Конструктор программируемых моделей инженерных систем. Экспертный набор (Образовательный набор по механике, мехатронике и робототехнике)

Образовательный набор электронике, электромеханике и микропроцессорной технике «Конструктор программируемых моделей инженерных систем. Расширенный набор" предназначен для проведения учебных занятий по электронике и схемотехнике с целью изучения наиболее распространенной элементной базы, применяемой для инженерно-технического творчества учащихся и разработки учебных моделей роботов. Набор позволяет проведение учебных занятий по изучению основ мехатроники и робототехники, практического применения  базовых элементов электроники и схемотехники, а также наиболее распространенной элементной базы и основных технических решений, применяемых при проектировании и прототипировании различных инженерных, кибернетических и встраиваемых систем.

Данный образовательный комплект "Конструктор программируемых моделей инженерных систем. Расширенный" предназначен для разработки программируемых моделей на основе многофункционального контроллера типа «Arduino», совместимого с периферийными устройствами и модулями расширения Arduino Mega2560, а также адаптированного для разработки мехатронных систем с большим числом приводов, мобильных и манипуляционных роботов, оснащенных системой технического зрения.

В состав комплекта входит набор электронных компонентов для изучения основ электроники и схемотехники,  комплект приводов и датчиков различного типа для разработки робототехнических комплексов, а так же модуль технического зрения для распознавания заранее заданных графических объектов. Комплектующие и устройства набора обладают конструктивной, электрической, аппаратной и программной совместимостью друг с другом. 

В состав комплекта входит:

• Комплект металлических конструктивных элементов для сборки макета мобильного робота, 1 шт
  
• Комплект конструктивных элементов из металла для сборки макета манипуляционного робота, 1 шт
  
• Сервопривод большой, 4 шт
  Сервопривод, представляющий собой единый электромеханический модуль, включающий в себя привод на базе двигателя постоянного тока, понижающий редуктор. Напряжение питания: 6 В
  
• Сервопривод малый, 2 шт
  Сервопривод, представляющий собой единый электромеханический модуль, включающий в себя привод на базе двигателя постоянного тока, понижающий редуктор. Напряжение питания привода:  6 В.
• Привод постоянного тока, 2 шт.
  Привод, представляющий собой, электромеханический модуль, включающий в себя привод на базе двигателя постоянного тока, понижающий редуктор. Напряжение питания привода: 6 В.
• Фотоэлектрический модуль для измерения числа оборотов вращения вала, 2 шт
  Напряжение питания: 5 В. В состав входит кодировочный диск с прорезями - 1 шт.
  
• Шаговый привод, 2 шт
  Электромеханический модуль, включающий в себя привод на базе двигателя постоянного тока, понижающий редуктор. Технические характеристики привода: Напряжение питания - 6 В.
  
• Модуль для создания дополнительной точки опоры в собираемых конструкциях. Тип 1, 1 шт
  Высота модуля в сборе - 26 мм. Диаметр шара модуля - 14 мм.
  
• Аккумуляторная батарея, 1 шт
  Номинальное значение выходного напряжения - 7,2 В. Емкость - 1400 мА*ч.
  
• Зарядное устройство аккумуляторных батарей, 1 шт
  Максимальный ток заряда - 0,2 А. Номинальное напряжение заряжаемых аккумуляторов - 7,2 В. Входное напряжение - 220 В.
  
• Блок питания, 1 шт
  Выходной ток - 2 А. Выходное напряжение - 12 В.
  
• Плата для беспаечного прототипирования, 1 шт
  Общее количество контактов - 830 шт. Кол-во контактов питания - 200 шт. Кол-во контактов для монтажа - 630 шт. Диаметр контакта - 0,8 мм. Шаг точек - 2,54 мм. Габариты (ДхШхВ) - 165х55х10 мм.
  
• Набор проводов тип "Папа-Папа", 1 шт
  
• Набор проводов тип "Папа-Мама", 1 шт
  
• Набор проводов тип "Мама-Мама", 1 шт
  
• Набор 3х проводных шлейфов "Папа-Мама", 1 шт
  
• Набор проводов для макетирования, 1 шт
  Общее количество проводов для макетирования - 56 шт.
• Комплект светодиодов, 1 шт
  Количество различных оттенков - 5 шт. Кол-во модулей в наборе - 100 шт. Напряжение питания - 5В.
• Комплект резисторов, 1 шт
  Количество различных номиналов сопротивления - 30 шт. Общее кол-во элементов в наборе - 600 шт.
• Звуковой излучатель, 1 шт
• Датчик освещенности, 1 шт
• Датчик температуры, 1 шт
• Инфракрасный датчик, 3 шт
• Тактовая кнопка, 5 шт
• Потенциометр, 3 шт
• Семисегментный индикатор, 1 шт
  Количество разрядов - 1 шт. Напряжение питания - 5 шт.
• Жидкокристаллический дисплей, 1 шт
  Напряжение питания - 5 В.
  
• Датчик расстояния УЗ-типа, 3 шт
  Нижняя граница диапазона измеряемой дальности - 0,02 м. Верхняя граница диапазона измеряемой дальности - 4 м. Напряжение питания - 5 В.
• Модуль беспроводного управления по ИК-каналу, 1 шт
• Модуль приемника, 1 шт
• Модуль пульта управления со встроенным передатчиком, 1 шт
  Количество кнопок управления - 12 шт.
• Внешний модуль беспроводной передачи данных по технологии Bluetooth, 1 шт
  Версия Bluetooth - 2.0. Имеется интерфейс передачи данных UART. Напряжение питания - 5 В.
• Мультидатчик для измерения температуры и влажности окружающей среды, 1 шт
  Интерфейсный разъем типа RJ14 - 1 шт. Интерфейс 1-wire TTL - 1 шт. Штыревой интерфейсный разъем - 1 шт. Количество линий штыревого интерфейсного разъема - 6 шт. Наличие цифровых и аналоговых портов. Встроенный вычислительный микроконтроллер - 1 шт. Тактовая частота микроконтроллера - 16 МГц. Объем памяти, доступной по шине данных микроконтроллера - 8 Кбайт. Минимально допустимый уровень напряжения питания - 5 В. Максимально допустимый уровень напряжения питания - 12 В. Размеры (ДхШ) - 40х26 мм.
• Робототехнический контроллер, 1 шт
  Робототехнический контроллер, представляющий собой модульное устройство на основе программируемого контроллера.  Робототехнический контроллер обеспечивает возможность осуществлять разработку программного кода, используя инструментарий сред разработки Arduino IDE и Mongoose OS и языков программирования C\C++, JavaScript. Размеры (ДхШ) - 80х130 мм.
  Технические характеристики программируемого контроллера:
  Нижняя граница диапазона питания внешней аккумуляторной батареи - 6,8 В, верхняя граница диапазона питания внешней аккумуляторной батареи - 12 В. Порты для подключения внешних цифровых и аналоговых устройств - 50 шт; Интерфейс USB - 2 шт; Тумблер для коммутирования подачи электропитания - 1 шт; Интерфейс USART - 3 шт; Интерфейс I2C  - 1 шт; интерфейс SPI - 1 шт; Интерфейс типа 1-wire TTL - 1 шт; Интерфейс Ethernet - 1 шт; Интерфейс Wi-Fi  - 1 шт; Интерфейс Bluetooth - 1 шт; интерфейс внутрисхемного программирования ISP - 2 шт; Программируемая кнопка - 6 шт; Программируемый светодиод  - 7 шт. Электромеханические модули для организации системы ручного управления - 6 шт.
• Модуль технического зрения, представляющий собой вычислительное устройство со встроенным микропроцессором, интегрированной телекамерой и оптической системой, 1 шт.
  Модуль технического зрения  представляет собой вычислительное устройство со встроенным микропроцессором, обеспечивающее выполнение всех измерений и вычислений посредством собственных вычислительных возможностей встроенного микропроцессора, а также возможность разработки и установки пользовательского программного обеспечения, использующего аппаратные вычислительные ресурсы микропроцессора, память, видео данные и интерфейсы модуля средствами встроенной в него операционной системы Linux.
  
  
  Имеется возможность коммуникации с аналогичными модулями посредством шины на базе последовательного интерфейса с целью дальнейшей передачи результатов измерений группы модулей на управляющее вычислительное устройство, подключенное к данной шине. Встроенное программное обеспечение, позволяет осуществлять настройку модуля технического зрения - настройку экспозиции, баланса белого, HSV составляющих, площади обнаруживаемой области изображения, округлости обнаруживаемой области изображения, положение обнаруживаемых областей относительно друг друга, машинное обучение параметров нейронных сетей для обнаружения объектов, форму и закодированные значения обнаруживаемых маркеров типа Aruco, размеры обнаруживаемых окружностей, квадратов и треугольников, параметров контрастности, размеров, кривизны и положения распознаваемых линий.
  Размеры модуля (ДхШхВ) - 56х41х33 мм. Имеется беспроводной интерфейс Wi-Fi для настройки модуля, передачи видео потока и данных об обнаруженных объектах со стационарных и мобильных устройств (смартфона, планшета), подключения модуля к сети Интернет. Интерфейс Bluetooth для обмена данными с модулем с мобильных устройств - версия 4.0. Интерфейс USB для настройки модуля, передачи видео потока и обмена данными - 1 шт. Интерфейс MicroSD для подключения внешнего запоминающего устройства - 1 шт.
  Кол-во ядер процессора - 4 шт. Оперативная память - 512 МБайт. Встроенное запоминающее устройство - 8 Гигабайт. Частота получения и передачи видео потока между программным обеспечением, исполняемым на модуле, при разрешении 2592x1944 - 15 кадров/с. Частота получения и передачи видео потока между программным обеспечением, исполняемым на модуле, при разрешении 1280x960 - 30 кадров/с. Частота передачи видео потока по интерфейсу USB при разрешении 640х480 - 30 кадров/с. Частота передачи видео потока по интерфейсу Wi-Fi при разрешении 640х480 - 15 кадров/с.  Максимальное разрешение видеопотока, передаваемого по интерфейсу USB - 2592х1944 пикселей. Кол-во градаций цветовой палитры - 65536 шт. Кол-во различных объектов , обнаруживаемых одновременно в секторе обзора модуля - 10 шт.
  Порт питания +12В - 1 шт. Порт питания +5В - 2 шт. Порт типа GND «земля» - 6 шт. Интерфейс UART для отладки встроенной операционной системы и разрабатываемого программного обеспечения - 1 шт. Интерфейс UART для обмена данными с настраиваемым напряжением как 3.3В так и 5В - 1 шт. Интерфейс I2C - 1 шт. Интерфейс SPI, позволяющий выполнять обмен данными с напряжением как 3.3В так и 5В - 1 шт. Интерфейс I2S  - 1 шт. Интерфейс USB ведущий (хост) для подключения периферийных устройств через штыревой соединитель с шагом 2.54 мм - 1 шт. Интерфейс Ethernet для подключения периферийных устройств через штыревой соединитель с шагом 2.54 мм - 1 шт. Коммуникационный интерфейс типа 1-wire TTL для связи по последовательной шине - 1 шт.
• Универсальный вычислительный модуль, 1 шт.
  Универсальный вычислительный модуль представляет собой микропроцессорное устройство, предназначенное для управления устройствами, входящими в состав образовательного робототехнического комплекта. Интерфейс 1-wire TTL для подключения по последовательному интерфейсу - 1 шт. Размеры (ДхШ) - 40х40 мм. Нижняя граница диапазона допустимого напряжения питания - 5 В. Верхняя граница диапазона допустимого напряжения питания - 12 В. Объем Flash памяти - 256 Кб. Тактовая частота процессора - 16 МГц. Интерфейс USB - 2 шт. Кол-во цифровых портов «Ввода-Вывода» - 12 шт. Кол-во аналоговых портов - 16 шт. Интерфейсы UART (1 шт), I2C (1 шт), SPI (1 шт). Линия питания «+12В» - 1 шт. Линия питания «+5В» - 1 шт. Линия питания «+3,3В» - 1 шт. Линия питания «Земля» - 1 шт. Светодиодный индикатор  - 1 шт. Имеются беспроводной интерфейс WiFi и беспроводной интерфейс Bluetooth. Переключатель - 1 шт. Кнопка - 3 шт.
• Плата расширения универсального вычислительного модуля. Тип 1, 1 шт.
  Плата расширения должна обеспечивать возможность подключения универсального вычислительного модуля к сети посредством интерфейса Ethernet. Размеры (ДхШ), 40х40 мм. Напряжение питания, 5 В. Кол-во портов «Ввода-Вывода», 40 шт. Интерфейс Ethernet, 1 шт. Интерфейс SPI, 1 шт. Интерфейс подключения карты microSD, 1 шт. Светодиодный индикатор - 4 шт. Кнопка - 1 шт.
• Плата расширения универсального вычислительного модуля. Тип 2, 1 шт.
  Плата расширения для подключения силовой нагрузки должна обеспечивать возможность прямого подключения внешней силовой нагрузки, а также регулируемой нагрузки посредством PWM интерфейса. Размеры (ДхШ) - 40х40 мм.  Нижняя граница диапазона допустимого напряжения питания - 5 В. Верхняя граница диапазона допустимого напряжения питания - 12 В. Количество линий ввода-вывода - 40 шт. Количество силовых выводов с PMW управлением - 4 шт. Количество выводов для коммутации силовой нагрузки с прямым управлением - 4 шт. Коммутируемая нагрузка на выводах с прямым управлением - 3,2 А. Количество интерфейсов для коммутации внутреннего напряжения питания - 2 шт. Индикаторы - 8 шт.
• Комплект пневматического захвата, 1 шт.
  Тип захвата - вакуумная присоска. Состав: вакуумная присоска (1 шт), Электромагнитный клапан (1 шт), Воздушный насос (1 шт) и Виниловая трубка (1 шт, длиной 1 м). Напряжение питания - 5 В.
• Учебное пособие, 1 шт.
  В состав набора входит пособие по изучению основ электроники и схемотехники, решений в сфере "Интернет вещей", разработки и прототипированию моделей роботов.
• Учебное пособие, 1 шт
  В состав набора входит пособие по изучению основ разработки систем технического зрения и элементов искусственного интеллекта.

Набор обеспечивает возможность разработки модели мобильного робота, управляемого посредством программного обеспечения для персонального компьютера и мобильных устройств на базе ОС Android, IOS, обеспечивающего возможность управления мобильным роботом и встроенным манипулятором посредством графического интерфейса, включающим в себя набор кнопок и переключателей, джойстик, область для отображения видео.

Набор обеспечивает возможность изучения основ электроники и схемотехники, разработки и прототипированию моделей роботов, разработки программных и аппаратных комплексов инженерных систем, решений в сфере "Интернет вещей", а также решений в области робототехники, искусственного интеллекта и машинного обучения.

В состав комплекта также входит набор библиотек трехмерных моделей, предназначенных для проектирования в CAD-системах и прототипирования с применением аддитивных технологий. Набор может применяться для практического изучения современных технологий в рамках соответствующих курсов в школе и детских технопарках.