ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ (7-9 классы)

Научить учащихся создавать сложные системы с обработкой данных и элементами электроники

• Освоить работу с комбинациями сенсоров
• Научиться собирать и анализировать статистику
• Понять основы электроники и схемотехники
• Развить навыки отладки комплексных систем

Срок: 5 недель (сентябрь-октябрь)

1. Реечные передачи:

   • Преобразование вращательного движения в линейное
   • Расчет передаточных отношений
   • Точное позиционирование

2. Кривошипно-шатунные механизмы:

   • Создание возвратно-поступательного движения
   • Синхронизация нескольких механизмов

3. Системы ограничения:

   • Концевики и ограничители хода
   • Предотвращение перегрузок и заклиниваний

• Анализ готовых решений → модификация → создание с нуля
• Замеры эффективности разных механизмов
• Соревнования на точность позиционирования
• Работа с инженерными калькуляторами для расчетов

• Создание надежных механизмов для олимпиадных заданий
• Понимание принципов точной механики
• Подготовка к работе с реальными инженерными системами

Срок: 6 недель (октябрь-ноябрь)

1. Комбинации сенсоров:

   • Датчик расстояния + датчик касания для надежности
   • Световой датчик + датчик расстояния для сложных измерений
   • Принцип резервирования и взаимной проверки

2. Калибровка под условия:

   • Адаптация к разному освещению
   • Учет материала поверхности
   • Автоматическая калибровка при запуске

3. Фильтрация помех:

   • Усреднение показаний
   • Игнорирование случайных выбросов
   • Программные фильтры скользящего среднего

• Эксперименты в изменяющихся условиях (разный свет, поверхности)
• Создание калибровочных таблиц и графиков
• Сравнение точности разных методов фильтрации
• Диагностика сбоев и поиск их причин

• Повышение надежности олимпиадных устройств
• Навыки работы в неидеальных условиях
• Подготовка к реальным инженерным задачам

Срок: 5 недель (ноябрь-декабрь)

1. Сбор статистики:

   • Счетчики разных типов событий
   • Накопление данных в массивах
   • Расчет средних значений и отклонений

2. Многорежимность:

   • Конечные автоматы с 3-5 состояниями
   • Переключение между режимами работы
   • Сохранение состояния при смене режимов

3. Визуализация данных:

   • Вывод статистики на дисплей
   • Световая индикация состояний
   • Графическое представление данных

• Проекты с накоплением истории работы
• Анализ реальных данных с датчиков
• Создание систем мониторинга
• Оптимизация использования памяти

• Прямая подготовка к олимпиадному заданию (система учета стаканов)
• Навыки работы с данными в реальном времени
• Основы систем мониторинга и контроля

Срок: 6 недель (январь-февраль)

1. Монтаж на макетных платах:

   • Правила подключения компонентов
   • Цветовая маркировка проводов
   • Поиск и устранение плохих контактов

2. Пассивные компоненты:

   • Резисторы (ограничение тока светодиодов)
   • Расчет сопротивления по цветовой маркировке
   • Подбор резисторов для разных светодиодов

3. Логические схемы:

   • Кнопки и переключатели
   • Комбинации входных сигналов
   • Простейшие логические элементы (И, ИЛИ)

• Чтение готовых схем → сборка по схеме → создание своей схемы
• Измерения мультиметром (напряжение, ток, сопротивление)
• Диагностика неисправностей в собранных схемах
• Создание библиотеки типовых решений

• Подготовка к переходу на Arduino в 9 классе
• Понимание принципов работы электронных устройств
• Навыки чтения и создания принципиальных схем

Цель: сбор и визуализация данных

Компоненты:
- Датчик температуры (если есть) или аналог
- Дисплей или компьютер для вывода
- Кнопки управления

Что делает:
- Измерение температуры с заданным интервалом
- Сохранение минимального/максимального значения
- Вывод статистики по запросу
- Визуализация тренда изменения

Цель: многорежимность и управление данными

Компоненты:
- 2-3 кнопки (+1, -1, сброс)
- Дисплей для отображения
- Световая индикация режимов

Что делает:
- Счетчик с инкрементом/декрементом
- Длительное нажатие для сброса
- Сохранение значения при выключении
- Визуализация разных состояний

Цель: работа с аналоговым управлением и порогами

Компоненты:
- Потенциометр или энкодер
- Светодиод/лента с ШИМ
- Зуммер или дополнительный светодиод

Что делает:
- Плавное регулирование яркости
- Звуковое/световое предупреждение при крайних значениях
- Запоминание последней установки

Срок: 4 недели (февраль-март)

1. Система контроля уровня жидкости:

   • Механизм перемещения датчика
   • Определение 3 состояний (мало/норма/много)
   • Статистика и сброс по длинному нажатию

2. Электронные схемы по описанию:

   • Сборка устройства из 3 кнопок и 4 светодиодов
   • Заполнение тестовой таблицы состояний
   • Поиск оптимальной логики работы

• Работа в условиях ограниченного времени (60-90 минут)
• Чек-листы самопроверки перед сдачей
• Анализ типовых ошибок прошлых лет
• Парное программирование и взаимная проверка

• Бинедельные комплексные работы
• Защита проектов с демонстрацией
• Тренировочные олимпиады в реальных условиях
• Самооценка по расширенным чек-листам

• Видеозаписи работы устройств
• Распечатки программ с комментариями
• Схемы электронных соединений
• Протоколы тестирования
• Листы самоанализа после каждого проекта

• ✅ Собирает и настраивает системы из 3+ сенсоров
• ✅ Реализует многорежимные системы с сохранением состояния
• ✅ Читает и собирает простые электронные схемы
• ✅ Проводит полный цикл тестирования устройства
• ✅ Анализирует и оптимизирует работу системы

Практическое задание (аналог олимпиадного 7-8 класса): “Создайте систему контроля наполнения стаканов с ведением статистики и возможностью сброса по длинному нажатию”

Оценивается:

• Механизм перемещения датчика
• Точность определения 3 состояний
• Работа статистики и сброса
• Стабильность при многократном использовании

1. От сбора данных к их анализу - учим не просто собирать, но и использовать данные
2. Системный подход - рассматриваем устройства как совокупность взаимодействующих модулей
3. Прототипирование → тестирование → оптимизация - полный цикл разработки
4. Документирование как навык - учим описывать свои решения

• Зонирование: механика, электроника, программирование, тестирование
• Система версионирования проектов
• Шаблоны документации и протоколов тестирования
• Доска с типовыми решениями и лучшими практиками