Дисципліна: Основи робототехніки та проектний практикум

Кількість годин (кредитів ЄКТС): 180 (6)

Мета навчальної дисципліни: засвоєння та вироблення студентами знань та умінь у таких галузях, як схемотехніка побудови сучасних робототехнічних та мікропроцесорних систем, а також сучасні мови програмування мікропроцесорів і складних комп’ютерних систем.

Результати навчання за навчальною дисципліною:

-       набути теоретичних знань та практичних навичок по проектуванню робототехнічних та мікропроцесорних систем;

-       набути теоретичних знань та практичних навичок по програмуванню мікропроцесорів і складних комп’ютерних систем із використанням спеціалізованих програмних засобів, зокрема Arduino IDE;

-       набути теоретичних знань та практичних навичок із проектного практикуму;

-       набути практичних навичок по створенню проектів по моделюванню роботи робототехнічних систем із використанням спеціалізованих програмних засобів Autodesk Circuits.

Зміст дисципліни (тематика):

Розділ 1. Історичний аспект розвитку робототехнічних систем

Тема 1.1. Завдання та історія робототехніки, основні передумови до застосування.

Тема 1.2. Покоління роботів.

Тема 1.3. Склад і режими роботи роботів.

Тема 1.4. Класифікація роботів.

Тема 1.5. Особливості керування роботами різних типів.

Розділ 2. Основи побудови робототехнічних систем

Тема 2.1. Побудова промислових роботів.

Тема 2.2. Основні та додаткові технічні характеристики промислових роботів.

Тема 2.3. Робочі органи робота. Захватні пристрої роботів.

Тема 2.4. Застосування робототехнічних систем.

Тема 2.5. Ефективність роботизації виробництва.

Розділ 3. Застосування пристроїв аналогової та цифрової електроніки при проектування електронних вузлів робота

Тема 3.1. Огляд елементної бази роботів та вибір САПР (Multisim, Proteus).

Тема 3.2. Типові схеми аналогової електроніки роботів.

Тема 3.3. Типові схеми цифрової електроніки роботів.

Тема 3.4. Силова та імпульсна електроніка роботів.

Тема 3.5. Виконавчі пристрої (електроприводи) роботів.

Тема 3.6. Датчики-сенсори, збір інформації: оптичні, ультразвукові, гіроскоп, акселерометр, компас, RFID.

Розділ 4. Використання принципів автоматичного регулювання для побудови робототехнічних систем

Тема 4.1. Розрахунок автоматичної системи роботів.

Тема 4.2. Запас стійкості, перехідний процес, показники надійності.

Тема 4.3. Види автоматичних регуляторів і систем, що стежать.

Тема 4.4. Алгоритми управління кінцівками робота, контроль і побудова траєкторії.

Розділ 5. Вибір і застосування контролерів та промислових комп'ютерів для побудови роботів

Тема 5.1. Переваги і недоліки існуючих платформ для побудови роботів.

Тема 5.2. Огляд платформ для роботів: Arduino, Raspberry PI.

Тема 5.3. Архітектура та організація мікроконтролерної плати Arduino: периферичні пристрої; процесор, пам'ять, порти.

Тема 5.4. Управління та обмін даними: USB, Wi-Fi, RF, Bluetooth, IR.

Тема 5.5. Огляд допоміжних плат («шилдів») для робототехнічних систем.

Розділ 6. Основи програмування робототехнічних систем

Тема 6.1. Огляд існуючих програмних засобів для написання керуючої програми.

Тема 6.2. Основи програмування в середовищі розробки Arduino IDE. Типи даних. Он-лайн середовище Autodesk Circuits.

Тема 6.3. Програмування та конфігурування контролерів Arduino.

Тема 6.4. Обробка цифрових сигналів платою Arduino UNO.

Тема 6.5. Обробка аналогових сигналів платою Arduino UNO.

Тема 6.6. Найпростіші керуючі програми з елементами обробки зовнішньої інформації і систем автоматичного регулювання.

Тема 6.7. Засоби відображення інформації: семисегментний світлодіодний індикатор, рідкокристалічні дисплеї. Пересилання повідомлень на персональний комп’ютер. Індикація часу.

Тема 6.8. Керування двигунами. Двигуни постійного струму. Використання ШІМ для керування швидкістю обертання двигуна. Датчик Холла. Серводвигун.

Види робіт: лекційні заняття, лабораторні роботи, практичні роботи, модульні контрольні роботи, самостійна робота студентів.