Základy stavby a programování robotů pro učitele ZŠ a SŠ

Charakteristika programu:
Jde o kurz zaměřený na praktickou i teoretickou přípravu učitelů základních a středních škol. Účastníci si v kurzu se seznámí se základními obvody robotických a automatizačních systémů využívaných v praxi, jejich činností, oživením jednoduchých aplikací i naprogramování řídícího mikrokontroléru, který celý systém bude řídit. Naučí se jak definovat zadání problému, jak podle něj realizovat požadovaný systém, jak jej oživit a následně vytvořit algoritmus jeho řízení a podle něj naprogramování řídícího procesoru tak, aby vykonával požadovanou činnost v souladu se zadáním. Naučí se pracovat s vývojovým prostředím pro programování řídícího procesoru včetně jeho instalace a základního nastavení. Nezapomene se ani na spárování řídícího procesoru s vývojovým prostředím, aby naprogramování bylo možné. Frekventanti se v kurzu seznámí s probíranou tematikou nejen teoreticky, ale i prakticky. Na mnoha příkladech z praxe se naučí využívat získané znalosti a dovednosti.
Výuka nebude probíhat na hračkách, ale skutečných v současné době využívaných modulech těchto systémů, které jsou však snadno dostupné i cenově výhodné pro zájemce i z řad jednotlivců. Aby byla výuka efektivní, obdrží každý frekventant svou vlastní základní sadu modulů včetně řídící procesorové jednotky a diferenciálního podvozku. Aby s ní mohli pracovat i doma na domácích úkolech a tak prohlubovat své znalosti a dovednosti.

Požadované předpoklady uchazeče:
Ukončené vysokoškolské vzdělání
Základní uživatelská znalost práce s PC

Profil absolventa:
Cílem kurzu je naučit frekventanty orientovat se v problematice automatizace a robotiky. Seznámit je se základními moduly těchto systémů včetně procesorových řídících jednotek. Vybavit je dostatečnými znalostmi a dovednostmi, aby byli schopni sami, vlastními silami navrhnout, realizovat, oživit, naprogramovat, odladit a ověřit funkci těchto systémů. Naučit je základům tvorby aplikací řízených v reálném čase. Naučit je základům realizace konečných automatů, které v této oblasti zastávají významné místo. Seznámit je s metodikou výuky těchto systémů na ZŠ. Naučit je pracovat ve vývojovém prostředí s využitím flowchartů pro programování řídících jednotek uvedených systémů. Naučit je způsobům vyhledávání chyb a jejich opravy jak v programech, tak i na základní sadě hardwarových modulů. Naučit postupu, jak vytvořit požadovanou aplikaci počínaje jejím zadáním, návrhem a realizací hardwaru i návrhu a realizaci řídícího softwaru.

• Garant kurzu: Doc. Ing. Jiří Hrbáček, Ph.D. (docent Katedry technické a informační výchovy Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity)
• Lektor kurzu:
  doc. Ing. Jiří Hrbáček, Ph.D. (docent Katedry technické a informační výchovy Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity)
  Asistenti - dva studenti z řad studentů PdF MU, kteří úspěšně absolvovali výuku tento kurz. Studenti budou pomáhat frekventantům při prezenční výuce s jednoduššími problémy a výuka tak byla individuálnější a dalo se méně zdatným frekventantům lépe pomáhat se zvládnutím vyučované látky. Za kvalitu jejich práce je zodpovědný lektor.
• Délka kurzu: celkem 16 vyučovacích hodin, které jsou rozděleny do 4 týdnů po 4 hodinách
• Termín konání kurzu:
  5. 5. 2017
  12. 5. 2017
  19. 5. 2017
  26. 5. 2017
  začátky vždy v 8 hodin.
• Obsahový plán kurzu:
  1) Úvod do robotických a automatizačních systémů. Základní pojmy a specifika jejich použití. Základní zásady jejich realizace ve dvou krocích - hardwarové řešení a následně řešení jejich řídicího systému. Algoritmizace, činnost řídící procesorové jednotky, zásady konstrukce zařízení s ní. Seznámení se s vývojovým prostředím pro programování řídící jednotky prostřednictvím flowchartů. Spárování řídící jednotky s počítačem, aby bylo možné přes něj řídící jednotku programovat - 2 hodiny
  2) Na základě řady jednoduchých příkladů seznámení se základním instrukčním souborem vývojového prostřed. Vytvoření sestavy zařízení podle zadání, vytvoření signálového schémata a oživení celého systému. Jeho naprogramování, odladění a finální fonkční ověření - 2 hodiny
  3) Vyhledávání chyb a jejich opravy v HW i SW části systémů. Úlohy ovládající moduly LED a pracující s modulem tlačítek. Používání tlačítek pro řízení činnosti systému - 2 hodiny
  4) Aplikace pracující s modulem bipolárních spínačů. PWM řízení systémů. Základy odometrie diferenciálního podvozku - 2 hodiny
  5) Využití modulu H-bridge nejen pro řízení chodu motorů podvozků. Jeho činnost, možnosti napájení i režimy činností. Jízda po různých poloměrech zatáčení podvozků, Analýza požadované dráhy a možnosti korekce různé rychlosti pohonných jednotek - 2 hodiny
  6) Moduly reflexních čidel s krátkým a dlouhým dosahem. Jejich charakteristiky, výhody/nevýhody oblasti použití, optické závory a jízda podvozku robota po čáře. Reakce na překážky - 2 hodiny
  7) Využití reflexních čidel pro měření vzdálenosti od překážky. Rozdíl mezi ovládáním a řízením. Využití reflexních čidel pro řízení synchronizace kol podvozku - 2 hodiny
  8) Zjištění operační rychlosti řídící jednotky.  Vliv operační rychlosti na řízení systémů pracujících v reálném čase. Rozdíl mezi řízením systémů pracujících v reálném čase a systémů, kde časová odezva není kritická. Základy realizace programování konečných automatů a příklady jejich aplikací - 2 hodiny
• Průběh kurzu a způsob jeho ukončení: Evaluační dotazník, pohovor. Stoprocentní účast. Absolvent kurzu obdrží osvědčení o absolvování programu celoživotního vzdělávání. 
• Cena kurzu: 7 200,- Kč (platba kurzu přes Obchodní centrum MU) (v ceně je i vlastní základní sada modulů včetně řídící procesorové jednotky a diferenciálního podvozku, které mají hodnotu 4200 Kč)
• Termín podání přihlášky: do 21. 4. 2017 (přihláška ke stažení zde)
• Počet uchazečů: min. 7, max. 20
• Poznámka: Kurz je akreditován.