Тематическое планирование кружка "Мир Ардуино"
календарно-тематическое планирование на тему

№

п/п

Раздел и тема

Количество

часов

1

Раздел 1. Основные понятия микроэлектроники

(6)

Тема 1.1. Микроэлектроника, основные понятия, сферы

применения.

2

Тема 1.2. Основные электронные компоненты.

4

2

Раздел 2. Основные принципы программирования

микроконтроллеров

(6)

Тема 2.1. Логические конструкции.

2

Тема 2.2. Применения массивов.

2

Тема 2.3. Аналоговые и цифровые входы и выходы, принципы их использования.

2

3

Раздел 3. Применение микроэлектроники в ежедневной жизни

(12)

Тема 3.1. Сенсоры, их типы.

4

Тема 3.2. Потенциометры. Фоторезисторы.

2

Тема 3.3. Индикаторы.

2

Тема 3.4. Использование микросхем.

2

Тема 3.5. Жидкокристаллические экраны.

2

4

Раздел 4. Проектирование мобильных роботов

(8)

Тема 4.1. Двигатели, их типы. Управление двигателями

3

Тема 4.2. Создание мобильных роботов.

5

5

Резерв времени

2

Всего

34

Учебная программа

№

п/п

Кол-во часов

Содержание учебного материала

Государственные требования к уровню общеобразовательной подготовки учеников

1

6

Раздел 1. Основные понятия микроэлектроники

2

Тема 1.1. Микроэлектроника, основные понятия, сферы применения

Роль микроэлектроники на современном этапе развития общества. Основные понятия микроэлектроники. Правила техники безопасности при работе с электронными компонентами.

Ученик: описывает основные понятия, связанные с направлением микроэлектроники;

называет этапы развития микроэлектроники;

приводит примеры применения микроэлектроники в современном обществе;

объясняет необходимость правильной организации рабочего места;

обосновывает необходимость соблюдения правил безопасности работы с электронными компонентами, санитарно-гигиенических условий.

4

Тема 1.2. Основные электронные

компоненты

Напряжение. Сила тока. Сопротивление. Единицы измерения.

Микроконтроллеры, принципы их работы.

 Диоды. Светодиоды.

Резисторы. Основные принципы маркировки резисторов.

Обозначения компонентов на схемах. Закон Ома.

Источники питания.

Монтажная плата. Схемотехника. Мультиметр.

Электронные измерения.

Среда программирования микроконтроллеров.

Ученик: объясняет основные понятия электричества;

проводит основные расчеты для построения электрической схемы;

называет основные элементы на цифровых схемах;

характеризует зависимость между напряжением, силой тока и сопротивлением;

снимает основные параметры электрической схемы при помощи мультиметра;

пользуется средой программирования для создания программы работы микроконтроллера;

объясняет разницу между различными источниками питания и выбирает необходимые;

пользуется таблицей маркировки резисторов для определения соответствующего номинала;

выполняет сборку электрических схем соответственно пройденного материала;

вносит исправления в электронные схемы, собранные неправильно;

соблюдает правила техники безопасности при сборке электрических схем.

2

6

2 Раздел. Основные принципы программирования микроконтроллеров

2

Тема 2.1. Логические конструкции

Современные среды программирования микроконтроллеров.

Основные понятия и конструкции языка программирования.

Структура программы. Переменные.

Логические конструкции. Функция и ее аргументы. Создание собственных функций и их использование.

Ученик:

использует современные среды программирования микроконтроллеров;

объясняет основную структуру программы и ее элементы;

пользуется такими основными понятиями программирования как переменные, выражения, логические конструкции, функции;

умеет составить программу в соответствии с поставленной задачей и загрузить ее в микроконтроллер;

анализирует представленную компьютерную программу и определяет, что соответствующая программа выполняет; осуществляет сборку электрических схем согласно пройденного материала.

2

Тема 2.2. Применение массивов 

Понятие массива. Массивы символов. Пьезоэффект. Управление звуком.

Использование потенциометра.

Электрическая гирлянда.

Ученик: 

пользуется такими основными понятиями программирования как массивы;

объясняет явление пьезоэффекта;

собирает электрическую схему для управления звуком;

использует кодовую таблицу для программирования слов;

собирает электрическую схему с использованием потенциометра;

снимает электрические показатели в схемах с пьезоэлементом и потенциометром;

описывает электрические процессы, происходящие в построенных схемах;

обосновывает свои действия при построении электрических схем.

2

Тема 2.3. Аналоговые и цифровые входы и выходы, принципы их использования

Аналоговый и цифровой сигналы.

Широтно-импульсная модуляция.

Управление яркостью светодиода.

Трехцветный светодиод.

Ученик:

объясняет разницу между цифровым и аналоговым сигналом;

приводит примеры использования различных типов сигналов;

осуществляет подключение электронной схемы в  зависимости от типа выбранного сигнала;

проверяет тип сигнала, подаваемого на устройство;

объясняет принцип широтно-импульсной модуляции;

описывает цветовые модели и их роль в создании цвета;

обосновывает выбор соответствующего типа сигнала в своей схеме.

3

12

Раздел 3. Использование сенсоров

4

Тема 3.1. Сенсоры, их типы

Понятие сенсора. Цифровые сенсоры.

Датчик расстояния.

Датчик линии. Аналоговые сенсоры.

Датчик звука. Датчик света.

Обработка входных сигналов элементов разного типа. Кнопка как датчик нажатия. Кнопочный выключатель.

Булевы типы данных. Программная стабилизация сигнала. Датчики температуры.

Создание модели пожарной сигнализации.

Ученик:

объясняет понятие сенсора;

различает типы сенсоров;

приводит примеры применения сенсоров;

осуществляет настройки датчика расстояния, датчика линии;

снимает показания, которые посылают датчики;

описывает проблемы, возможные при использовании датчиков;

пользуется различными типами датчиков для получения необходимой информации;

создает программный код для управления датчиками; выбирает соответствующий датчик для получения необходимого сигнала.

2

Тема 3.2. Потенциометры.

Фоторезисторы.

Преобразование сигнала. Делитель напряжения. Потенциометр.

Использование потенциометра для регулирования времени мигания светодиода. Переменные резисторы.

Фоторезистор. Модель системы управления автоматическим включением / выключением освещения.

Ученик:

объясняет принципы применения делителя напряжения;

собирает электрические схемы с использованием потенциометра;

снимает показатели основных параметров электрической схемы;

выбирает соответствующие электрические компоненты для построения эффективных схем;

собирает электрические схемы с использованием фоторезистора;

объясняет принципы использования потенциометров и фоторезисторов в бытовых приборах.

2

Тема 3.3. Индикаторы

Светодиодные индикаторы.

Семисегментный индикатор.

Вывод информации на индикаторе.

Четырехразрядный цифровой индикатор.

Электронные часы.

Ученик:

объясняет принципы работы индикаторов;

различает типы индикаторов;

приводит примеры применения индикаторов в повседневной жизни;

собирает электрические схемы по использованию семисегментного индикатора;

создает программный код для управления индикатором;

использует многомерные массивы для написания программного кода;

собирает электрические схемы с использованием четырехразрядного цифрового индикатора.

2

Тема 3.4. Использование

микросхем

Основные принципы построения микросхем. Использование микросхемы для создания счетчика.

Вывод случайных чисел.

Управление светодиодной матрицей.

Ученик:

описывает основные принципы построения микросхем;

понимает принципы включения микросхем в электронные схемы;

объясняет принципиальные схемы с использованием микросхем;

осуществляет построение электрических схем согласно

изученного материала с использованием микросхем различного типа;

объясняет принцип работы светодиодной матрицы;

программирует микросхемы и светодиодные матрицы.

2

Тема 3.5. Жидкокристаллические

экраны

Жидкокристаллический экран (ЖК- экран). Характеристики.

Подключение символьного дисплея к микроконтроллеру.

Основные команды для вывода информации на экран.

Бегущая строка.

Ученик:

описывает основные принципы строения ЖК-экранов;

приводит примеры применения ЖК-экранов;

подключает ЖК-экран в электрическую схему;

использует библиотеки, классы, объекты при программировании ЖК-экранов;

понимает принципы кодирования информации и использования кириллических шрифтов;

объясняет вывод графических объектов на ЖК-экранах.

4

8

Раздел 4. Проектирование мобильных роботов

3

Тема 4.1. Двигатели, их типы.

Управление двигателями

Движение объектов. Постоянные двигатели.

Шаговые двигатели. Серводвигатели.

Транзисторы.

Основы управления сервоприводом.

Драйвер мотора.

Скорость вращения мотора, изменение направления вращения.

Ученик:

понимает принципы преобразования электрической энергии в механическое движение;

объясняет принципы строения двигателей различных типов;

подключает к электрической схеме двигатели различных типов;

пользуется драйвером двигателя для подключения сервомоторов к электрической схеме;

использует соответствующие команды для управления моторами при программировании;

использует библиотеки управления моторами при программировании;

понимает принципы работы транзисторов;

объясняет разницу между различными типами транзисторов;

обосновывает выбор соответствующего транзистора для включения его в электрическую схему вместе с мотором.

5

Тема 4.2. Сборка мобильных

роботов

Основные сферы использования роботов и роботизированных систем в современном обществе.

Мобильные платформы. Сбор робота для движения по поверхности.

Ориентация робота в пространстве.

Реакция робота на события во внешней среде.

Ученик:

называет основные сферы применения роботов и роботизированных систем в обществе;

приводит перечень профессий, связанных с направлением робототехники;

осуществляет дизайн-анализ предоставленного робота или робототехнической системы;

называет основные составляющие робота;

использует дополнительные платы для расширения возможностей робота;

использует различные датчики для предоставления роботу соответствующих возможностей;

создает собственные библиотеки при программировании робота;

приводит варианты улучшения существующей конструкции робота.

5

2

Резерв

34

Всего