11. Дистанционное управление

Модуль: Системы управления робототехническими комплексами

Тема урока: Дистанционное управление

Цель урока: Сформировать у учащихся представление о принципах дистанционного управления роботами, типах пультов и протоколах передачи данных, а также способах организации обратной связи.

Планируемые результаты:

Предметные:

• Знать основные принципы дистанционного управления роботами
• Понимать механизмы передачи сигналов по беспроводным каналам связи
• Различать типы пультов управления и их функциональные возможности
• Уметь анализировать системы дистанционного управления с точки зрения их компонентов и протоколов

Метапредметные:

• Регулятивные УУД: умение анализировать системы управления, выделять их структурные элементы
• Познавательные УУД: развитие системного мышления, понимание взаимосвязи между передатчиком и приемником
• Коммуникативные УУД: умение работать в команде, представлять и обсуждать технические решения

Личностные:

• Формирование научного мировоззрения в области беспроводных технологий
• Развитие интереса к техническим средствам коммуникации
• Воспитание ответственного отношения к управлению техническими системами

Задачи урока:

1. Изучить физические принципы распространения радиоволн и работы передатчиков/приемников
2. Рассмотреть различные типы пультов управления и их особенности
3. Познакомиться с протоколами беспроводной связи, применяемыми в робототехнике
4. Исследовать методы кодирования и декодирования команд управления
5. Проанализировать системы обратной связи в дистанционном управлении
6. Разработать схему системы дистанционного управления роботом

Тип урока: Комбинированный (изучение нового материала + практическая работа)

Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:

• Компьютерный класс с проектором и интерактивной доской
• Презентация по теме “Дистанционное управление роботами”
• Демонстрационные образцы различных пультов управления
• Робототехнические наборы с модулями беспроводной связи
• Раздаточный материал для создания схем систем управления
• Видеоматериалы по работе систем дистанционного управления
• Программное обеспечение для создания схем и диаграмм

Образовательные технологии: Проблемное обучение, информационно-коммуникационные технологии, работа в малых группах, исследовательский метод

Межпредметные связи:

• Физика: распространение радиоволн, принципы работы передатчиков и приемников, электромагнитное излучение
• Информатика: протоколы беспроводной связи, обработка команд управления, интерфейсы
• Математика: кодирование сигналов, модуляция, дискретизация

[ОПЕРАТОР] <---> [ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ] <--- Беспроводной канал связи ---> [ПРИЕМНИК НА РОБОТЕ] <---> [КОНТРОЛЛЕР РОБОТА] <---> [ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ]
                        ^                                                          |
                        |                                                          v
                        +--------------- Канал обратной связи -------------------[ДАТЧИКИ]

1. Пульт управления (передатчик):

   • Устройство ввода (джойстики, кнопки, сенсорный экран)
   • Микроконтроллер для обработки команд
   • Передатчик сигнала (RF модуль, Bluetooth, Wi-Fi)
   • Система индикации (дисплей, светодиоды)
   • Питание (аккумуляторы, батареи)

2. Приемник:

   • Антенна для приема сигнала
   • Модуль приемника соответствующего стандарта
   • Декодер/демодулятор сигнала
   • Интерфейс для связи с контроллером робота

3. Каналы связи:

   • Прямой канал (от пульта к роботу)
   • Канал обратной связи (от робота к пульту)
   • Протоколы передачи данных

4. Система обратной связи:

   • Датчики на роботе
   • Система сбора данных
   • Передатчик для отправки данных на пульт
   • Системы отображения информации для оператора

Схема системы дистанционного управления (0-10 баллов):

• Полнота отображения всех компонентов системы (0-3)
• Корректность обозначения протоколов и каналов связи (0-2)
• Наличие и правильность указания характеристик системы (0-2)
• Учет физических принципов передачи данных (0-2)
• Эстетичность и понятность схемы (0-1)

Представление и защита работы (0-5 баллов):

• Качество презентации схемы (0-2)
• Аргументированность выбора технологий (0-2)
• Ответы на дополнительные вопросы (0-1)

Работа в группе (0-3 балла):

• Равномерное распределение обязанностей (0-1)
• Эффективность взаимодействия в группе (0-1)
• Своевременное выполнение работы (0-1)

Максимальный балл: 18 Шкала перевода в оценку:

• 16-18 баллов - “5”
• 13-15 баллов - “4”
• 9-12 баллов - “3”
• менее 9 баллов - “2”

Фамилия, имя: _________________________

На диаграмме укажите свое положение на "лестнице понимания":
      ____
     |    | Я могу объяснить тему другим
     |____|
     |    | Я хорошо понимаю тему
     |____|
     |    | Я понимаю основные принципы
     |____|
     |    | У меня есть общее представление
     |____|
     |    | Я мало что понимаю по теме
     |____|

В начале урока: _______  В конце урока: _______

Что помогло мне продвинуться: ______________________
_________________________________________________

Что осталось непонятным: __________________________
_________________________________________________