От «дрессировки» микроконтроллера до супер проектов

Девятиклассники Губернаторского многопрофильного лицея-интерната (г. Кемерово) изучают на вузовских уроках то, что в лицее-интернате не преподают, но что необходимо им для осуществления научных проектов: основы автоматики, электроники и программирования. К примеру, Андрей Алисов пришел с проектом по робототехнике. Школьник задумал создать робота, который сможет передвигаться по ступенькам. По его мнению, такой робот необходим, чтобы перевозить тяжелый или нестандартный груз, даже обычный чемодан. Идея и план у Андрея есть, осталось главное – с помощью ученых технического университета довести до ума и осуществить. Цель Дарьи Ларионовой – создать механизм-помощник в борьбе за предотвращение пожаров в лесах. А два единомышленника – Леонид Царегородцев и Алексей Шаулев – мечтают разработать и собрать мобильного робота. С ним они хотят выступить в ближайших областных соревнованиях мобильных роботов, которые ежегодно проходят в КузГТУ в рамках Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Россия молодая». Робоспортсмены на колесах показывают свое мастерство в традиционных дисциплинах: кегельринг, биатлон, лабиринт и траектория. Реализация задуманного еще впереди. Пока у старшеклассников прошли всего три занятия в вузе. Каждое из них с практической частью. – Ребята уже ознакомились со страшным словом «микроконтроллер» – это микросхема, которая представляет собой мини-компьютер, предназначенный для управления различными устройствами, например, холодильником или турникетом. Мы обсудили, что это за «зверь» и чем ценен его «мех», – рассказывает ассистент кафедры электропривода и автоматизации Владислав Немов. – Школьники усвоили базовые принципы построения автоматических систем и устройств и успешно перешли к практике. На предыдущем уроке они освоили, как писать самую простую программу для микроконтроллера. Эта программа заставляет его выполнять крайне важную работу – мигать лампочкой. А самые старательные даже смогли научить микроконтроллер «передавать» текст с помощью азбуки Морзе. На новом занятии учащиеся сначала усердно повторяли пройденное ранее – снова «заставляли» микроконтроллеры мигать. Но уже не одной, а сразу тремя лампочками – светодиодами! После этого юные исследователи сразу же сделали модели светофоров и разные световые эффекты. По сути, всего за пару уроков они получили необходимые навыки, чтобы сконструировать и запрограммировать небольшой светофор для настольной модели города, а также интересные и «динамичные» игрушки или инсталляции. В этот раз юные новаторы прослушали лекцию о том, что такое кнопка. Как она устроена, работает, и как ее можно подключать к микроконтроллеру. Узнали, что точно так же можно подключать любой датчик, который «говорит» нам что «что-то есть» или «ничего нет». К примеру, такие датчики сообщают, занято или нет парковочное место, есть ли еще вода в бочке для полива и т.д. Также ребята ознакомились с оператором ветвления, особенностями его использования и узнали, как с его помощью понять, нажата кнопка или нет. Так что полным ходом идет и изучение основ программирования, ведь при работе с микроконтроллерами недостаточно подсоединить провода, надо еще и программу написать. На каждом занятии, которые проходят раз в неделю, ребята проделывают серьезную и масштабную работу. А предстоит еще больше! Однако это только «подогревает» их интерес и желание узнавать и творить. По словам Владислава Немова, старшеклассники неустанно трудятся, проявляют инициативу и предлагают различные идеи. Уже на следующем занятии они узнают, как можно передать в микроконтроллер скорость, температуру и многие другие величины, которые нельзя выразить через «да» и «нет». Какие для этого нужны датчики, как их подключать и что писать в программе. А также познакомятся с новыми возможностями в «классическом» программировании – циклом и его полезными применениями. Например, как «помигать» лампочкой 10 раз, используя в программе всего несколько строчек, вместо десятков. Работа с циклами – одно из базовых умений инженера-программиста.