеж табурета в трех проекциях (вид сверху, спереди, сбоку).
Акцент: Обратите внимание на «ножки» (фундамент) и «царги» (ребра жесткости). Представьте, что это не табурет, а каркас здания.
Эко-элемент (Биосфера): Подумайте, из какого материала будет ваш табурет? Как минимизировать отходы древесины? (Помним: в природе нет лишнего).

Анализ межпредметной связи (для этого этапа):

Математика (Геометрия): Построение проекций, расчет углов и размеров. Оперирование масштабом.
Физика: Статика и сопротивление материалов. Ученики наглядно видят, как форма изделия влияет на его устойчивость.
Черчение/ИЗО: Развитие пространственного мышления. Перенос 3D-образа на 2D-плоскость листа.
Профориентация: Прямая связь: «Сегодняшний школьник с карандашом — завтрашний архитектор, созидающий Техносферу».

Итог этапа:
Ребенок понимает: «Я строю не табуретку, я учусь законам созидания, по которым построен этот мир». Это дает ученику чувство достоинства и осознанность.

Анализ этого урока показывает глубокую межпредметную интеграцию, где технология перестает быть просто изучением инструментов и превращается в дисциплину о созидании и ответственности.

Вот подробный анализ связей:

1. Связь с ОРКСЭ (Основы религиозных культур и светской этики)

Это центральная ось урока.

Духовно-нравственный аспект: Через цитирование аята (3:190) и концепцию «обладающих разумом» вводится понятие тафаккура (размышления). Ученик воспринимается не как потребитель ресурсов, а как наместник, обязанный беречь творение.
Этическая установка: Смысл жизни связывается с категорией блага. Технология без этики разрушительна. Мы переносим религиозный постулат о гармонии мира на светскую почву инженерной ответственности.

2. Связь с Окружающим миром / Географией / Астрономией

Космологический аспект: Размышление о «сотворении небес и земли» и «смене ночи и дня» — это прямая отсылка к астрономическим константам (дистанция до Солнца, наклон оси, цикл вращения).
Экологический аспект: Понятие Биосферы (В.И. Вернадский) дается не как сухой термин, а как живая, идеально настроенная система, в которой человек — лишь часть целого. Это формирует естественнонаучную грамотность.

3. Связь с Физикой и Биологией (Бионика)

Инженерное мышление: Мы рассматриваем природные объекты (дерево, глаз, крыло птицы) как «технологии Творца». Это вводит понятие бионики — направления в науке, где техносфера копирует лучшие решения живой природы.
Закон сохранения: Идея о том, что человек не создает материю, а лишь преобразует её, перекликается с фундаментальными законами сохранения энергии и массы.

4. Связь с Обществознанием

Антропогенез: Урок объясняет, как человек выделился из природы, создав свою «оболочку» — Техносферу.
Глобальные проблемы: Обсуждение конфликта биосферы и техносферы подводит учеников к пониманию глобальных вызовов современности (экологический кризис, устойчивое развитие).

Резюме для самоанализа педагога:

Данный урок реализует метапредметный подход (ФГОС).

Личностные результаты: Формирование мировоззрения, осознание смысла своей деятельности.
Метапредметные результаты: Умение видеть связи между физическими явлениями, духовными ценностями и практическими навыками.
Предметные результаты (Технология): Понимание роли техносферы и основ проектирования с учетом экологических норм.

Вывод: Урок превращает технологию из «урока труда» в «урок созидательного мышления», объединяя веру, науку и практику.

Печь из глины. Быстро, крепко и эстетично.

https://youtube.com/shorts/9mJLvnIGB6k?si=g5jX8QFV_HgBrKxA

12 марта 2026 г.

Эксперимент 1. Маячок

Источник:
https://wiki.amperka.ru/%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82-arduino:%D0%BC%D0%B0%D1%8F%D1%87%D0%BE%D0%BA

Оглавление | Маячок с нарастающей яркостью →

В этом эксперименте мы просто мигаем светодиодом.

Видеоурок

Прочтите перед выполнением

Список деталей для эксперимента

1 плата Arduino Uno
1 беспаечная макетная плата
1 светодиод
1 резистор номиналом 220 Ом
2 провода «папа-папа»

Принципиальная схема

Схема на макетке

Обратите внимание

Не забудьте, как соединены рельсы в беспаечной макетной плате. Если на вашей макетке красная и синяя линии вдоль длинных рельс прерываются в середине, значит проводник внутри макетки тоже прерывается!
Катод («минус») светодиода — короткая ножка, именно её нужно соединять с землёй (GND)
Не пренебрегайте резистором, иначе светодиод выйдет из строя
Выбрать резистор нужного номинала можно с помощью таблицы маркировки или с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления
Плата Arduino имеет три пина GND, используйте любой из них

Скетч

p010_blink.ino

void setup()
{
  // настраиваем пин №13 в режим выхода,
  // т.е. в режим источника напряжения
  pinMode(13, OUTPUT);
}
 
void loop()
{
  // подаём на пин 13 «высокий сигнал» (англ. «high»), т.е.
  // выдаём 5 вольт. Через светодиод побежит ток.
  // Это заставит его светиться
  digitalWrite(13, HIGH);
 
  // задерживаем (англ. «delay») микроконтроллер в этом
  // состоянии на 100 миллисекунд
  delay(100);
 
  // подаём на пин 13 «низкий сигнал» (англ. «low»), т.е.
  // выдаём 0 вольт или, точнее, приравниваем пин 13 к земле.
  // В результате светодиод погаснет
  digitalWrite(13, LOW);
 
  // замираем в этом состоянии на 900 миллисекунд
  delay(900);
 
  // после «размораживания» loop сразу же начнёт исполняться
  // вновь, и со стороны это будет выглядеть так, будто
  // светодиод мигает раз в 100 мс + 900 мс = 1000 мс = 1 сек
}

Пояснения к коду

Процедура setup выполняется один раз при запуске микроконтроллера. Обычно она используется для конфигурации портов микроконтроллера и других настроек
После выполнения setup запускается процедура loop, которая выполняется в бесконечном цикле. Именно этим мы пользуемся в данном примере, чтобы маячок мигал постоянно
Процедуры setup и loop должны присутствовать в любой программе (скетче), даже если вам не нужно ничего выполнять в них — пусть они будут пустые, просто не пишите ничего между фигурными скобками. Например:

void setup()
{
}

Запомните, что каждой открывающей фигурной скобке { всегда соответствует закрывающая }. Они обозначают границы некого логически завершенного фрагмента кода. Следите за вложенностью фигурных скобок. Для этого удобно после каждой открывающей скобки увеличивать отступ на каждой новой строке на один символ табуляции (клавиша Tab)
Обращайте внимание на ; в концах строк. Не стирайте их там, где они есть, и не добавляйте лишних. Вскоре вы будете понимать, где они нужны, а где нет.
Функция digitalWrite(pin, value) не возвращает никакого значения и принимает два параметра:
1. pin — номер цифрового порта, на который мы отправляем сигнал
2. value — значение, которое мы отправляем на порт. Для цифровых портов значением может быть HIGH (высокое, единица) или LOW (низкое, ноль)
Если в качестве второго параметра вы передадите функции digitalWrite значение, отличное от HIGH, LOW, 1 или 0, компилятор может не выдать ошибку, но считать, что передано HIGH. Будьте внимательны
Обратите внимание, что использованные нами константы: INPUT, OUTPUT, LOW, HIGH, пишутся заглавными буквами, иначе компилятор их не распознает и выдаст ошибку. Когда ключевое слово распознано, оно подсвечивается синим цветом в Arduino IDE

Вопросы для проверки себя

Что будет, если подключить к земле анод светодиода вместо катода?
Что будет, если подключить светодиод с резистором большого номинала (например, 10 кОм)?
Что будет, если подключить светодиод без резистора?
Зачем нужна встроенная функция pinMode? Какие параметры она принимает?
Зачем нужна встроенная функция digitalWrite? Какие параметры она принимает?
С помощью какой встроенной функции можно заставить микроконтроллер ничего не делать?
В каких единицах задается длительность паузы для этой функции?

Задания для самостоятельного решения

Сделайте так, чтобы маячок светился полсекунды, а пауза между вспышками была равна одной секунде
Измените код примера так, чтобы маячок включался на три секунды после запуска устройства, а затем мигал в стандартном режиме

Все уроки:

https://wiki.amperka.ru/%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%8B-arduino-breadboard:%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

7Кл. Параграф: Промышленные роботы, их классификация, назначение, использование. Практическая работа «Использование операторов ввода-вывода в визуальной среде программирования»

Промышленные роботы являются основой современного автоматизированного производства. Они представляют собой программируемые механические устройства, способные выполнять сложные производственные операции с высокой точностью, скоростью и грузоподъемностью, заменяя или помогая людям в монотонных, опасных или требующих особой точности задачах -

2 -9. Понимание их классификации, назначения и особенностей применения необходимо для формирования целостного представления о современной промышленности и перспективах ее развития.

1. Понятие и определение промышленного робота

Согласно международному стандарту ISO и классификации Международной федерации робототехники (IFR), промышленный робот — это "автоматически управляемый, перепрограммируемый, многоцелевой манипулятор, программируемый по трем или более осям". Он может быть как стационарным, так и иметь возможность передвижения для использования в приложениях промышленной автоматизации -1.

В российском ГОСТ 25686-85 дается следующее определение: промышленный робот (ПР) — автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций -7.

Ключевые признаки промышленного робота:

Манипулятор — устройство для захвата и перемещения объектов
Многоцелевое назначение — возможность адаптации к различным задачам путем смены концевых эффекторов (инструментов)
Автоматическое управление — работа по программе, а не вручную
Наличие трех и более программируемых осей — способность достигать любой точки в трехмерном пространстве
Перепрограммируемость — возможность изменения движений и функций без изменения механической системы -1

Промышленные роботы отличаются от станков с ЧПУ тем, что они намеренно неспецифичны и предназначены для широкого и постоянно меняющегося спектра задач -1.

2. Классификация промышленных роботов

Промышленные роботы классифицируются по множеству признаков, что позволяет выбрать оптимальное решение для конкретных производственных задач.

2.1. По кинематической схеме (форме рабочего пространства)

Тип робота	Кинематика	Рабочая зона	Характеристики	Применение
Декартовы (прямоугольные)	Три линейных движения (X, Y, Z) -4 -10	Прямоугольный параллелепипед	Простая конструкция, высокая точность позиционирования	Перемещение грузов, измерение параметров, автоматизация производственных линий -5
Цилиндрические	Два линейных и одно вращательное движение -4	Цилиндр	Простота, низкая стоимость	Простые搬运 и сборочные операции -4
Сферические (полярные)	Два вращательных и одно линейное движение -4	Часть сферы	Большая рабочая зона, но меньшая точность	Специализированные задачи -4
SCARA (Селективно-комплаентные)	Два вращательных и одно линейное движение по вертикали -5 -10	Цилиндрическая с ограничениями	Высокая скорость, жесткость в вертикальном направлении	Сборка, pick-and-place, упаковка -5 -10
Шарнирные (ангулярные)	Все движения вращательные (обычно 6 осей) -4 -10	Сложная, приближенная к сфере	Максимальная гибкость и маневренность, универсальность	Самый распространенный тип — сварка, покраска, сборка, перемещение -5
Параллельные (дельта-роботы)	Три рычага, соединенных с основанием -5 -10	Ограниченная	Сверхвысокая скорость и ускорение, точность	Упаковка, сортировка, пищевая промышленность -5

Шестиосевые шарнирные роботы являются наиболее популярными благодаря своей универсальности — их конструкция, состоящая из нескольких суставов, позволяет совершать сложные движения по разнообразным траекториям -5.

2.2. По грузоподъемности

Категория	Грузоподъемность	Применение
Сверхлегкие	До 1 кг	Электронная промышленность -5
Легкие	1-10 кг	Сборка, пайка компонентов -5
Средние	10-200 кг	Автосборка, общее машиностроение -5
Тяжелые	200-1000 кг	Металлообработка -5
Сверхтяжелые	Более 1 тонны (до 1,7 т)	Литье, штамповка, перемещение кузовов автомобилей -5 -9

Крупнейший в мире промышленный робот — FANUC M-2000iA может поднимать грузы массой до 1,7 тонн, что эквивалентно весу небольшого автомобиля -9.

2.3. По характеру выполняемых операций

Технологические (производственные) — выполняют основные операции технологического процесса: гибка, сварка, сборка, окраска -7
Вспомогательные (подъемно-транспортные) — обслуживают основное технологическое оборудование: установка и снятие заготовок, транспортно-складские операции -7
Универсальные — выполняют различные операции и могут работать совместно с разными видами оборудования -7

2.4. По степени специализации

Специальные — выполняют определенную технологическую операцию или обслуживают конкретную модель оборудования -7
Специализированные (целевые) — выполняют операции одного вида (только сварка, только сборка) -7
Многоцелевые (универсальные) — выполняют различные основные и вспомогательные операции -7

2.5. По методу управления

Программные роботы — работают по жесткой программе без учета внешних условий
Адаптивные роботы — оснащены датчиками и способны подстраиваться под изменения среды
Интеллектуальные роботы — используют элементы искусственного интеллекта для принятия решений -5

2.6. По способу установки

Способ	Особенности
Напольные	Жесткое крепление к полу, высокая точность -9
Подвесные	Крепление к потолку или кронштейнам, экономия пространства -9
Настольные	Установка на станках или столах, очень высокая точность -9
Мобильные	На подвижной платформе, высокая гибкость -9
Портальные	Мостовая конструкция, большая рабочая зона -9

2.7. По точности позиционирования

Точность промышленных роботов варьируется от ±0,02 мм (роботы для микроэлектроники) до более 0,5 мм (роботы для грубых операций). Роботы для производства полупроводников (ASML) имеют погрешность менее 1 нанометра -9.

2.8. Коллаборативные роботы (коботы)

Особая категория промышленных роботов, спроектированных для безопасной работы совместно с человеком без защитных ограждений. Они оснащены датчиками силы, ограничителями скорости и системой обнаружения столкновений -2 -5 -10. Коботы технически схожи с традиционными роботами-манипуляторами, но их главное отличие — наличие датчиков, контролирующих действия находящихся рядом людей -5.

3. Назначение и области применения

Промышленные роботы применяются в различных отраслях для автоматизации производственных процессов.

3.1. Основные операции, выполняемые промышленными роботами

Операция	Описание	Примеры применения
Сварка	Дуговая, точечная, лазерная, плазменная -5	Автомобилестроение, судостроение, производство металлоконструкций
Покраска	Равномерное нанесение лакокрасочных покрытий -5	Автомобильная промышленность, производство бытовой техники
Сборка	Установка компонентов, соединение деталей -5	Электроника, машиностроение, приборостроение
Погрузочно-разгрузочные работы	Перемещение заготовок и готовых изделий -1	Металлообработка, логистика
Паллетирование/упаковка	Укладка грузов на поддоны, упаковка продукции -5	Пищевая промышленность, складская логистика
Транспортировка	Перемещение материалов между станками и участками -3	Гибкие производственные системы
Обработка материалов	Резка (лазерная, гидроабразивная, плазменная), шлифовка, полировка -5	Металлообработка, деревообработка
Контроль качества	Измерения, проверка геометрии, обнаружение дефектов -4	Производство электроники, автомобилестроение

3.2. Отраслевое применение

Отрасль	Доля рынка	Примеры использования
Автомобильная промышленность	Более 30%	Сварка кузовов, окраска, сборка узлов. Например, АвтоВАЗ запустил цех со 112 роботами для сварки кузовов -5
Электронная промышленность	Значительная	SMT-монтаж компонентов (до 100 тыс. компонентов в час), прецизионная пайка, сборка -4 -5
Металлургия и металлообработка	Растущая	Литье, штамповка, обслуживание станков. "Северсталь" инвестирует 500 млн рублей в роботизацию -5
Пищевая промышленность	Развивающаяся	Упаковка, паллетирование, сортировка -4
Логистика	Активно растущая	Автоматизированные склады, сортировочные центры -5
Производство строительных материалов	Развивающаяся	Погрузка, упаковка -5

На заводах Toyota используются сверхтяжелые роботы FANUC M-2000iA для перемещения кузовов автомобилей -9.

4. Преимущества внедрения промышленных роботов

Современные исследования и практика показывают, что роботизация становится ключевым фактором развития предприятий различных отраслей -5.

4.1. Технологические преимущества

Повышение производительности: роботы работают 24/7 без перерывов, что сокращает производственный цикл на 30–50% -5
Высокая точность и стабильность: повторяемость движений до ±0,02 мм, что критично для микроэлектроники и авиастроения -5
Снижение брака: исключение человеческого фактора позволяет сократить количество ошибок на 90% -5
Безопасность: замена людей на опасных участках (литейные цеха, химическое производство) снижает травматизм на 25–40% -5
Круглосуточная работа: возможность организации ночной работы ("безлюдное производство") -5

4.2. Экономические преимущества

Сокращение времени обработки деталей
Повышение эффективности использования оборудования (на 15–20%)
Уменьшение производственных площадей
Быстрая окупаемость (от 12 до 36 месяцев) -2
Снижение эксплуатационных расходов в долгосрочной перспективе

5. Современные тенденции развития промышленной робототехники

5.1. Интеллектуализация

Современные промышленные роботы интегрируют все больше сенсоров (зрение, сила, осязание), применяют алгоритмы машинного обучения и приобретают способность к автономному принятию решений -4.

5.2. Коллаборация

Распространение коботов, способных безопасно работать вместе с людьми без ограждений, что особенно важно для малых и средних предприятий с гибким производством -4 -8.

5.3. Модульность и стандартизация

Унификация интерфейсов, модульная конструкция, открытая архитектура упрощают интеграцию, обслуживание и модернизацию -4.

5.4. Снижение стоимости

Благодаря технологическому прогрессу и эффекту масштаба, стоимость промышленных роботов за последние 20 лет снизилась более чем на 50%, делая их доступными для среднего бизнеса -9.

5.5. Интеграция с цифровыми технологиями

Создание "цифровых двойников" производственных линий, использование облачных вычислений, промышленного интернета вещей (IIoT) и систем искусственного интеллекта для оптимизации работы -4 -8.

6. Российский рынок промышленной робототехники

Рынок промышленной робототехники в России развивается ускоренными темпами — рост составляет около 40% в год. К 2030 году уровень плотности роботизации в рамках целей национальных проектов должен достигнуть 145 единиц на 10 000 сотрудников -5.

Крупнейшие проекты реализуются на предприятиях:

АвтоВАЗ — внедрение роботов для сварки кузовов
КАМАЗ — роботизированная вклейка стекол
Северсталь — инвестиции 500 млн рублей в роботизацию (2025 год), включая системы плазменной резки, сварки и контроля качества -5

Вывод: Промышленные роботы представляют собой сложные автоматизированные системы, классифицируемые по множеству признаков: кинематической схеме, грузоподъемности, назначению, степени специализации, методу управления и другим параметрам. Их основное назначение — повышение эффективности, точности и безопасности производства путем автоматизации как основных технологических, так и вспомогательных операций. Наиболее широко промышленные роботы применяются в автомобилестроении, электронной промышленности, металлообработке, пищевой промышленности и логистике. Современные тенденции — интеллектуализация, коллаборация, модульность и снижение стоимости — делают роботизацию доступной не только для крупных, но и для средних предприятий, что способствует росту производительности и конкурентоспособности промышленности в целом.

Параграф: Практическая работа «Использование операторов ввода-вывода в визуальной среде программирования»

Освоение принципов взаимодействия человека с компьютером является фундаментальным этапом в изучении программирования и робототехники. Операторы ввода и вывода обеспечивают этот диалог, позволяя программе получать данные от пользователя и отображать результаты своей работы. Визуальные среды программирования делают этот процесс особенно наглядным и доступным для начинающих.

1. Цель и задачи практической работы

Цель работы: научиться создавать программы с использованием операторов ввода и вывода в интегрированной среде программирования роботов -1.

Задачи:

Познакомиться с понятиями «оператор», «оператор ввода», «оператор вывода» -1;
Изучить интерфейс визуальной среды программирования;
Научиться строить цепочки команд с использованием операторов ввода-вывода -1;
Освоить процесс загрузки программы на микроконтроллер;
Научиться искать и исправлять ошибки в программе -1.

2. Теоретические основы

В любой системе программирования, включая визуальные среды, взаимодействие с пользователем строится на трёх базовых элементах: ввод данных, их обработка и вывод результатов.

2.1. Операторы ввода

Операторы ввода предназначены для получения данных от пользователя или от подключённых датчиков. В контексте робототехники это могут быть:

значения, вводимые с клавиатуры компьютера;
сигналы от датчиков (расстояния, освещённости, касания);
команды с пульта дистанционного управления.

Визуальные среды программирования предлагают специальные блоки для организации ввода. Например, для получения данных от пользователя можно использовать текстовое поле, а связь этого элемента с логикой программы осуществляется через визуальный интерфейс с помощью операций перетаскивания или графического редактора событий -2.

2.2. Операторы вывода

Операторы вывода отвечают за передачу информации от программы пользователю или к исполнительным устройствам. Это могут быть:

вывод текста или чисел на экран монитора;
включение/выключение светодиодов;
подача звукового сигнала;
отправка команд моторам.

Для вывода информации в визуальных средах используются такие элементы, как текстовая область, ярлык, графические индикаторы -2.

2.3. Структура программы в визуальной среде

Несмотря на внешние различия, программы в визуальных средах имеют типовую структуру, включающую три основных раздела -8:

Раздел	Назначение	Пример (Arduino)
Объявление переменных	Определение используемых объектов и их свойств	int redLED = 10;
Настройка (setup)	Однократное выполнение начальных установок	pinMode(redLED, OUTPUT);
Основной цикл (loop)	Многократное выполнение рабочих операций	digitalWrite(redLED, HIGH);

3. Оборудование и материалы

Для выполнения практической работы потребуется -1:

Аппаратное обеспечение:
- компьютер с установленной визуальной средой программирования;
- Arduino-плата (или аналогичный микроконтроллер);
- две красные светодиодные лампочки;
- резисторы для ограничения тока через светодиоды;
- соединительные провода.
Программное обеспечение:
- визуальная среда для программирования роботов (например, среда разработки для Arduino с использованием языка C++).

4. Задание и порядок выполнения

Задание: Напишите программу для моделирования работы железнодорожного семафора, в котором попеременно мигают две красные лампочки. Лампочки подключены к портам 10 и 11 -1.

4.1. Технологическая карта выполнения

№	Последовательность технологических операций	Материалы, инструменты
1	Написать команду, по которой первая красная лампочка подключится к порту 10	компьютер, визуальная среда для программирования роботов -1
2	Написать команду, по которой вторая красная лампочка подключится к порту 11	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
3	Написать команду, по которой будет установлен порт 10 на вывод	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
4	Написать команду, по которой будет установлен порт 11 на вывод	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
5	Написать команду, по которой включится первая красная лампочка	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
6	Написать команду, по которой выключится вторая красная лампочка	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
7	Написать команду, по которой всё останется без изменений 1 секунду	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
8	Написать команду, по которой выключится первая красная лампочка	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
9	Написать команду, по которой включится вторая красная лампочка	компьютер, визуальная среда для программирования роботов
10	Написать команду, по которой всё останется без изменений 1 секунду	компьютер, визуальная среда для программирования роботов -1

4.2. Пример выполнения программы

Ниже представлен образец программы на языке Arduino (C++), моделирующей работу железнодорожного семафора с мигающими красными лампочками, подключёнными к портам 10 и 11 -1.

int redLED1 = 10; // Первая красная лампочка подключена к порту 10
int redLED2 = 11; // Вторая красная лампочка подключена к порту 11

void setup() {
  pinMode(redLED1, OUTPUT); // Установка порта 10 на вывод
  pinMode(redLED2, OUTPUT); // Установка порта 11 на вывод
}

void loop() {
  digitalWrite(redLED1, HIGH); // Включаем первую красную лампочку
  digitalWrite(redLED2, LOW);  // Выключаем вторую красную лампочку
  delay(1000);                 // Ждём 1 секунду

  digitalWrite(redLED1, LOW);  // Выключаем первую красную лампочку
  digitalWrite(redLED2, HIGH); // Включаем вторую красную лампочку
  delay(1000);                 // Ждём ещё 1 секунду
}

Пояснения к программе:

int redLED1 = 10; — оператор, связывающий имя redLED1 с портом 10;
pinMode(redLED1, OUTPUT); — оператор настройки порта на вывод (output);
digitalWrite(redLED1, HIGH); — оператор вывода, включающий напряжение на порте 10 (лампочка загорается);
digitalWrite(redLED2, LOW); — оператор вывода, отключающий напряжение на порте 11 (лампочка гаснет);
delay(1000); — оператор временной задержки.

5. Контроль и оценка качества выполненной работы

5.1. Карта контроля процесса -1

Технологическая операция	Критерий оценки	Балл
Соблюдение техники безопасности, правил безопасного труда	Выполняется: 1 балл / Не выполняется: 0 баллов
Соблюдение дисциплины, правил делового общения	Выполняется: 1 балл / Не выполняется: 0 баллов
Соблюдение культуры труда на рабочем месте	Выполняется: 1 балл / Не выполняется: 0 баллов
Соблюдение последовательности команд в программе	Программа запускается без ошибок: 2 балла / Программа не запускается, есть ошибки: 0 баллов
Итого оценка процесса

5.2. Карта контроля результата -1

Технологическая операция	Критерий оценки	Балл
Качество составленной программы	Программа запускается и решает поставленную задачу: 5 баллов. За каждую синтаксическую ошибку в программе: –0,5 балла. Команды расположены в неправильной последовательности, нарушена логика: –0,5 балла. Программа не решает поставленной задачи: 0 баллов.

6. Выводы по результатам практической работы

Пример вывода: С помощью оператора вывода даётся команда включения (светить) лампочки, с помощью оператора вывода даётся команда выключения (гаснет) лампочки. Так можно сделать, например, семафор, светофор, фары -1.

В более общем смысле:

Операторы ввода позволяют программе получать данные от пользователя или от внешних устройств (датчиков);
Операторы вывода обеспечивают передачу результатов работы программы к исполнительным устройствам (светодиодам, моторам, дисплеям);
Визуальные среды программирования делают процесс создания программ интуитивно понятным, поскольку не требуют глубокого знания синтаксиса языка -2;
Связь элементов интерфейса с логикой программы осуществляется через визуальные операции, такие как перетаскивание или графический редактор событий -2.

Вывод: Выполнение данной практической работы позволяет освоить базовые принципы организации ввода-вывода в программах для микроконтроллеров, что является необходимым фундаментом для дальнейшего изучения робототехники и создания более сложных автоматизированных систем.