Научная статья на тему 'ОБ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИИ МАКЕТНЫХ ПЛАТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОТИПИРОВАНИИ НА БАЗЕ ПЛАТФОРМЫ ARDUINO'

ОБ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИИ МАКЕТНЫХ ПЛАТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОТИПИРОВАНИИ НА БАЗЕ ПЛАТФОРМЫ ARDUINO Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
72
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛАТФОРМА ARDUINO / РLATFORM ARDUINO / МИКРОКОНТРОЛЛЕР / MICROCONTROLLER / МАКЕТНО-КОНТАКТНАЯ ПЛАТА / PROTOTYPING BOARD / ДАТЧИКИ / SENSORS

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Кудрявцев Н.Г., Курусканова А.А., Попов Ю.В.

В данной статье описывается микроконтроллерная платформа Arduino и ее способ усовершенствования с использованием специализированных макетно-контактных интерфейсных плат.The article describes the Arduino microcontroller platform and its method of improvement with the use of specialized mock-pin interface cards.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ОБ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИИ МАКЕТНЫХ ПЛАТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОТИПИРОВАНИИ НА БАЗЕ ПЛАТФОРМЫ ARDUINO»

представить изготовленный прототип в виде доклада презентации (владение офисными пакетами, владение искусством речи). Если для анализа любого конкурсного технического проекта использовать шкалу «междисциплинарности», то оценка будет практически всегда «выше среднего».

В качестве примера подобного конкурса - соревнования можно привести проходивший в период с 5 по 8 декабря в г. Киров, на базе Вятского государственного университета [3]. Первый межрегиональный турнир по моделированию и дизайну, в котором приняли участие команды из 10 городов, в том числе студенты лаборатории робототехники ГАГУ. Турнир проходил в два этапа. На заочном этапе конкурсанты должны были разработать модель технического средства, предназначенного для передвижения и приводимого в движение мускульной силой человека. Всё это подкреплялось 3D моделью и техническим описанием проекта.

На очном этапе перед командами была поставлена задача, собрать за 2 рабочих дня действующий прототип представленной ранее модели. В мастерских участникам были предоставлены все необходимые материалы и оборудование, в том числе и станки с ЧПУ, на которых эксперты изготавливали детали, необходимые для реализации проекта. Заключительным этапом турнира стало «Велошоу» на котором представители от каждой из команд на своих «изделиях» должны были пройти полосу препятствий.

По итогам всех испытаний команда ГАГУ, состоящая из студентов ФМИТИ Дениса Константиновича Типикина, Никиты Сергеевича Бочкарёва, Дмитрия Евгеньевича Рахманова и Суркуна Сергеевича Кудирмекова, заняла почётное 3 место.

Опыт показывает, что из студентов, принимавших в процессе обучения активное участие в многочисленных конференциях, конкурсах и соревнованиях получаются неплохие специалисты, способные решать задачи самого разного уровня сложности.

Библиографический список:

1. Новиков, А. М. Методология образования. Издание второе [Текст] / А. М. Новиков. - М.: Эгвес. - 2006. - 488 с.

2. Белов, М. В. Методология комплексной деятельности [Текст] / М. В. Белов А. М. Новиков. - 2018. - 320 с.

3. Официальный сайт «Вятский государственный университет» (ВятГУ) [Электронный ресурс] / Режим доступа : https://www.vyatsu.ru/internet-gazeta.html (28.03.2017).

УДК 378.02

ОБ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИИ МАКЕТНЫХ ПЛАТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОТИПИРОВАНИИ НА БАЗЕ ПЛАТФОРМЫ ARDUINO ON IMPROVEMENT OF LAYERBOARDS USED AT THE APPROACH ON THE BASIS OF THE ARDUINO PLATFORM

Кудрявцев Н. Г., канд. техн. наук Курусканова А. А., студент Попов Ю. В., студент ФГБОУ ВО «Горно-Алтайский государственный университет» Россия, Республика Алтай, г.Горно-Алтайск akuruskanova@bk.ru

Аннотация. В данной статье описывается микроконтроллерная платформа Arduino и ее способ усовершенствования с использованием специализированных макетно-контактных интерфейсных плат.

Ключевые слова: платформа Arduino, микроконтроллер, макетно-контактная плата, датчики.

Abstract. The article describes the Arduino microcontroller platform and its method of improvement with the use of specialized mock-pin interface cards.

Key words: р^^т Arduino, microcontroller, prototyping board, sensors.

Платформа Arduino [1; 2] запоследниенескольколетзамечательно зарекомендовала себя на рынке DIY конструирования. В сети Интернет выложено огромное количество проектов, которые могут нести как образовательную нагрузку, так и быть реализацией достаточно серьезных информационных систем. Если говорить кратко, платформа представляет собой печатную плату, конструкция которой содержит ряд элементов, необходимых для функционирования самого микроконтроллера, в большинстве случаев Atmega328, (кварцевый резонатор, частотозадающие и фильтрующие конденсаторы, стабилизатор питания), так и интерфейсный модуль связи с персональным компьютером (FT232 или CH340). В зависимости от реализации микроконтроллерная платформа может быть тем или иным способом подключена непосредственно к USB порту персонального компьютера и запрограммирована при помощи свободно распространяемого программного обеспечения [3]. Канал подключения к компьютеру также позволяет производить обмен информацией между пользовательским приложением, запущенным на персональном компьютере и микроконтроллером по асинхронному последовательному интерфейсу. Доступная цена аппаратных средств, бесплатность программного обеспечения и простота стартовых проектов, совмещенная с достаточно широкой функциональностью и наличием основных электронных интерфейсов, позволяют использовать платформу Arduino весьма разнопланово, как для создания простых конструкций в кружках технического творчества [4], так и в качестве элементов быстрого прототипирования процессе обучения в университетских лабораториях.

Однако, при несомненной привлекательности описываемой платформы ее использование можно было бы сделать еще более удобным с применением небольших конструктивных доработок, о которых речь пойдет ниже в данной работе.

В лаборатории робототехники Горно-Алтайского государственного университета есть определенный опыт в создании конструкций, которые относятся к классу встроенных систем (см. рис. 1). Часть этого опыта связана с использованием платформой Arduino [57].

Рисунок 1 - Arduino UNO

При всех замечательных свойствах Arduino как семейства модулей, обладающего различными стандартными интерфейсами, позволяющими взаимодействовать с большим количеством датчиков и других внешних устройств, фактически имеет место сложность быстрого соединения любого из перечисленных выше датчиков непосредственно с самой платформой (т.е. сложность использования платформы в качестве модуля быстрого прототипирования). В частности, речь идет об удобстве физического соединения (подключения) многочисленных плат датчиков и других «внешних» устройств к модулям UNO, NANO, MEGA платформы Arduino. Проблема заключается в том, что на самой плате находится только по одному разъему стабилизированного питания (+3, +5 вольт), а для каждой подключаемой платы требуется отдельный разъем, и само внутреннее напряжение питания обеспечивается маломощными линейными стабилизаторами (см. рис. 2). Особенно данная проблема проявляется на начальной стадии обучения во время экспериментов с шаговыми и серводвигателями.

Рисунок 2 - Напайка на платформе Arduino UNO

Вторая проблема заключается в типах использованных разъемов (их конструктивном исполнении). При использовании одиночных проводников для подключения выносных модулей датчиков или исполнительных механизмов контакт становится ненадежным, что делает всю конструкцию нестабильно функционирующей и подверженной повышенному риску выхода из строя. В большинстве пособий рекомендуется использовать «беспаечную» плату, однако проблема механических контактов остается (см. рис. 3).

Рисунок 3 - Беспаечная макетная плата А^шпо

Использованное нами решение позволяет стандартизировать интерфейс подключения модулей приводит к удобству использования конструкций в учебном процессе. Интерфейсное решение не представляет из себя ничего неординарного. Просто в процессе анализа подключаемые внешние модули были классифицированы по коммуникационным интерфейсам (цифровые, аналоговые, последовательные, параллельные, синхронные, асинхронные), для каждого класса было определено количество функциональных выводов на интерфейсном разъеме, требуемом для выполнения коммуникационных процедур. В качестве еще одного классификационного параметра выступали параметры требуемого напряжения питания, требуемого для успешного функционирования того или иного модуля (см. рис. 4). Таким образом, каждому интерфейсному классу был сопоставлен свой оригинальный разъем, обязательно включающий в себя общий вывод (GND) и практически всегда вывод питания (УСС).

Рисунок 4 - Прототип на платформе Arduino UNO

На рисунке 4 представлен пример одного из интерфейсных модулей, разработанных в лаборатории робототехники ГАГУ для быстрого прототипирования на платформе Arduino UNO.

GND со D О О > г ю Q GND г со D GND D D О C >

Звук Мотор Последовательный порт

Внешнеепитание Сервопривод Step - Sveto - S PI

GND VIN (out) GND GND г СП Q VCC (out) GND D13 SCK D12 (MISO) D11 ~ (MOSI) D10 ~ (SS)

_i О <с Q > со

D ~ C (C D D S( S( (C

N 3 C C 2 1 N N ю C

G D > > с с G о С С >

Кнопка Джойстик I2C 1

Ветродуй Резистор I2C 0

ч-J

ф О С Q

с ( S( S(

D ^ C (C D D (C

N 2 C C 0 N N ю ^ C

О Q > > с о О С С >

Рисунок 5 - Интерфейсные модули на платформе Arduino UNO

Разработанная в данной статье микроконтроллерная платформа Arduino и ее способ усовершенствования с использованием специализированных макетно-контактных интерфейсных плат, упрощают эффективную работу со школьниками при ведении кружка в лаборатории робототехники ГАГУ (см. рис. 5).

Библиографический список:

1. Аппаратная часть платформы Arduino [Электронный ресурс]. -URL : http://arduino.ru/(28.03.2017).

2. Arduino [Электронный ресурс]. - URL : https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino (24.03.2017).

3. Программная среда Arduino IDE для разработки под Ардуино [Электронный ресурс]. - URL : https://arduinoplus.ru/arduino-ide-opisanie-gde-skachat/(24.03.2017).

4. Кружок робототехники на платформе Arduino [Электронный ресурс]. - URL : http://роботехника18.рф/робототехника-на-платформе-ардуино/ (24.03.2017).

5. Кудрявцев, Н. Г. О разработке системы управления линейным и псевдослучайным движениями механической тележки [Текст] / А. А. Курусканова, Н. Г. Кудрявцев // Информация и и образование : границы коммуникации INFO'16: Сборник научных трудов №8(16). - Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2016. - С. 105-106.

6. Попов, Ю.В. Модель ускорителя заряженных частиц [Текст] / Ю. В. Попов, Д. М. Лысков // Информация и и образование : границы коммуникации INFO'16: Сборник научных трудов №8(16). - Горно-Алтайск : РИО ГАГУ, 2016. - С. 106-107.

7. Бочкарев Н. С. Прибор для автоматического подсчёта отжиманий [Текст] / Н. С. Бочкарев, Д. В. Кудин // Информация и и образование: границы коммуникации ^0'16 : Сборник научных трудов №8(16). - Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2016. - С. 102.

УДК 37.01:001.8

О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИКИПЕДИИ (WWW.WIKIPEDIA.ORG) КАК ИСТОЧНИКА ДОСТОВЕРНОЙ НАУЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ ABOUTTHEPOSSIBILITYOFUSING WIKIPEDIA (WWW.WIKIPEDIA.ORG) AS A SOURCE

OF RELIABLE SCIENTIFIC INFORMATION

Сафонова В. Ю., студент ФГБОУ ВО «Горно-Алтайский государственный университет» Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск

Аннотация. В данной статье определены возможности универсальной свободной Интернет-энциклопедии «Википедия» (www.wikipedia.org) в качестве средства получения достоверной научной информации.

Ключевые слова: Википедия, научная информация, сетевая энциклопедия

Abstract. Theresearch defines what possibilities there are of the use of "Wikipedia" (www.wikipedia.org),the universal free Internet encyclopedia, as a means to obtain reliable scientific information.

Key words: Wikipedia, scientific information, network encyclopedia.

Запущенная в январе 2001 года Джимми Уэйлсом и 110стл Сэнгером, Википедия является самым крупным и популярным справочником в Интернете. По объёму сведений и тематическому охвату считается самой полной энциклопедией из когда-либо создававшихся за всю историю человечества [1].

На «Википедию» (www.wikipedia.org) часто ссылаются в разговорах и дискуссиях, расценивая информацию оттуда как авторитетную и даже стандартизированную. Многие люди в поисках данных в первую очередь обращаются к этой Интернет-энциклопедии и прежде всего это относится к тем, кому на данный момент меньше 25 лет, т. Е. студентам и школьникам. Но так ли она хороша на самом деле и каковы её главные преимущества и недостатки?

Итак, «Википедия» возникла на основе программного обеспечения «Wiki», которое дает возможность структурировать и записывать информацию, создавать статьи и вносить в них исправления. Кроме того, в «Wiki» предусмотрена возможность одновременной работы большого числа пользователей, благодаря чему ресурс может пополняться каждую минуту [2].

Проведённое нами исследование показало, что добавление статьи в энциклопедию не требует регистрации в системе, а также то, что готовая статья немедленно появляется на странице «Википедии», минуя проверку на грамотность, корректность и актуальность информации. Несмотря на то, что данный факт авторами определяется как достоинство сервиса, мы считаем иначе. Любой посетитель без особых усилий может изменить содержание любой статьи, и эти изменения тут же станут видны всем посетителям. Очевидно, что здесь открывается простор для вандализма и использования статей для продвижения крайне субъективной точки зрения. Отсутствие первичной проверки статей приводит к обилию недостоверной информации на страницах энциклопедии [2].

Одним из достоинств данного сервиса является огромное количество постоянно обновляемой информации по любой тематике. Но, к сожалению, данная Интернет-энциклопедия не основана на науке и к знаниям имеет весьма далекое отношение. Статьи произвольно структурированы, имеют совершенно разное качество, степень

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.