Программа «Радиофизический класс» направлена на формирование инженерных и исследовательских навыков, развитие мышления, логики и математических способностей.
Данная программа поддерживает и углубляет базовые знания по физике, математике и информационным технологиям.
Во время обучения ребята осваивают основные способы работы электрических схем и приемы обработки сигналов. Учащиеся работают с источниками питания, сигналов, с измерительными приборами. Эти навыки и знания пригодятся им не только в будущей профессии, но и в обычной бытовой жизни, позволят чувствовать себя увереннее и свободнее в мире, насыщенном электронными устройствами.
В процессе занятий школьники:
- познакомятся с измерительными приборами: мультиметром, генератором электрических сигналов, осциллографом;
- исследуют вольт-амперные характеристики резисторов, конденсаторов и диодов;
- разберут простейшие электрические схемы: делителя напряжения, RC-фильтров, выпрямителя и мультивибратора;
- получат навык пайки;
- самостоятельно соберут светодиодный фонарик.
Полученные знания ребята применят в творческих проектах, где выступят в роли инженеров. В процессе разработки проекта, школьники коллективно обсуждают идеи решения поставленной конструкторской задачи, далее строят, программируют и испытывают свою модель, оценивают работоспособность созданного изделия. За время занятий ребят ожидает выполнение двух учебных проектов, доработав которые, в дальнейшем, можно применять участие в различных соревнованиях:
- Создание управляемого четырехколесного робота, адекватно реагирующего на команды оператора.
- Создание управляемого четырехколесного робота, способного автономно ездить по заданной траектории движения.
За время прохождения данной программы ребята получат навыки работы в команде, разовьют навыки коммуникации и аргументации.
Изучение основ схемотехники и робототехники проводится с опорой на физические процессы, протекающие в радиоэлектронных компонентах, на законы и эффекты, на которых основано действие этих приборов. Такой подход воспитывает вдумчивое отношение к процессу проектирования и понимание работы электрической схемы, учит самостоятельно находить ошибки и предлагать новые решения.
Обучившись по данной программе школьник будет уметь организовать экспериментальную деятельность; конструировать робототехнические интеллектуальные системы; программировать несложные робототехнические интеллектуальные системы и создавать сценарии работы робототехнических интеллектуальных систем.
Занятия проводятся в современных научно-учебных лабораториях, оснащенных новейшим цифровым оборудованием.
Программа состоит из двух обязательных модулей по 72 часа и одного вариативного, в котором можно выбрать один или два коротких курса по 16 часов. Затем ребята разрабатывают собственный проект и принимают участие в студенческой конференции и выставке проектов на радиофизическом факультете ТГУ. Здесь они могут заработать дипломы Всероссийского конкурса проектов для своего портфолио. По окончании выдаются сертификаты всем успешно окончившим участникам программы.
МОДУЛЬ 1. СХЕМОТЕХНИКА
1.1 Основы схемотехники
1.1.1 Основные понятия в материаловедении для радиоэлектроники
1.1.2 Введение в схемотехнику. Знакомство с измерительными приборами
1.1.3 Резисторы. Характеристики, классификация, маркировка
1.1.4 Конденсаторы. Характеристики, классификация, маркировка
1.1.5 Диоды. Характеристики, классификация, маркировка
1.2 Простейшие электрические схемы
1.2.1 Делитель напряжения
1.2.2 RC-фильтры
1.2.3 Выпрямитель
1.2.4 Светодиодный фонарик
1.2.5 Мультивибратор
МОДУЛЬ 2. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
2.1 Основы архитектуры микроконтроллеров
2.1.1 Архитектура микроконтроллера. Программирование микроконтроллеров
2.1.2 Способы управления внешними устройствами
2.1.3 Система управления питанием
2.1.4 Система управления связью
2.1.5 Система управления движением
2.2 Применение микроконтроллеров
2.2.1 Управление робототехнических систем с помощью беспроводных систем связи
2.2.2 Автономное движение робототехнических систем
МОДУЛЬ 3. ВАРИАТИВНЫЙ
3.1 «Умный дом»
3.1.1 Электрические измерения неэлектрических величин
3.1.1.1 Преобразования неэлектрических величин в электрические
3.1.1.2 Общие вопросы теории погрешностей
3.1.2 Датчики
3.1.2.1 Резистивные, емкостные и пьезоэлектрические первичные преобразователи
3.1.2.2 Датчики измерители параметров движения и координат
3.1.2.3 Детекторы состояния среды и электрохимические преобразователи
3.1.2.4 Преобразователи звукового и светового излучения
3.1.3 Проектирование устройства по ТЗ
3.1.3.1 Проектирование электрического устройства по ТЗ
3.2 «Язык программирования С++»
3.2.1 Раздел 1. Введение
3.2.1.1 Структура программ на языке С++
3.2.1.2 Изучение учебного материала
3.2.2 Раздел 2. Основы языка С++
3.2.2.1 Типы данных языка C++. Основные операторы языка C++
3.2.2.2 Ветвления
3.2.2.3 Массивы и циклы
3.2.2.4 Функции
3.2.2.5 Файлы
3.2.3 Раздел 3. Выполнение итогового задания
3.2.3.1 Выполнение итогового задания – групповой проект по разработке ПО
3.3 Основы 3D прототипирования
3.3.1 Раздел 1. Введение
3.3.1.1 Виды 3D принтеров, материалов для них
3.3.1.2 Программное обеспечение. Техника безопасности
3.3.2 Раздел 2. Создание тестовых структур
3.3.2.1 Работа в программе Tinkercad. Знакомство
3.3.2.2 Создание плоских элементов
3.3.2.3 Создание объемных элементов
3.3.2.4 Печать тестовых образцов
3.3.3 Раздел 3. Выполнение итогового задания
Ролевая игра «Конструкторское бюро»
3.4 Язык программирования LabView. Базовый курс
3.4.1 Раздел 1. Среда программирования Labview
3.4.1.1 Лицевая панель и блок-диаграмма виртуального прибора
3.4.1.1 Поток данных. Типы данных. Создание виртуального прибора. Поиск ошибок и отладка в Labview
3.4.2 Раздел 2. Простейшие программы. Ветвления и циклы в Labview
3.4.2.1 Линейные структуры и соединения. Структуры принятия решений
3.4.2.2 Работа с циклами в Labview
3.4.3 Раздел 3. Создание и применение структур данных
3.4.3.1 Массивы. Кластеры
3.4.3.2 Построение графиков в Labview
3.4.4 Раздел 4. Работа с модулями и файлами
3.4.4.1 Создание подприборов. Экспресс-приборы
3.4.4.2 Работа с файлами
3.4.5 Раздел 5. Итоговая работа
Проектирование устройства по ТЗ