Перейти к содержимому
26. Датчики и стабилизация: гироскоп и акселерометр

Урок 26. Датчики и стабилизация: гироскоп и акселерометр

Класс8
МодульРобототехника
Тема урокаДатчики и стабилизация: гироскоп и акселерометр
Урок26 из 34, 45 минут

Целеполагание

Цель урока: создать условия, при которых ученик снимает показания гироскопа и акселерометра и объясняет, как по ним держится горизонт.

Планируемые результаты

Личностные: интересуется устройством техники.

Предметные — ученик:

  • считывает углы наклона с MPU6050;
  • объясняет роль датчиков в стабилизации.

Метапредметные:

  • регулятивные: работает по порядку «допуск — работа — проверка» и исправляет ошибку по результату проверки;
  • познавательные: связывает датчик с задачей управления;
  • коммуникативные: договаривается о ролях в паре и меняется ими.

Инструментальный блок

Задачи урока

  1. Ответить на вопрос урока: «Как дрон понимает, что наклонился?»
  2. Выполнить задание: график угла наклона.
  3. Проверить результат: углы считаны и выведены графиком.

Тип урока: практическая работа.

Учебно-методический комплекс

  • Оборудование: ESP32, макетная плата, провода — на пару; компьютер с Arduino IDE; датчик MPU6050.
  • Источники информации:
  • Дидактическое сопровождение: задание двух уровней и критерии оценивания (ниже).

Задание

Базовый уровень. График угла наклона.

Повышенный уровень. Комплементарный фильтр.

Организационно-деятельностный блок

Основные понятия: гироскоп, акселерометр, угол наклона, дрейф.

Межпредметные связи: физика — ускорение.

Организация пространства и формы работы: парная, роли в паре (исполнитель и контролёр) меняются в середине работы. Рабочие места пар.

Ход урока

ЭтапМинДеятельность учителяДеятельность учеников
Задача5Как дрон понимает, что наклонился?Предполагают.
Инструктаж и допуск7Гироскоп меряет скорость поворота и со временем «уплывает»; акселерометр меряет наклон, но шумит от вибрации. Поэтому их объединяют фильтром.Рисуют два графика: дрейф и шум.
Работа в парах22Раздаёт MPU6050 и скетч вывода углов в Serial Plotter.Подключают датчик к ESP32, наклоняют, затем 2 минуты держат неподвижно и смотрят дрейф.
Проверка7Проверяет, что на графике видны дрейф и шум.Показывают участки графика.
Итог и рефлексия4Зачем полётному контроллеру оба датчика?Отвечают.

Оценивание

  • углы считаны и выведены графиком;
  • дрейф гироскопа измерен за 2 минуты.

Безопасность

  • Схему собирают и меняют при отключённом питании. Питание — только от USB или батарейного блока, не выше 9 В. Нагрелся элемент — отключить питание и позвать учителя.