diff --git a/.travis.yml b/.travis.yml index cc116e4a..a4d29c46 100644 --- a/.travis.yml +++ b/.travis.yml @@ -49,7 +49,7 @@ matrix: - gitbook -V - markdownlint -V script: - - markdownlint docs --ignore **/lesson*.md --ignore **/metodmaterials.md + - markdownlint docs - gitbook install - gitbook build # *** diff --git a/docs/ru/lesson10.md b/docs/ru/lesson10.md index 8b38eb22..caa3174a 100644 --- a/docs/ru/lesson10.md +++ b/docs/ru/lesson10.md @@ -26,36 +26,24 @@ ***Возможности цифровых камер*** * Многие цифровые камеры имеют встроенный динамик и микрофон, посредством которых, также может осуществляться двухсторонняя связь с лицом, находящимся возле камеры, чего нет у камер аналогового типа. - * Видео и аудио файлы в одной цифровой камере, идут по одному и тому же каналу связи, притом, что в камерах аналогового типа даже при дополнительном микрофоне, обязательно наличие отдельного кабеля для аудиоканала связи. - * Большинство моделей IP камер обладают оперативной памятью, с фиксацией в ней программного обеспечения (ПО) и настроечных характеристик. Здесь также можно записать нужные вам, какие то циклические видеофайлы, что очень удобно! - * Каждая цифровая камера в соответствии с задачами стоящими именно перед ней настраивается индивидуально. - * цифровая камера может работать в паре с датчиком движения по принципу своего включения на период движения в зоне ее контроля с передачей соответствующего видео, привязанного ко времени, на центральный монитор системы видеонаблюдения. - * Текущие кадры, зафиксированные цифровой камерой, да и архив тоже, можно просматривать да и управлять системой тоже, посредством мобильного телефона или ноутбука через Интернет, находясь в любой точке Земли. - * Однако цифровая камера может не записать вам какое то нужное изображение, с длительностью долей секунды, и вы его не увидите на мониторе, поскольку в цифровом формате – данная запись округляется. Здесь преимущество за «аналоговым» форматом, который пишет на кассету все. - ***Дальность полёта*** Как оказалось, дальность управляемого полета с трансляцией видеосигнала может достигать десятков километров для планеров и 3-7 км для вертолетов и мультикоптеров (быстрее расходуется батарея). То есть даже на небольшом коптере можно запросто улететь в облака (красивое видео для всех). - И все же надо представлять реальные ограничения: -* Дальность передачи видеосигнала сильно зависит от количества помех в зоне полета. В центре города помех значительно больше, чем где-нибудь в поле. Поэтому дальние полеты лучше совершать за городом, что, разумеется, менее интересно. Если поблизости есть высоковольтные линии, аэродромы, космические станции и прочие источники сигнала, это может существенно сократить дистанцию уверенного приема видео. - -* Разные системы передачи сигнала имеют различную способность огибать препятствия, но надо понимать, что залететь к кому-нибудь в окно и полетать по квартире не выйдет — будет потерян сигнал. - -* По-сути, дальность ограничивается лишь емкостью батареи, но для реализации всего потенциала современных технологий необходима наземная станция. То есть летать более чем на 500 метров с планшетом в руках не получится. Причем с радиоуправлением проблем нет, хороший пульт безо всяких его улучшений работает на расстоянии до 3 км, а вот с видео все не так просто. Передача данных по Wi-Fi или через сотовые сети для FPV не годится. Слишком большие задержки и риски потери сигнала превращают модель в нечто опасное как для окружающих, так и для пилота. - -* Моделью довольно сложно управлять по камере. Нужны недели тренировок в безопасной зоне, прежде чем вы сможете приблизиться к живым или ценным объектам. Основные сложности, с которыми сталкиваются начинающие FPV-пилоты — это контроль высоты полета и ориентация в пространстве относительно места старта. Есть системы, выводящие эту информацию на экран, но данные могут запаздывать или быть неточными. Так что тренировки просто необходимы. - -* Так или иначе вы будете зависеть от погоды. В холод быстрее разряжаются аккумуляторы, крайне некомфортно готовить полет и управлять моделью. В ветер летать в принципе можно, но управление становится не естественным. В дождь летать не принято, так как это увеличивает риск выхода из строя электроники +* Дальность передачи видеосигнала сильно зависит от количества помех в зоне полета. В центре города помех значительно больше, чем где-нибудь в поле. Поэтому дальние полеты лучше совершать за городом, что, разумеется, менее интересно. Если поблизости есть высоковольтные линии, аэродромы, космические станции и прочие источники сигнала, это может существенно сократить дистанцию уверенного приема видео. +* Разные системы передачи сигнала имеют различную способность огибать препятствия, но надо понимать, что залететь к кому-нибудь в окно и полетать по квартире не выйдет — будет потерян сигнал. +* По-сути, дальность ограничивается лишь емкостью батареи, но для реализации всего потенциала современных технологий необходима наземная станция. То есть летать более чем на 500 метров с планшетом в руках не получится. Причем с радиоуправлением проблем нет, хороший пульт безо всяких его улучшений работает на расстоянии до 3 км, а вот с видео все не так просто. Передача данных по Wi-Fi или через сотовые сети для FPV не годится. Слишком большие задержки и риски потери сигнала превращают модель в нечто опасное как для окружающих, так и для пилота. +* Моделью довольно сложно управлять по камере. Нужны недели тренировок в безопасной зоне, прежде чем вы сможете приблизиться к живым или ценным объектам. Основные сложности, с которыми сталкиваются начинающие FPV-пилоты — это контроль высоты полета и ориентация в пространстве относительно места старта. Есть системы, выводящие эту информацию на экран, но данные могут запаздывать или быть неточными. Так что тренировки просто необходимы. +* Так или иначе вы будете зависеть от погоды. В холод быстрее разряжаются аккумуляторы, крайне некомфортно готовить полет и управлять моделью. В ветер летать в принципе можно, но управление становится не естественным. В дождь летать не принято, так как это увеличивает риск выхода из строя электроники ***Качество изображения*** @@ -69,11 +57,11 @@ Даже на отличной камере детализация низковата. Атмосферу не чувствуешь, и какие-то шумы присутствуют. Насладиться красотой пейзажей можно потом, в записи со второй цифровой HD-камеры, а не в процессе полета. -### Контрольные вопросы: +### Контрольные вопросы -1) Опишите принцип работы аналоговой камеры -2) Опишите принцип работы цифровой камеры. -3) В чём основное отличие аналоговой и цифровой камеры? -4) На какой дистанции можно производить видеосъёмку. -5) Что позволит увеличить дистанцию приёма видеосигнала. -6) Что ещё может повлиять на дальность полёта? +1) Опишите принцип работы аналоговой камеры +2) Опишите принцип работы цифровой камеры. +3) В чём основное отличие аналоговой и цифровой камеры? +4) На какой дистанции можно производить видеосъёмку. +5) Что позволит увеличить дистанцию приёма видеосигнала. +6) Что ещё может повлиять на дальность полёта? diff --git a/docs/ru/lesson4.md b/docs/ru/lesson4.md index 496ecf4d..3d26bc31 100644 --- a/docs/ru/lesson4.md +++ b/docs/ru/lesson4.md @@ -34,8 +34,8 @@ ![rotation](../assets/7_3.png) -5. **Направление вращения винтов** - классическое - против часовой стрелки 2 винта, по часовой стрелке другие 2 винта на квадрокоптерах. -6. **Качество изготовления пропеллеров** тоже важно. На практике это означает, что обязательно нужно балансировать пропеллеры, чтобы минимизировать вибрацию, которая разрушает механические части (постепенно), а также сводит с ума гироскопы, ухудшая полетные свойства мультикоптера. +5\. **Направление вращения винтов** - классическое - против часовой стрелки 2 винта, по часовой стрелке другие 2 винта на квадрокоптерах. +6\. **Качество изготовления пропеллеров** тоже важно. На практике это означает, что обязательно нужно балансировать пропеллеры, чтобы минимизировать вибрацию, которая разрушает механические части (постепенно), а также сводит с ума гироскопы, ухудшая полетные свойства мультикоптера. Для постройки квадрокоптера нужно две пары разнонаправленных винтов, для гексакоптера – три пары и т.д. diff --git a/docs/ru/lesson5.md b/docs/ru/lesson5.md index 8675ad5f..aa2e1ab4 100644 --- a/docs/ru/lesson5.md +++ b/docs/ru/lesson5.md @@ -99,10 +99,11 @@ Иногда бывает, что мотор стартует в другую сторону, набирает примерно 20-30% оборотов, потом "одумывается", и резко начинает крутится в нужном направлении. Останов и реверс сопровождаются резким броском тока, иногда срабатывает токовая защита. Данная ситуация происходит только с 2-3х витковыми двухполюсными спортивными моторами при наличии резкого старта. Причем мотор ведет так себя не всегда, примерно в 10% случаев. Выход из этой ситуации - опять же использование плавного старта. -### Контрольные вопросы: -1) Зачем нужны датчики в бесколлекторных электродвигателях? -2) На что влияет количество фаз в бесколлекторном электродвигателе? -3) Перечислите основные характеристики контроллеров. -4) Какие ошибки при подключении контроллеров возможно допустить? -5) К каким последствиям могут привести эти ошибки? -6) Перечислите возможные настройки контроллера. +### Контрольные вопросы + +1) Зачем нужны датчики в бесколлекторных электродвигателях? +2) На что влияет количество фаз в бесколлекторном электродвигателе? +3) Перечислите основные характеристики контроллеров. +4) Какие ошибки при подключении контроллеров возможно допустить? +5) К каким последствиям могут привести эти ошибки? +6) Перечислите возможные настройки контроллера. diff --git a/docs/ru/lesson6.md b/docs/ru/lesson6.md index b8e00a64..8476d6b8 100644 --- a/docs/ru/lesson6.md +++ b/docs/ru/lesson6.md @@ -68,45 +68,45 @@ Среди **преимуществ коллекторных двигателей радиоуправляемых моделей** можно выделить: -* Малый вес двигателя +* Малый вес двигателя -* Малый размер двигателя +* Малый размер двигателя -* Более низкая стоимость двигателя +* Более низкая стоимость двигателя -* Возможность починить +* Возможность починить **Недостатки коллекторных двигателей машинок:** - * Более низкий КПД двигателя +* Более низкий КПД двигателя - * Более низкая максимальная развиваемая скорость вашей машинки +* Более низкая максимальная развиваемая скорость вашей машинки - * Механическая работа щеточек и коллектора может привести к искрению при перегреве +* Механическая работа щеточек и коллектора может привести к искрению при перегреве - * Быстрый износ +* Быстрый износ Бесколлекторные двигатели, у которых подвижной частью является статор, являются более надежными по сравнению с коллекторными. Это достигается за счет отсутствия щеточного механизма. Но, так как конструкция двигателя значительно сложнее, то и стоят они несколько дороже. **Преимущества:** - * Высокий КПД двигателя – до 92% +* Высокий КПД двигателя – до 92% - * Более высокая максимальная скорость +* Более высокая максимальная скорость - * Более износостойкие за счет закрытого типа двигателя +* Более износостойкие за счет закрытого типа двигателя - * Лучше защищены от влаги, пыли и грязи +* Лучше защищены от влаги, пыли и грязи **Недостатки:** - * Высокая стоимость +* Высокая стоимость - * Более сложный ремонт двигателя +* Более сложный ремонт двигателя -### Контрольные вопросы: +### Контрольные вопросы -1. Как, следуя закону Ампера, ведут себя проводники с электрическими токами? -2. По закону Кулона как взаимодействуют относительно друг друга два точечных заряда в вакууме. -3. В чём основное различие коллекторных и бесколлекторных электродвигателей? -4. По каким характеристикам бесколлекторные электродвигатели подходят для использования их на квадрокоптерах? +1. Как, следуя закону Ампера, ведут себя проводники с электрическими токами? +2. По закону Кулона как взаимодействуют относительно друг друга два точечных заряда в вакууме. +3. В чём основное различие коллекторных и бесколлекторных электродвигателей? +4. По каким характеристикам бесколлекторные электродвигатели подходят для использования их на квадрокоптерах? diff --git a/docs/ru/lesson7.md b/docs/ru/lesson7.md index 441e3015..e74eca62 100644 --- a/docs/ru/lesson7.md +++ b/docs/ru/lesson7.md @@ -77,11 +77,11 @@ На YouTube можно найти много видео о том, что произойдет, если проколоть LiPo-аккумулятор. Если вы не хотите, чтобы после неудачного падения аккумулятор «заживо» сжег весь коптер обязательно надо позаботиться о механической защите батареи. Например, можно купить для своего аккумулятора специальную оболочку из силикона. -### Контрольные вопросы: +### Контрольные вопросы -1) Какие устройства называют аккумуляторами? -2) За счёт каких процессов в аккумуляторе накапливается энергия? -3) Что происходит в аккумуляторе во время его заряде и разряде? -4) Опишите два способа соединения аккумуляторов. -5) Какие аккумуляторы применяются при сборке коптеров? -6) Перечислите основные характеристики аккумуляторов. +1) Какие устройства называют аккумуляторами? +2) За счёт каких процессов в аккумуляторе накапливается энергия? +3) Что происходит в аккумуляторе во время его заряде и разряде? +4) Опишите два способа соединения аккумуляторов. +5) Какие аккумуляторы применяются при сборке коптеров? +6) Перечислите основные характеристики аккумуляторов. diff --git a/docs/ru/lesson8.md b/docs/ru/lesson8.md index 2d5faf0c..1a6e9228 100644 --- a/docs/ru/lesson8.md +++ b/docs/ru/lesson8.md @@ -1,8 +1,8 @@ Урок №8 «Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера. ПИД регуляторы» =========================================================================================================== -Управление полётом мультикоптера. ---------------------------------- +Управление полётом мультикоптера +-------------------------------- Отличие мультикоптера от других подобных роботов (ездящих, плавающих), заключается в том, что пилот не управляет напрямую мощностью мотора. С помощью джойстика, он передает сигнал полётному контроллеру, который делает расчеты и передает необходимую мощность на моторы. @@ -12,8 +12,8 @@ Пилот управляет не скоростью вращения каждого пропеллера, а газом и углами наклона квадрокоптера через полётный контроллер. Пилот задает направление, в котором желал бы двигаться, а полётный контроллер делает остальную работу. -Принцип функционирования полётного контроллера. ------------------------------------------------ +Принцип функционирования полётного контроллера +---------------------------------------------- Полётный контроллер - устройство, обеспечивающее полёт квадрокоптера, за счет управления газом, углами крена, тангажа и рысканья (throttle, pitch, roll, yaw). Это своеобразные "мозги" мультикоптера. Обычно он содержит несколько датчиков (гироскопы, акселерометр, магнитометр, GPS датчик) и микроконтроллер, который производит расчеты. Именно полётный контроллер отвечает за то, чтобы при среднем положении всех стиков джойстика квадрокоптер стабилизировался, висел в воздухе не отклоняясь ни в одну из сторон. @@ -23,15 +23,11 @@ Полётный контроллер выполняет следующие задачи: -* Собирает информацию с датчиков (встроенные, либо внешние: гироскопы, акселерометры, GPS, магнитометр); - -* Рассчитывает свое положение в пространстве, по показаниям датчиков; - -* Собирает информацию о внешних воздействиях, таких как отклонения стиков пилотом, алгоритм программы; - -* Вносит корректировку с помощью коэффициентов ПИД (Пропорционально-Интегрально-Дифференциальные); - -* Отправляет управляющие сигналы на регуляторы оборотов (ESC). +* Собирает информацию с датчиков (встроенные, либо внешние: гироскопы, акселерометры, GPS, магнитометр); +* Рассчитывает свое положение в пространстве, по показаниям датчиков; +* Собирает информацию о внешних воздействиях, таких как отклонения стиков пилотом, алгоритм программы; +* Вносит корректировку с помощью коэффициентов ПИД (Пропорционально-Интегрально-Дифференциальные); +* Отправляет управляющие сигналы на регуляторы оборотов (ESC). Полётный контроллер выдает ШИМ-импульсы (PWM) на регуляторы оборотов (ESC), в зависимости от команды стика джойстика, либо программы. Например, чтобы дать команду мотору вращаться с максимальной скоростью контроллер должен отправлять импульсы длительностью 2 миллисекунды, перемежающиеся логическим нулем длительностью 10 — 20 миллисекунд. Длительности импульса в 1 миллисекунду соответствует остановка мотора, 1.1 мс — 10% от максимальной скорости, 1.2 мс — 20% и т.п. Длительность нуля не играет никакой роли, важна только длительность самого импульса. @@ -39,8 +35,8 @@ Но все не так просто, полетные контроллеры бывают разные с разными настройками, регуляторы бывают разные, минимум (1 мс) и максимум (2 мс) — не универсальны. В зависимости от множества факторов диапазон 1-2 мс может на деле оказаться 1.1 — 1.9 мс, либо другим. Чтобы регулятор и контроллер говорили абсолютно на одном языке существует процедура калибровки регуляторов. -ПИД-регуляторы. ---------------- +ПИД-регуляторы +-------------- При работе с мультикоптерами, вам придется столкнуться с настройкой ПИД-регулятора, этот математический аппарат применяется почти во всех задачах стабилизации: стабилизация углов квадрокоптера в воздухе, полет и удержание позиции по GPS, удержание высоты по альтиметру. @@ -76,7 +72,9 @@ P — коэффициент пропорциональности. Чем он По этой причине в пропорциональный регулятор нужно добавить еще одно слагаемое, которое будет тормозить вращение квадрокоптера и препятствовать перерегулированию (переваливанию в противоположную сторону) —имитация трения в вязкой среде: чем быстрее поворачивается квадрокоптер, тем сильнее надо пытаться его остановить, конечно, в разумных пределах. Скорость вращения (скорость изменения ошибки ) обозначим как ***spin***, тогда: -***force = P * error + D * spin*** +``` +force = P * error + D * spin +``` D — настраиваемый коэффициент: чем он больше, тем сильнее останавливающее усилие. @@ -115,8 +113,8 @@ D — настраиваемый коэффициент: чем он больш где ***I*** — один из настраиваемых параметров, которых теперь трое: ***P,I,D***. ПИД регуляторы - важная часть полётного контроллера, без их использования квадрокоптер летал бы непредсказуемо. Они настраиваются индивидуально для каждого квадрокоптера. -### Контрольные вопросы: +### Контрольные вопросы -1) По какому принципу работает полётный контроллер? -2) Перечислите основные задачи полётного контроллера. -3) Сформулируйте принцип работы ПИД-регулятора. +1) По какому принципу работает полётный контроллер? +2) Перечислите основные задачи полётного контроллера. +3) Сформулируйте принцип работы ПИД-регулятора. diff --git a/docs/ru/lesson9.md b/docs/ru/lesson9.md index a17acad1..00edad78 100644 --- a/docs/ru/lesson9.md +++ b/docs/ru/lesson9.md @@ -1,21 +1,21 @@ Урок №9. Основы радиосвязи. Принцип работы радиоаппаратуры управления ===================================================================== -Основы радиосвязи. ------------------- +Основы радиосвязи +----------------- Радиосвязь - наиболее распространенный способ передачи информации на расстояние. Сотовые телефоны, спутниковая связь, телевиденье - все это работает на основе передачи сигналов через электромагнитные колебания определенной частоты. ![Radio](../assets/15_1.png) -В передатчике формируются высокочастотные колебания определенной частоты (несущий сигнал). На него накладывается сигнал, который нужно передать, это называется модуляция полезным сигналом. Сформированный таким образом высокочастотный сигнал излучается антенной в виде радиоволн. Этот сигнал воспринимается антенной приёмника, проходит через систему фильтров, которая выделяет из множества наведенных в антенне токов от различных передатчиков сигнал с нужной несущей частотой, а детектор выделяет из него модулирующий полезный сигнал. +В передатчике формируются высокочастотные колебания определенной частоты (несущий сигнал). На него накладывается сигнал, который нужно передать, это называется модуляция полезным сигналом. Сформированный таким образом высокочастотный сигнал излучается антенной в виде радиоволн. Этот сигнал воспринимается антенной приёмника, проходит через систему фильтров, которая выделяет из множества наведенных в антенне токов от различных передатчиков сигнал с нужной несущей частотой, а детектор выделяет из него модулирующий полезный сигнал. В зависимости от несущей частоты передатчика, излучаемый сигнал обладает разными характеристиками относительно дальности распространения, рассеивания, способности отражаться и огибать препятствия. Радиоволны распространяются в пустоте и в атмосфере; земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако, благодаря эффектам дифракции и отражения, возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости (в частности, находящимися на большом расстоянии). Примером модуляции сигнала может служить AM и FM. Это частные виды аналоговой модуляции в которых полезный сигнал передаётся либо за счет амплитуды волны, либо частоты. ![Radio](../assets/15_2.png) -### Принцип работы радиоаппаратуры управления. +### Принцип работы радиоаппаратуры управления Управление подвижными моделями основано на взаимодействии человека и модели, в нашем случае квадрокоптера. Аппаратура радиоуправления состоит из передатчика, который находится у пилота, и размещенных на модели приемника и полётного контроллера, который и управляет квадрокоптером через регуляторы мощности. О полётном контроллере и регуляторах мощности мы уже рассказывали, теперь рассмотрим Приёмник и передатчик. @@ -43,7 +43,7 @@ ### Приёмник -Приёмник - устройство, служащее для осуществления радиоприёма, т.е . для выделения сигналов из радиоизлучения. Приёмник устанавливается на квадрокоптере, принимает сигнал с пульта и передаёт его в полётный контроллер. +Приёмник - устройство, служащее для осуществления радиоприёма, т. е. для выделения сигналов из радиоизлучения. Приёмник устанавливается на квадрокоптере, принимает сигнал с пульта и передаёт его в полётный контроллер. ![Radio](../assets/15_6.png) @@ -66,10 +66,10 @@ Из полученных четырех значений 80,875 МГц и 81,015 МГц явно не подходят, т.к. разница должна быть 0,455 МГц, эти значения отфильтровываются на выходе смесителя. Оставшиеся два значения: 0,455 МГц и 0,595 МГц близки между собой, поэтому они проходят фильтр в смесителе и попадают в селектор, который фильтрует только "свою" частоту, 0,455 МГц, подавив остальные фильтром промежуточной частоты. Отфильтрованный "свой" сигнал поступает на УПЧ, а затем, уже усиленный, он попадает на декодер и триггер Шмидта, где его преобразуют в PPM сигнал, который передается на полётный контроллер. -### Вопросы: +### Вопросы -1) Как происходит передача радиосигнала от передатчика к приёмнику? -2) Чем отличается AM и FM модуляция передачи сигнала? -3) Почему передатчики радиоуправления делают многоканальными? -4) Какая модуляция используется в пультах управления коптерами? -5) По какому принципу работает приёмник радиосигнала? +1) Как происходит передача радиосигнала от передатчика к приёмнику? +2) Чем отличается AM и FM модуляция передачи сигнала? +3) Почему передатчики радиоуправления делают многоканальными? +4) Какая модуляция используется в пультах управления коптерами? +5) По какому принципу работает приёмник радиосигнала? diff --git a/docs/ru/metodmaterials.md b/docs/ru/metodmaterials.md index b9c03ba5..a1542f46 100644 --- a/docs/ru/metodmaterials.md +++ b/docs/ru/metodmaterials.md @@ -91,12 +91,12 @@ | 1 | Знакомство | В начале занятия необходимо представиться классу, для удобства общения с новым коллективом будет правильно на первые занятия приходить с бейджиком. | | 2 | Представление курса | Опрос учеников с какими ожиданиями они пришли на первое занятие, чего они хотят узнать и чему научиться в ближайшее время. Это поможет лучше познакомиться с классом, понять мотивацию детей. Необходимо прокомментировать их ответы, поддержать если ожидание ученика совпадает с программой курса. Дополнить ответы, перечислив интересные темы и практические занятия, которые ждут учеников в данном курсе. | | 3 | Демонстрация современных коптеров | Чтобы ещё больше заинтересовать учеников, необходимо продемонстрировать им видео с современными коптерами, кадры с гонок, научных выставок, демонстраций. | -| 4 | История коптеров | Опрос учеников, как давно, по их мнению, появились первые беспилотные летающие аппараты. Отметить учеников, которые были ближе всего в своих догадках, добавив что первые беспилотники появились ещё в 1890-х годах, например радиоуправляемая лодка Теслы(В 1899 году на выставке в Мэдисон-Сквер-Гарден инженер и изобретатель Никола Тесла продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.), так же в качестве прообраза беспилотников могли выступать птиц. Продемонстрировать ученикам развитие беспилотных технологий: \* Kettering Bug («Жук» Каттеринга») (Экспериментальная беспилотная «воздушная торпеда», один из первых проектов предшественников современных крылатых ракет) \* Вертолет Ботезата (Один из первых квадрокоптеров (англ. quadcopter, четырехроторный вертолет), который реально оторвался от земли и мог держаться в воздухе, был создан Георгием Ботезатом и испытан в 1922 году). Спросить учеников, какие недостатки, по их мнению, были у этих моделей и с какими трудностями сталкивались люди используя их. Показать ученикам современный беспилотник и современный коптер на фото или видео. Можно показать коптер, который учащиеся будут собирать во время обучения, чтобы у них сформировалось представление о результате, к которому они должны прийти после освоения курса. | -| 5 | Применение БПЛА самолетного типа | Спросить у учеников, какие примеры использования БПЛА самолетного типа в современном мире они знают. Рассказать про преимущества применения БПЛА самолетного типа, особенно, про съемку с воздуха и мониторинг лесов и полей. Рассказать о сферах использования: * Аэрофотосъемка местности (при необходимости отснять рельеф поверхности земли на протяженном расстоянии); * Военная сфера (тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта – взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км); * Сельское хозяйство (распространение удобрений, мониторинг полей); * Охрана и мониторинг местности Продемонстрировать свои примеры на фото и видео. Предложить ученикам привести ещё варианты, где могут применяться БПЛА самолетного типа. | -| 6 | Применение коптеров | Спросить у учеников, какие примеры использования коптеров в современном мире они знают. Постараться прокомментировать и дополнить каждый ответ. После чего задать ученикам вопросы, как, по их мнению, коптеры могут быть полезны в следующих областях: * Телекоммуникационная сфера (использование двусторонней видео/аудио связи); * Транспортная сфера (транспортировка грузов); * Спасательные работы (исследование труднодоступных зон при стихийных бедствиях, терактах, поиск находящихся под завалами людей, транспортировка медикаментов, оказание первой помощи при несчастных случаях); * Рекламные кампании (применение робота для привлечения внимания на крупных выставках и т.п.); * Сфера СМИ (аэросъемка различных событий); * Видео/фото-съёмка (съёмка фильмов или рекламных роликов с высоты птичьего полёта); * Продовольственная сфера (доставка продуктов питания); Продемонстрировать свои примеры на фото и видео. Предложить ученикам привести ещё варианты, где могут применяться коптеры. Поделиться своим собственным опытом использования коптеров, если есть такая возможность. Для эффектного завершения занятия можно показать ученикам фото и видео с гоночных соревнований дронов. | -| 7 | Виды и конфигурация коптеров | Рассказать ученикам о видах коптеров и зарисовать направление вращения моторов на каждом из них. * трикоптер, * гексакоптер, * октокоптер, * квадрокоптер. Спросить ребят, что, по их мнению, даёт разное количество винтов, в конце сделав акцент на то, что квадрокоптеры самые простые из них в сборке и управлении. Показать ученикам два вида конфигурации квадрокоптеров + и X и их отличие. | -| 8 | Управление | Показать классу пульт управления, перечислить название его управляющих элементов. Пусть ученики попробуют сами догадаться какое назначение у стиков и переключателей. Представить ученикам схему управления пультом. Познакомить их с необходимыми терминами и их значением: * Throttle (газ). Газ мультикоптера – среднее арифметическое между скоростями вращения всех моторов. Чем больше газ, тем больше суммарная тяга моторов, и тем сильнее они тащат коптер вверх (проще говоря «Тапок в пол» здесь означает наискорейший подъем). Обычно измеряется в процентах: 0% – моторы остановлены, 100% – вращаются с максимальной скоростью. Газ висения – минимальный уровень газа, который необходим, чтобы коптер не терял высоту. * Оси коптера - углы тангажа, крена и рыскания (pitch, roll, yaw) – углы, которыми принято определять и задавать ориентацию мультикоптера в пространстве. * Yaw (рыскание). – «рыскание». Поворот носа мультикоптера. условно - вращение вправо влево. * Pitch (тангаж). В коптерах манипуляции с этим моментом силы позволяет коптеру двигаться вперед или назад за счет наклона носа в соответствующем направлении. * Roll (крен). Наклон мультикоптера влево вправо. Коптер за счет крена может двигаться боком в соответствующую сторону. Рассказать классу принцип вращения винтов, особенности направления их вращения. Продемонстрировать ученикам тестовую картинку, попросить их определить в каком направлении будет двигаться коптер. Позволить им самим свериться с правильными ответами и задать вопросы. | -| 9 | Элементы коптера | Рассказать ученикам о составных элементах коптера: * Полетный контроллер. Задача полетного контроллера – переводить команды от пульта управления в сигналы задающие обороты двигателя. Также в нем установлены инерциальные измерительные датчики, позволяющие следить за текущим положением платформы и выполнять автоматические регулировки. * ESC. В мультикоптерах используют специальные бесколлекторные электродвигатели, которые способны работать на очень больших оборотах. Для управления этими двигателями необходимо формировать трехфазное напряжение и относительно большие токи, чем и занимаются регуляторы оборотов. * Силовая рама * Электродвигатель * Пропеллеры * Радиоприемник * Радиопередатчик. Большинство передатчиков имеют частоту 2,4ГГц, так же на рынке представлен ряд других частот. * Аккумулятор. Самыми распространенными в применении на коптерах являются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. Основные характеристики аккумулятора (Емкость (мА*ч), Максимальный токоразряд (20С), Количество банок (2S,3S, 4S), Вес) Зарисовать схему квадрокоптера и объяснить, как взаимодействуют между собой элементы. Спросить учеников, что, по их мнению, произойдет в случае отказа того или иного элемента. | +| 4 | История коптеров | Опрос учеников, как давно, по их мнению, появились первые беспилотные летающие аппараты. Отметить учеников, которые были ближе всего в своих догадках, добавив что первые беспилотники появились ещё в 1890-х годах, например радиоуправляемая лодка Теслы(В 1899 году на выставке в Мэдисон-Сквер-Гарден инженер и изобретатель Никола Тесла продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.), так же в качестве прообраза беспилотников могли выступать птиц. Продемонстрировать ученикам развитие беспилотных технологий: Спросить учеников, какие недостатки, по их мнению, были у этих моделей и с какими трудностями сталкивались люди используя их. Показать ученикам современный беспилотник и современный коптер на фото или видео. Можно показать коптер, который учащиеся будут собирать во время обучения, чтобы у них сформировалось представление о результате, к которому они должны прийти после освоения курса. | +| 5 | Применение БПЛА самолетного типа | Спросить у учеников, какие примеры использования БПЛА самолетного типа в современном мире они знают. Рассказать про преимущества применения БПЛА самолетного типа, особенно, про съемку с воздуха и мониторинг лесов и полей. Рассказать о сферах использования: Продемонстрировать свои примеры на фото и видео. Предложить ученикам привести ещё варианты, где могут применяться БПЛА самолетного типа. | +| 6 | Применение коптеров | Спросить у учеников, какие примеры использования коптеров в современном мире они знают. Постараться прокомментировать и дополнить каждый ответ. После чего задать ученикам вопросы, как, по их мнению, коптеры могут быть полезны в следующих областях: Продемонстрировать свои примеры на фото и видео. Предложить ученикам привести ещё варианты, где могут применяться коптеры. Поделиться своим собственным опытом использования коптеров, если есть такая возможность. Для эффектного завершения занятия можно показать ученикам фото и видео с гоночных соревнований дронов. | +| 7 | Виды и конфигурация коптеров | Рассказать ученикам о видах коптеров и зарисовать направление вращения моторов на каждом из них. Спросить ребят, что, по их мнению, даёт разное количество винтов, в конце сделав акцент на то, что квадрокоптеры самые простые из них в сборке и управлении. Показать ученикам два вида конфигурации квадрокоптеров + и X и их отличие. | +| 8 | Управление | Показать классу пульт управления, перечислить название его управляющих элементов. Пусть ученики попробуют сами догадаться какое назначение у стиков и переключателей. Представить ученикам схему управления пультом. Познакомить их с необходимыми терминами и их значением: Рассказать классу принцип вращения винтов, особенности направления их вращения. Продемонстрировать ученикам тестовую картинку, попросить их определить в каком направлении будет двигаться коптер. Позволить им самим свериться с правильными ответами и задать вопросы. | +| 9 | Элементы коптера | Рассказать ученикам о составных элементах коптера: Зарисовать схему квадрокоптера и объяснить, как взаимодействуют между собой элементы. Спросить учеников, что, по их мнению, произойдет в случае отказа того или иного элемента. | | 10 | Резервное время | Подведение итогов темы. Спросить у учеников, есть ли у них вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. | ## Урок №2. Тема: «Основы электричества» @@ -385,7 +385,7 @@ | 2 | Знакомство с Raspberry Pi 3 | Дать под запись основные характеристики микрокомпьютера Raspberry Pi 3: − Вес – 45 грамм, − тактовая частота 700 МГц; − есть графическое ядро в процессоре Broadcom BCM2835; − оперативная память – 512 Мб; − есть USB -разъемы (один или два в зависимости от модели). Рассказать о сферах применения микрокомпьютеров, показать видео готовых проектов, использующих Raspberry Pi 3. Попросить учащихся придумать системы, в которых было бы актуальным применение Raspberry Pi 3. | | 3 | Первое подключение Raspberry Pi 3 | Установить микрокомпьютер и камеру на коптер. Провести подключение к полетному контроллеру с помощью USB или по UART. Обучить ребят записывать образ ОС на microSD. Подключиться к Raspberry по Wi-Fi. Рассказать об SSH и существующих SSH клиентах. | | 4 | Использование ОС Raspbian | Объяснить что такое командная строка и как ей пользоваться. Дать под запись основные команды и примеры их использования: ● ls ● cd ● nano ● mv ● mkdir ● rm. Дать задания, требующие использования этих команд (просмотр файлов в каталоге, переименования файла, переноса файла, создание нового файла и т.п.) | -| 5 | Меняем SSID | Рассказать, что такое SSID. Научить изменять имя wi-fi сети. Объяснить что такое демоны и в какой момент они запускаются. Проработать с конфигурацией одного из них. | +| 5 | Меняем SSID | Рассказать, что такое SSID. Научить изменять имя Wi-Fi сети. Объяснить что такое демоны и в какой момент они запускаются. Проработать с конфигурацией одного из них. | | 6 | Используем права суперпользователя | Рассказать о типах и правах пользователей системы. Показать примеры использования sudo. | | 7 | Подготовка коптера к автономным полетам | Проверить подключенное оборудование для автономных полетов. Убедиться в работоспособности подключения можно выполнив на Raspberry Pi: rostopic echo /mavros/state | | 8 | Использование QGroundControl через Wi-Fi | Настроить беспроводное соединение для работы с Pixhawk в QGroundControl. Предложить учащимся установить новую прошивку, которая подходит для автономных полетов и откалибровать коптер при беспроводном подключении. | @@ -394,7 +394,7 @@ ## Урок №22. Тема: «Управление автономным дроном: теория» -**Цель урока:** дать понимание способов программирования автономного коптера. Сформировать навыки написания кода на языке python и закрепить навыки по использованию unix-подобных систем. +**Цель урока:** дать понимание способов программирования автономного коптера. Сформировать навыки написания кода на языке Python и закрепить навыки по использованию unix-подобных систем. | № | Этап урока | Содержание | | -- |:---------------------------------| :----------------------------------|