Тема занятия

Базовый функционал и операторы микропроцессорной

системы на базе контроллера Arduino Uno

Содержание темы и

образовательная

технология (кратко и

тезисно)

В рамках кейса «Программирование сити-фермы»

обучающиеся должны подключить датчик освещенности и

датчик температуры к контроллеру Arduino, после чего

осуществить программирование технических процессов по

заданным параметрам.

Цель изучения темы

(формулируется для

студента)

Формирование теоретических представлений об устройстве

и функциях Arduino Uno и практических умений его

программирования.

Задачи изучения темы

(формулируются для

студента)

Изучить устройство и основные функции Arduino Uno

Подключить датчики по предложенной схеме

Запрограммировать контроллер по заданным в кейсе

параметрам

Структура и описание учебного занятия

Тип учебной деятельности с

указанием ключевых

моментов, где используется

выбранная технология

(теория, практика (задания),

контроль (рефлексия) и т.п.),

и этапов занятия

Содержание деятельности

педагога

Содержание

деятельности

студента

Организационный, 5 мин.

Приветствие студентов,

сообщение темы занятия,

постановка целей и задач,

инструктаж по ОТ и ТБ.

Приветствие

преподавателя,

сообщение об

отсутствующих

на уроке,

подпись в

журнале об

ознакомлении с

ОТ и ТБ.

Мотивация, 5 мин.

Организует диалог, направленный

на пробуждение познавательного

интереса. Говорит о практической

значимости изучаемой темы:

«Тема нашего занятия лежит в

основе задания

квалификационного экзамена по

модулю «Применение

микропроцессорных систем», от

ее понимания напрямую зависит

результат выполненной работы.

Выражают

личное

отношение к

значимости

темы,

высказывают

суждение о

ценности

приобретения

этих знаний и

опыта.

Актуализация опорных

знаний, 5 мин.

Задает вопросы и контролирует

правильность ответов, при

необходимости корректирует

знания.

Вопросы студентам (тестовое

Отвечают на

вопросы

преподавателя,

формулируют

уде известные им

задание в МЭШ):

1)Какую работу будет выполнять

контроллер, если ему прописать

следующую задачу:

Void loop {

digitalWrite (2, HIGH);

delay (2000);

digitalWrite (2, LOW);

delay (2000);

}

Ответ: на две секунды подает

«высокое» напряжение на второй

выход контроллера, затем на две

секунды отключает. Цикл

повторяется бесконечно.

2) сколько бит в 10 байтах

Ответ: 80 бит

3) Что такое надежность

системы?

Ответ: Внутреннее свойство

системы, характеризующееся на

сохранении работоспособности и

качестве при определенных

условиях эксплуатации.

понятия и

алгоритмы

действий,

которые

понадобятся на

уроке.

Объяснение нового

материала, 15 мин.

Преподаватель объясняет новый

материал, используя слайды

презентации. Рассказывает про

устройство и основные функции

Arduino Uno.

Демонстрирует обучающимся

необходимое оборудование и

инструменты.

Теоретический материал:

Устройство Arduino Uno

Плата имеет 14 цифровых

входов/выходов, 6 из которых

могут использоваться как выходы

ШИМ, а также есть 6 аналоговых

выходов.

В данной плате применяется чип

Atmega16U2, который позволяет

превратить плату в любое USB-

устройство: от мышки до

внешнего диска.

Питание Arduino UNO R3

подается по USB или от внешнего

источника питания, в качестве

которого может использоваться

аккумуляторная батарея или

сетевой АС/DC-адаптер.

Рекомендуется источник питания

Студенты по

необходимости

задают вопросы

с целью

уточнения

ситуации и

получения

дополнительной

информации,

работают с

раздаточным

материалом.

с напряжением в диапазоне 7-12

В. Объем флеш-памяти

составляет 32 КБ.

Контроллер Arduino UNO R3

может быть присоединен к

компьютеру, другой плате

Arduino или к другому

микроконтроллеру. Для этого он

оснащен всем необходимым.

Следует обратить внимание, что

запрещается превышать

допустимые величины силы тока!

Для одного любого вывода ток не

должен составлять более 40 мА.

Ток для одной группы выводов не

может быть более 100 мА.

Ток для всего микроконтроллера

не должен превышать 200 мА.

Основные функции

void setup ( ) {- как следует из

названия, используется для

настройки платы Arduino.

Ардуино выполняет весь код,

который содержится между

фигурными скобками после

setup() только один раз.

Void loop ( ) { - как следует из

названия, весь код между

фигурными скобками в loop()

повторяется снова и снова, а

слово loop переводится именно

как «цикл». Функция loop() – это

место, где будет находиться тело

вашей программы.

Знакомство студентов с

содержанием задания, 5

мин.

Раскрывает содержание кейса и

объясняет специфику его

выполнения, представляет

перечень объективных и

субъективных критериев

выполнения задания.

Задание (на слайде): Студентам

необходимо подключить к

контроллеру Arduino Uno датчик

освещенности и датчик

температуры согласно схеме:

Работа с

раздаточным

материалом

(содержание

кейса и критерии

оценки выдаются

каждому

студенту).

Обсуждение

критериев и

высказывание

своих

предположений.

Запрограммировать следующие

технические процессы:

1) вывести и оцифровать сигналы

с двух датчиков на экран

ноутбука таким образом, чтобы

данные считывались каждые 3000

мс.

2) Перед началом считывания

данных, контроллер проверяет

напряжения на датчике и

выписывает на экран ноутбука

сообщение «Датчики готовы к

работе»

3) Сигнал с датчика

освещенности должен выводится

в процентном соотношении;

4) Датчик температуры должен

выводить температуру

десятичной дробью.

Критерии оценки:

Показания с датчиков выводятся

на экран – 1 балл

Информация с датчиков

обновляется каждые 3с. - 1 балл

Перед выводом показаний

датчиков программа выдает

сообщение о готовности или

неготовности к работе датчиков -

1 балл

Сигнал с датчика освещенности

выводится в процентном

соотношении - 1 балл

Показания с датчика температуры

выводятся десятичной дробью - 1

балл

Закрепление нового

материала через выполнение

кейса (практического

задания), 45 мин.

Организует выполнение

обучающимися практической

деятельности, контролирует и

корректирует действия

обучающихся

Выполняют

задания по

предложенному

алгоритму (в

соответствии с

содержанием

кейса)

Демонстрация результатов,

5 мин.

Оценивает результаты,

комментирует ошибки, дает

методические указания

Демонстрируют

результаты.

Заключительный, 5 мин.

Подводя итоги занятия,

преподаватель задает студентам

следующие вопросы:

1) Сколько цифровых входов

имеет контроллер Arduino UNO?

2) Чем отличается цифровой

сигнал от аналогового?

3) Что такое ШИМ и как ее

использовать в агросистеме?

4) Сколько аналоговых выходов

имеет контроллер Arduino UNO?

Выставляет оценки в

соответствии с листом критериев

оценки в группе.

Сообщает домашнее задание.

Студенты

участвуют в

общей

дискуссии,

формулируют

конечный

результат своей

работы на

занятии,

определяют, чье

решение было

оптимальным,

отвечают на

вопросы,

прослушивают

варианты

наиболее

оптимального

решения задач

записывают

домашнее

задание.

Проводится

собственная

оценка

результатов

занятия в целом

и своей учебной

деятельности в

частности.