МЕТОДИЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ВИВЧЕННЯ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ В РОБОТОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМАХ НА БАЗІ ARDUINO
DOI:
https://doi.org/10.32782/cusu-pmtp-2025-1-9Ключові слова:
електропривід, робототехнічні системи, методичні рекомендації, технологічна освіта, сервопривід, кроковий двигун, зубчасто-пасова передачаАнотація
Статтю присвячено особливостям методичного забезпечення вивчення та застосування електроприводів у робототехнічних системах на платформі Arduino в контексті технологічної освіти. Актуальність дослідження зумовлена дедалі більшою роллю технологічної освіти у формуванні висококваліфікованих фахівців, здатних проєктувати, розробляти та впроваджувати інноваційні рішення в галузі робототехніки. Методологічна основа дослідження містить глибокий аналіз наявних підходів до викладання робототехніки, а також застосування комплексу взаємодоповнювальних загальнонаукових методів, серед яких особливе місце посідають логічне узагальнення теоретичних положень, системний підхід до розгляду складних технічних об’єктів, а також методи індукції і дедукції для формування висновків на основі емпіричних даних та теоретичних розробок.У результаті проведеного дослідження встановлено, що цілеспрямоване та систематичне впровадження спеціальних методичних рекомендацій вивчення електроприводів, адаптованих до специфіки робототехнічних систем на основі доступної та функціональної платформи Arduino, є не лише важливим, а й стратегічно необхідним елементом якісної сучасної технологічної освіти, що повністю відповідає поточним вимогам індустрії та освітніх стандартів. У статті докладно розглядається та описується практична методика, що містить усі необхідні етапи розрахунку основних технічних параметрів різноманітних типів електроприводів, які використовують у робототехніці. Особливу увагу приділено питанням розробки ефективних алгоритмів керування як серво-, так і кроковими двигунами із застосуванням апаратних та програмних можливостей платформи Arduino, що значно полегшує розуміння складних технічних концепцій.На основі проведеного аналізу та отриманих результатів автори статті обґрунтовують стратегічну важливість подальшого впровадження розробок вивчення електроприводів у навчальний процес. Особлива увага повинна бути приділена створенню методичних рекомендацій та навчальних матеріалів для малих, але практично значущих проєктів, що виконуються із застосуванням платформи Arduino. Такий підхід допоможе майбутнім педагогам технологічної освіти набути необхідного практичного досвіду, глибоко зрозуміти принципи роботи сучасних робототехнічних систем та розвинути навички, необхідні для успішної професійної діяльності в умовах стрімкого розвитку технологій.
Посилання
Кононенко С. О., Соменко Д. В. Вивчення та дослідження студентами закладів вищої освіти робототехнічних систем з дистанційним керування. Наукові записки. Серія: Проблеми природничо-математичної, технологічної та професійної освіти. 2024. (2). С. 83–89. https://doi.org/10.32782/cusu-pmtp-2024-2-9
Cano S. A methodological approach to the teaching STEM skills in Latin America through educational robotics for school teachers. Electronics. 2022. 11(3), 395. https://doi.org/10.3390/electronics 11030395
Evripidou S., Doitsidis L., Tsinarakis G., Zinonos Z., Chatzichristofis S. A. Selecting a robotic platform for education. In 2022 IEEE International conference on consumer electronics (ICCE). 2022. (pp. 1–6). IEEE. https://doi.org/10.1109/ICCE53296.2022.9730568
Gunes H., Kucuk S. A systematic review of educational robotics studies for the period 2010–2021. Review of education. 2022. 10(3), e3381. https://doi.org/10.1002/rev3.3381
Mohammed Ali, H., Hashim Y., A AL-Sakkal G. Design and implementation of Arduino based robotic arm. International Journal of Electrical and Computer Engineering. 2022. 12(2), 1411–1411. DOI: 10.11591/ijece.v12i2.pp1411-1418.
Novák M., Pech J., Kalová J. An arduino-based robot with a sensor as an educational project. In Robotics in Education: RiE 2021 12 (pp. 64–71). Springer International Publishing. 2022. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-82544-7_7 (дата звернення 15.02.2025)
Sáenz Zamarrón D., Arana de las Casas N. I., García Grajeda E., Alatorre Ávila J. F., Naciff Arroyo J. U. Educational robot arm development. Computación y Sistemas. 2020. 24(4), 1387–1401. https:// doi.org/10.13053/cys-24-4-3165
Siciliano B., Khatib O. Robotics and the handbook. In Springer Handbook of Robotics (pp. 1–6). Cham: Springer International Publishing. 2016. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-32552-1_1 (дата звернення 15.02.2025)
Tzafestas S.G. Introduction to Mobile Robot Control. Elsevier. 2018. URL: https://books. google.com.ua/books?hl=ru&lr=&id=gmYALDVqlLUC&oi=fnd&pg=PP1&dq=Introduction+to+-Mobile+Robot+Control&ots=56DJlm1ger&sig=CLfg5pE7ek1pzKO6jMdFACPLSP4&redir_esc=y#v=onepage&q=Introduction%20to%20Mobile%20Robot%20Control&f=false (дата звернення 15.02.2025)
Zajc L. Č., Rezelj A., Skočaj D. Low-cost open-source robotic platform for education. IEEE Transac- tions on Learning Technologies. 2022. 16(1), 18–25. https://doi.org/10.1109/TLT.2022.3224227