Ғылыми жоба

Мұғалжар ауданы

Қандыағаш қалалық

№5 жалпы білім беретін орта мектебі

«Болашақ» оқушылар ғылыми қоғамы.

Ғылыми жобаның тақырыбы:

«Еден жуу роботы»

Бағыты: Информатика

Жоба авторы: Сантаев Әділхан Мейірханұлы 4 «Ә» сыныбы

Жобаның жетекшісі: Букенбаева Несіпкүл Есенқұлқызы.

Қандыағаш 2021жыл

Қандыағаш қаласы №5 жалпы орта білім беретін мектебінің

4 «Ә» сынып оқушысы

Сантаев Әділханға «Еден жуу роботы » тақырыбында

жазған ғылыми жоба жұмысына

Пікір

Жас ғалымның негізгі зерттеу тақырыбы «Еден жуу роботы». Роботтың пайдасын анықтау арқылы маңыздылығын көрсету.

Роботтың түрлері, оның қасиеті және адамға пайдасы туралы жазылған.

Зерттеу бөлімінде робот түрлеріне, шығу тарихына да тоқталған. Қай кезде болса да роботтар тек еден жуып қана қоймай оның өмірде түрлі кәсіпте қолданылып жүргені белгілі.

Жас ғалым роботтың тіршілікке қажеттілігін, құндылығын, пайдасын атап көрсетіп, келешекте адам өміріне қажетті роботтар жасау керек екенін айтқан. Ғылыми жобамен таныса отырып, оқушының ғылыми жобасын жүйелі бағытталған жұмыс ретіндежоғары бағалаймын.

Оқушым ғылыми жобасын сәтті қорғап, жақсы бағаға ие болады деп сенімдемін.

Жетекшісі : Н.Е. Букенбаева

Аннотация
Бұл ғылыми жобаның мақсаты: робот техникасының негіздерін, қолдану салаларын, олардың түрлерін, мүмкіндіктерін зерттеу. Робототехника туралы және оның шығу тарихына арналған. Роботтар — қарқынды дамып келе жатқан болашақтың жоғарғы технологияларының бірі. Қазіргі кезде роботтар өміріміздің көптеген саласына, атап айтқанда, ғарышты игеру, денсаулық сақтау, қоғамдық қауіпсіздікті қамтамасыз ету, және басқа да салаларға еніп үлгерді, әсіресе өндіріс орындарында көбірек пайдаланылады. Жеке тәжірибе арқылы роботтын жұмыс жасау принциптерін көру, түсіну және реттеу болып табылады. Көптеген балалар Lego конструкторымен ойнағанды ұнатады екен. Мен оны өз сыныптастарымнан сауалнама алу арқылы анықтадым

Аннотация
Цель этой науччной работы: изучить основы робототехники, области применения роботов, изучение возможностей принципы работы робота. Про работотехнику и истории возникновения. Роботы – один из высших технологии в развивающей стране. Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Роботы находят применение в медицине, широко применяются полицией, органами государственной безопасности. Понимание принц ипов работы робота на основе личного опыта. Многим детям нравится играть конструктором Lego. Это я узнал от своих одноклассников, когда они заполнили анкету.

Аннотация.

In this work, we have shown that the use of the Robot vacuum cleaner and the small vacuum cleaner, which runs on the Arduino, are very useful. For example cleaning car, little carpet , sofa. Learners did this work with object which every people can take at home for example we use plastic bottle.

Our purpose continue and learn doing some technical in everyday life. Before start our work we learn about history a vacuum cleaner .

Мазмұны

Кіріспе.-------------------------------------------------------- 2

Негізгі бөлім.

1.1 Жобаның теориялық тұжырымдамасы.------------ 4

1.2. LEGO робот (EV3) моделін әзірлеу.--------------- 7

2.Бағдарламалау.---------------------------------------------- 8

3.Қорытынды.------------------------------------------------- 9

4.Пайдаланылған әдебиеттер тізімі.--------------------- 10

Кіріспе.

«РОБОТ» сөзін естіген кезде сіздің ойыңызда қандай бейне пайда болады?

Робот деп біз белгілі бір әрекеттің бағдарламасына және функцияның соңғы жиынтығына ие құрылғыны айтамыз.

Робот (чех тілінен аударғанда robota – еріксіз еңбек, rob – құл) – тірі организм ретінде құрылған автоматты құрылғы. Ол байланысатын және әрекет ете алатын, ойлай білетін, қабылдай алатын машина.

Робототехника – роботтарды зерделеумен айналысатын, жасалған роботтар тапсырманы орындайтын дербес машина болып табылады. Осы зерттеуде қарастырылатын робототехника бөлімі MindStorms жиынтықтарын пайдалану арқылы роботтарды салуға және тиісті бағдарламаларға жатқызылады. Робототехниканы зерделеуде оқушылардын роботтарды жасау үшін машина жасау негіздерін білуді, сондай-ақ роботтардың өз әрекеттерін автоматты түрде жасай алуы үшін бағдармалау негіздерін түсінуді керек етеді.(1)

Робот алдын ала салынған бағдарлама бойынша және сыртқы әлем туралы датчиктерден ақпарат ала отырып әрекет етеді.

Робототехника – бұл менің үлкен қызығушылығым. Сол себепті мен зерттеу жобамды осы тақырыпта алуға шешім қабылдадым. Қазақстан үшін робототехника өте жас сала. Мысалы, Жапония, АҚШ, Германия сияқты робототехника саласындағы жетік елдер сондай биік дәрежедегі өндіріске ондаған жылдар бойы тынымсыз еңбектеніп жетті. Қазірге кезде жоғарыда айтылып кеткен елдерде, робототехника саласы қарқынды дамып келеді және де сол елдердегі робототехника саласы Қазақстандағы робототехниканы 10-20 жылға озып отыр.

Қазіргі таңда тұрмыста қолданатын техникаларымыздың барлығы жеңіл әрі дизайыны жағынан әдемі,ең бастысы адам өмірін жеңілдетіп , пайдалы жақтары өте көп.Болашақта осындай кішкентай шаңсорғыштарды шығарса олда адамның тұрмыста қолданатын айнымас бір құралы боларына сенеміз.

Қазіргі таңда Қазақстан Республикасы әлемдік дамыған 20 елдердің қатарына кіруді мақсат еткен. Сондықтан ұлан байтақ жерімізді тиімді әрі пайдалы пайдалануды яғни өнеркәсіп саласын дамытуды қолға алуымыз қажет. Болашақ жас ұрпағымыз техника мен технологияны еркін меңгерген және өнертапқыштыққа деген қызығушылығын қазіргі таңда мектеп табалдырығынан бастау алғанымыз дұрұс болады. Елімізде барлық Менделее кестесіндегі элементтері бар екендігі рас алайда, сол пайдалы қазбаларды өз

елімізде өндіріп игеру жұмысы ақсап тұрғаны анық. Сондықтан тұрмыстық техникалар мен технологияларды өз елімізде өндірсек еліміздің экономикасыда жақсарар еді жәнеде ең бастапқы баспалдағы ретінде мектептегі үйірмеде қызығушылығы артып әрі қарай мақсат пен арманға ұштасып ғылымға жаңалық әкелетін жас ұрпақ тәрбиелеу мақсатымыз болып отыр.

Тамшы дан теңіз құралады демекші жас өнертапқыштарымыздың болашақта жаңалық ашуы үшін осындай тұрмысқа пайдалы заттарды жасау және оның тиімді жағын қарастыру. Болашақта осындай кішкентай шаңсорғыштарды шығарса онда адамның тұрмыстық қызметін жеңілдетіп, күнделікті қолданатын айнымас бір құралы боларына сенеміз.

Мақсаты: Заман талабына сай жасалған, тұрмыстағы адамның уақытын үнемдеп, ісін жеңілдетеді;

Әдістері: теориялық (зерттеу, ғылыми – көпшілік басылымдарды жұмыс; интернет-ресурстарды),

Нысаны:Робототехниканы пайдалана отырып, Еден жуу роботын құру.

Обьектісі:LEGO EV- 3 роботы.

Гипотеза: роботтарсыз адам өмірі мүмкін бе?

Негізгі бөлім.

1.1 Жобаның теориялық тұжырымдамасы.

Роботтар бір – бірінен айырмашылықтары өте көп және мүлдем ұқсамайды. Роботтар компоненттері ұқсас жасалады .Кәдімгі робот жылжымалы дене құрылымы бар белгілі жүйесімен, сенсорларды (датчиктер, сезім мүшелері), коректену және компьютерлік "ми", осы элементтерін ол барлығын бақылайды. Роботтар адамдар мен жануарлар, машиналардың ,мінез-құлық көшірмесі. Көпшілік робот техниктер (адамдар роботтар) көрсетеді, бұл роботтардың денесі миы (компьютермен) жетелейді. Көпшілігінде роботтардың ортақ ерекшеліктері бар. Ең алдымен, барлық роботтардың қозғалтқыш денесі бар. Кейбір моторлар дөңгелектер басқа да жылжымалы сегменттерден тұрады, әдетте дөңгелектер металлдан немесе пластиктен жасалады. Барлық роботтар сенсорларлық және тек кейбір қабілеттерге ие, олар көру, есту, сезіну жүйесі бар. Роботтың ең көп таралған қабілеті — жүру, бақылау және өзінен өткізуі болып табылады.Жарық датчигінің арқасында біржағында дөңгелектер жарық сәулесі арқылы жүреді. Сол кезде дөңгелек іске қосылып роботтың жұмысы басталады. Тұрмыстық роботтардың түрі тұрмыста және кеңселерде қолданылады. Робот еден жуғыш үлгісі болып табылады. (1)

Тарихта еденді жуып,шаңды сорып алатын бірінші машина ХІХ ғасырдың аяғында жасалды. Оны іске қосу үшін екі бірдей ер адамның күші керек болды, себебі бір адам үрлеп тұрды, ал екіншісі шланганы арлы-берлі тасып жүруі тиіс еді. Бірақ шаң жиналған жоқ, керісінше сыртқа қарай үрленетін болған.(2)

Бұл идеяны инженер Хьюберт Сесил Бут 1901 жылы жетілдіре түсуді ойлайды. Оның шаңсорғышы шаңды үрлемей, арнайы шаң тұратын қапқа сүзгі арқылы соратын. Вакуум сорғысының қуаты бес аттың күшіне жететін, ол бензинмен жұмыс істейтін. Бірінші нұсқасы тым үлкен әрі даусы зор шығатын, сондықтан шаңсорғыш іске қосылған кезде әдетте аулада тұратын, ал шланг терезе арқылы кіргізіліп, шаңды сорып шығатын. Бут шаңсорғышы 1902 жылы Ветминстер аббаттығында жасап шығарылды, құрылғы Жетінші Эдуардтың таққа отыру шарасының алдында кілемдерді тазалау мақсатында арнайы ойлап табылған. Осындай жарнамадан кейін жаңа бағыттағы ізденістер күш алады.(3)

1908 жылы америкалық W. H. Hoover Company компаниясы tin model деп аталатын шағын шаңсорғыш моделін жасады, оның салмағы 20 келі еді (сол уақыттарда бәсекелестердің шаңсорғыштары 50 келі салмақ тартатын).

Шаңсорғыш қорғасынмен қапталған төңкерілген шелекке ұқсайтын, оған швабраға ұқсас ағаш сабы жалғанатын. Тұтқасында дәкеден қап орнатылып, оған шаң үйілетін болған, ал оның сырты сәтенмен қапталады.

1.2 Робот-шаңсорғыш және еден жуатын жаңа техналогияның тұрмыста пайдаланудағы пайдасы мен зияны.

Шаң жинауға арналған сөмке жоқтығы сөзсіз артықшылығы болып табылады - мұндай шаңсорғышпен үнемі қымбат тұратын сөмкелерді сатып алудың қажеті жоқ немесе шаңды қайта пайдаланылатын қапты тазалау туралы ойланудың қажеті жоқ. Екінші оң айырмашылық үлкен қоқыс жинау жүйесінің болуы болып табылады. Әртүрлі модельдерде бұл құрылғы әртүрлі есімдерге ие, бірақ бірдей қағида бойынша жұмыс істейді, қоқыстың үлкен шұңқырлары (монеталар, түймелер, шпилькалар және т.б.) тұтқаға бекітілген ыдыста сақталады. Қоқыс контейнерін толтыру кезінде азаятын күші – робот-шаңсорғыштардың плюсі. Роботтың көмегімен де үнемдеуге болады екен. Шаңсорғыш тоңазытқыш емес, әрине. Үнемі қосулы болмайды. Еуропалық одақ елдерінде үй техникасының жаңа энерготиімді нормалары бар.(1)

Еден жуатын робот Lego ev3 бөлшектерімен құрастырылады.Еденді жууға арналған робот еденге паралель екі дискіні бұру арқылы қозғалады.Дискілердігі резеңке жолақтарды пайдаланып, жуу ерітіндісіне малынған шүберектерді түзете аласыз, содан кейін еден сәл тазарады. Робот еденді жуу үшін, қарапайым демо бағдарлама жазылады.

Бағдарлама бөлменің тік бұрышты болу үшін жасалған. Роботты бөлменің бұрышына сол жақта қабырға болатындай етіп орналастыру керек. Осыдан кейін бағдарламаны бастау керек.Сол жақтағы диограммада робот қалай қозғалатындығы көрсетілген. (2)

(1) Мотор (тартпа, қозғалтқыш) тек қана роботты емес, сонымен қоса түрлі механизмдер мен манипуляторды қозғалысқа әкелетін роботтың ажырамас бөлігі болып табылады. Бір сөзбен айтқанда, мотор робот үшін электр қуатын қозғалыс қуатына айналдырады.

(2) Датчик — әртүрлі ақпаратты (температура, жылдамдық, сәуле, түс, дыбыс) өлшеуге арналған құрал. Датчиктер электронды және механикалық болып бөлінеді.

Негізгіқызметтері:

1. Кіріктірме айналу тетігі;

2. градусқа дейін өлшеудің дәлдігі.

Орташа мотор.

EV3 орташа моторы роботтың жылдамдығы, шапшаңдығы мен көлемі оның жүк көтергіштігінен маңыздырақ болғанда өте қолайлы.

Ультрадыбысты датчик.

Негізгіқызметтері:

1.Қашықтықты өлшейді;

2.Нысандарды анықтайды.

Датчик «көздерінің» айналысындағы қызылтүст іжыпылықтамайтын жарық, оның «Өлшеу» режимінде тұрғанын айтады.

Ультрадыбысты датчик дыбыс толқындарын жіберіп, қайтып келген сигналдарды оқиды және нысандарды тауып, оларға дейінгі қашықтықты есептейді.

Гироскопиялық датчик.

Негізгіқызметтері:

3.Көлбеу бұрышты өлшейді;

Айналу жылдамдығын градуста және секундта өлшейді.

Lego - робот (EV3 ) моделінәзірлеу.

1.2 Тәжірибелік танысу үшін конструкциясы және жұмыс қағидаттары роботтар мен құру туралы шешім қабылдады. Lego - робот модель орналастырылған сенсорлы датчиктер және мүмкіндіктері. Робототехника негіздерінде, қозғалыс, кеңістік жүзеге асыруға көрнекі түрде Lego - робот алгоритмдер қарауға байланысты автоматтандыруды әртүрлі процестер, мәселелер түсінуге көмектеседі.

LegoMindstorms EV3 конструктор робот платформалар құру ретінде пайдаланылған. Әрекет моделі арнайы графикалық бағдарламалау құру үшін, ол бойынша пайдаланылады

LEGO Mindstormsең алғаш1998 жылы шығарылған. 8 жылданкейін (2006) жаңа жинағы LEGO Mindstorms NXT 1.0, ал 2009 жылы LEGO Mindstorms NXT 2.0. жинағышықты. Соңғы 2013 жылының 4 қаңтар айында LEGO Mindstorms EV3 –  конструкторлық, жинағы

шығарылып, қазіргі кезде ауданымыздың 7 орта (1)

мектептерінде 16+12 күрделі электронды құрамдас бөліктерден тұратын роботтардың конструкторы беріліп, биылғы оқужылынан бастап үйірмелер жүргізілуде.

Бағдарламаланатын блок – бұл ми мен жөнелтті. EV3, ол интеллектуалдық блок және жүрек жүйесін, ол "болашақтың" немесе "кубик" құрушы. Қызмет етеді басқару орталығы және энергетикалық станциясы робот және келесі функционалдық элементтер:

Бөлшектер 4 үлкен топты құрайды:

Электронды құрамдас бөліктер:

EV3 модулі. Датчиктер.

Моторлар. Байланыстырушы кабельдер.

1. Тегершіктер, дөңгелектер және белдіктер.

2. Байланыстырушы элементтер.

3. Құрастырылымдық элементтер.

LEGO VINDSTORMS EDUKATION EV3 -негізгі оқу жаттығу роботы. LEGO MINDSTORMS- программаланатын роботтарға қолданат құрастырғыш құрылғы.

Датчик - әр түрлі ақпаратты (температура, жылдамдық, сәуле, түс, дыбыс) өлшеуге арналған құрал.

Датчиктер қызметіне қарай жанасу датчигі ультра дыбыс датчигі гидроскопиялық датчик деп 4түрге бөлінеді.

LEGO MINDSTORMS Education EV3 бағдарламасы

Роботың қозғалу бағыты

Қорытынды.

Қорыта айтқанда, қ