Проекты

Система позиционирования

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Электроника и приборостроение» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Приборостроение
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1557
Предметы: Биология
Классы: 7 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2020 года

Актуальность

Для реализации школьного проекта «Мультиполигон» нужна система идентификации, отслеживающая местоположения движущегося устройства, прохождение им контрольных пунктов и выполнение технических заданий во время прохождения полигона, а также система старт–финиш, отслеживающая время прохождения движущимся устройством маршрута полигона.

При реализации в этом же проекте электронного лазерного тира для моделей военной техники нужно устройство, передающее данные на монитор контроля о точности попадания в электронную мишень.

Цель

Разработка системы позиционирования движущихся устройств (роботов или моделей), прохождения ими контрольных пунктов и отслеживания времени прохождения маршрута.

Задача

Разработать систему специализированных устройств: устройства считывания, которое находится на трассе прохождения движущимся устройством с закреплёнными на нём уникальной радиометки и монитора, принимающего по радиосвязи информацию и показывающего её на жидкокристаллическом дисплее.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Персональный компьютер со средой ArduinoIDE, программатор AVRasp, паяльная станция, набор инструментов.

  • Компоненты для считывателя номеров карт

  • Компоненты для монитора приёма данных

Вся конструкция монитора размещается в промышленном пластиковом корпусе и имеет размеры 130×185×50 мм

Описание работы

Работа над проектом проводилась согласно нижеприведённым этапам. Каждый из авторов выполнял свои этапы в соответствии с имеющимися практическими и теоретическими навыками. Разработка идеи проекта, апробация, оценивание результатов во время проекта осуществлялась руководителем проекта и другими участниками школьного проекта «Мультиполигон».

Этапы реализации проекта:

1. Разработка технического задания и алгоритма работы системы (из текущих потребностей школьного проекта «Мультиполигон»).

2. Макетирование электронных схем на макетных платах.

3. Написание и тестирование программного обеспечения микроконтроллеров на языке С в среде программирования Arduino IDE.

4. Составление электрической схемы с учётом использования стандартных электронных модулей.

5. Подготовка печатных плат, пайка элементов, отмывка.

6. Пайка микроконтроллеров, пассивных элементов, RFID модуля.

7. Программирование микроконтроллеров (поскольку использовались «чистые» микроконтроллеры AtMega328p, не модули Arduino, программирование осуществлялось через порт ISP hex-файлом через программатор AVRASP).

8. Для считывателя карт: изготовление из оргстекла нижней части корпуса; монтирование термоклеем плат на верхней крышке.

9. Для монитора: вырезание в корпусе отверстий под дисплей и клавиатуру, монтирование дисплея и клавиатуры на верхней крышке, элементов питания и тумблера включения на нижней крышке.

Результаты работы/выводы

Были разработаны и собраны несколько рабочих образцов считывателя номеров карт радиочастотной идентификации и монитор приёма данных. В настоящее время они используются как часть электронного оснащения школьного «мультиполигона» для решения задач в рамках школьной робототехники. Также они могут быть использованы для обучения основам электроники, программирования, постановкам физических экспериментов.

Перспективы использования результатов работы

Готовые устройства используются в работе школьного проекта «Мультиполигон».

С учётом практического использования и появляющихся потребностей в новых функциях планируется добавить

  1. в считыватель номеров карт функцию приёма данных и управления внешними светодиодами и (или) электронной лазерной мишени;

  2. в монитор функцию дистанционного включения/выключения считывателей номеров карт;

  3. в монитор возможность подключения большого светодиодного дисплея для показа времени прохождения трассы мобильным устройством;

  4. в монитор функцию передачи показаний на смартфон или планшет.