![]() | Кафедра радіотехнічних систем |
1.1. Опис навчальної дисципліни
Навчальна дисципліна складається з двох розділів:
1.2. Мета навчальної дисципліни
Метою навчальної дисципліни є підготовка фахівця, який має базові компетенції з побудови системи обміну даними та формування сигналів керування виконавчими механізмами з використанням мікрокомп’ютерів.
Метою навчальної дисципліни є формування у студентів компетентностей:
1.3. Предмет вивчення дисципліни
Предмет навчальної дисципліни – сукупність апаратних та програмних рішень для збирання, збереження, оброблення та аналізу даних з сенсорів різного типу для технологій радіокерування.
1.4. Програмні результати навчання
Перелік дисциплін або знань та умінь, |
Перелік дисциплін, |
Дисципліна вивчається на основі предметів цифрових технологій та програмування: «Інформатика», «Цифрове оброблення сигналів», «Схемотехніка» |
|
Розділ 1. Основи роботи та налагодження операційної системи мікрокомп’ютера на ядрі Linux
Тема 1. Основні команди для ОС на ядрі Linux.
Тема 2. Мережеві налаштування мікрокомп’ютера Raspberry Pi.
Тема 3. Використання GPIO для взаємодії мікрокомп’ютера з зовнішніми пристроями.
Розділ 2. Використання мови програмування Python на мікрокомп’ютері
Тема 4. Основні елементи мови Python.
Тема 5. Розробка програмного забезпечення для отримання даних з сенсорів.
Тема 6. Розробка програмного забезпечення для формування сигналів керування.
Базова література:
Додаткова література:
Інформаційні ресурси Інтернету:
Лекції
Розділ 1. Основи роботи та налагодження операційної системи мікрокомп’ютера на ядрі Linux
Лекція 1. Основні команди для ОС на ядрі Linux
Зміст лекції:
Лекція 2. Мережеві налаштування мікрокомп’ютера Raspberry Pi
Зміст лекції:
Лекція 3. Робота з зображеннями та формування відео потоку
Зміст лекції:
Лекція 4. Використання GPIO для взаємодії мікрокомп’ютера з зовнішніми пристроями
Зміст лекції:
Розділ 2. Використання мови сценаріїв Python на мікрокомп’ютері
Лекція 5. Основні елементи мови Python
Зміст лекції:
Лекція 6. Керування цифровими виводами мікрокомп’ютера
Зміст лекції:
Лекція 7. Введення та первинне оброблення даних з сенсорів
Зміст лекції:
Лекція 8. Методи формування широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), керування різними типами двигунів
Зміст лекції:
Лекція 9. Створення графічного інтерфейсу користувача
Зміст лекції:
Лабораторні роботи
Розділ 1. Основи роботи та налагодження операційної системи мікрокомп’ютера на ядрі Linux
Лабораторна робота 1. Налаштування підключення мікрокомп’ютера Raspberry Pi до мережі
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 2 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Організація віддаленого доступу з Інтернету до мікрокомп’ютера. Налаштування підключення Rasberry Pi до однієї, або кількох мереж Wi-Fi.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-raspberry/68-configuring-the-connection-to-the-raspberry-pi-session-3
Розділ 2. Використання мови програмування Python на мікрокомп’ютері
Лабораторна робота 2. Використання цифрових входів/виходів мікрокомп’ютера
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 6 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Виконання прикладів в Python для реалізації умовних операторів та циклів. Керування цифровими виводами. Керування світлодіодом з Raspberry Pi на монтажній платі за допомогою мови Python.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-python/82-conditional-operators-and-loops-in-python-session-3
Лабораторна робота 3. Використання функцій Python для задач керування
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 7 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Збирання схеми на монтажній платі для керування трьома світлодіодами. Написання коду з використанням функцій для керування світлодіодами. Дослідження використання глобальних змінних і констант.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-python/83-functions-in-python-session-4
Лабораторна робота 4. Налаштування модуля камери Raspberry Pi
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 3 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Підключення камери. Використання raspistill. Отримання фото для різних параметрів зйомки. Написання Bash-сценарій для автоматизації звереження фотографій. Використання команди raspivid для збереження відеопотоку. Використання Time-lapse для отримання відеоряду з окремих кадрів.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-raspberry/71-master-camera-for-raspberry-pi-session-6
Лабораторна робота 5. Інтерфейс на Python для роботи з модулем камери Raspberry Pi
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 7 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Організація попереднього перегляду результатів, налаштування фотозйомки та запису відео. Сповільнена відеозйомка, додавання ефектів.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-python/90-python-raspberry-pi-11
Лабораторна робота 6. Використання класів Python для керування двома двигунами за допомогою Raspberry Pi
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 8 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Керування двома двигунами постійного струму. Використання в програмному коді класів Python. Зв’язування елементів управління з обробниками подій.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-python/86-classes-in-python-and-control-two-motors-with-raspberry-pi-session-8
Лабораторна робота 7. Керування кроковим двигуном за допомогою сценарію Python
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 8 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Переваги та недоліки Крокового двигуна в порівнянні з сервоприводом. Код для формування сигналів керування кроковим двигуном для різної величини кроків. Дослідження впливу величини затримки, для отримання максимальної швидкості обертання двигуна.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-python/89-control-a-stepper-motor-using-python-session-10
Лабораторна робота 8. Реалізація синхронізації часу з використанням плати розширення ARPI600
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 9 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Інсталяція бібліотек, необхідних для спільної роботи RPi та плати розширення. Реалізація синхронізації часу з використанням протоколу I2C.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-python/112-getting-started-with-arpi600-classes-17
Лабораторна робота 9. Розширення функцій керування Raspberry Pi за допомогою плати PIONEER600
Теоретична частина
Використовується матеріал Лекції 9 та ресурсу Інтернет для СРС.
Практична частина під час роботи в аудиторії
Підключення та попередні налаштування плати розширення. Реалізація прикладів керування периферійними пристроями та отриманням даних з сенсорів. Робота з OLED-дисплеєм.
Оформлення протоколу і його збереження у відповідній папці завдання на платформі Moodle.
Завдання для самостійної роботи
Завдання та контрольні питання для самоперевірки викладені на інформаційному
ресурсі Інтернету для СРС: https://mikrotik.kpi.ua/index.php/courses-list/category-python/113-study-pioneer600-expansion-card-lessons-18-19
До самостійної роботи студентів включається підготовка до аудиторних занять шляхом опанування матеріалів лекцій, вивчення базової, додаткової літератури, виконання лабораторних робіт.
Розділ 1. Основи роботи та налагодження операційної системи мікрокомп’ютера на ядрі Linux
Розділ 1. Основи роботи та налагодження операційної системи мікрокомп’ютера на ядрі Linux
Тема 1. Основні команди для ОС на ядрі Linux
Тема 2. Мережеві налаштування мікрокомп’ютера Raspberry Pi
СРС до Лабораторної роботи 1.
Тема 3. Використання GPIO для взаємодії мікрокомп’ютера з зовнішніми пристроями
Розділ 2. Використання мови програмування Python на мікрокомп’ютері Raspberry Pi
Тема 4. Основні елементи мови Python
СРС до Лабораторних робіт 2-4.
Тема 5. Розробка програмного забезпечення для отримання даних з сенсорів
СРС до Лабораторних робіт 5-7.
Тема 6. Розробка програмного забезпечення для формування сигналів керування
СРС до Лабораторних робіт 8-9.
Підготовка до заліку.
Лекції проводяться з використанням наочних засобів представлення матеріалу та з використанням методичних матеріалів, доступ до яких наявний у здобувачів вищої освіти. Студенти отримують всі матеріали через навчальну платформу Moodle, e-mail, кампус чи telegram-групу.
Здобувачі вищої освіти залучаються до обговорення лекційного матеріалу та задають питання, щодо його сутності.
При виконанні лабораторних робіт застосовуються форми індивідуальної та колективної роботи (командна робота, парна робота) для реалізації завдань викладача на набуття навичок самостійної практичної роботи.
Під час вивчення курсу застосовуються стратегії активного і колективного навчання, які визначаються наступними методами і технологіями:
7.2. Правила відвідування занять
Заняття можуть проводитись в навчальних аудиторіях згідно розкладу. Також заняття можуть проводитись дистанційно в асинхронному режимі з використанням навчальної платформи Moodle з однозначною ідентифікацією здобувача вищої освіти. Проведення занять онлайн повинне бути передбачене відповідним наказом по КПІ ім. Ігоря Сікорського.
За наявності поважних причин здобувач вищої освіти повинен завчасно (за 1 день) повідомити викладача про причини можливого пропуску контрольного заходу. Всі контрольні заходи (тести) в дистанційному режимі проводяться синхронно (одночасно для всіх студентів).
Якщо завчасно повідомити не вдалось, здобувач вищої освіти протягом одного тижня має зв'язатись з викладачем для погодження форми і порядку усунення заборгованості.
Якщо аудиторне заняття випадає на неробочий день (святковий, пам'ятний тощо), то матеріал такого заняття частково переходить в категорію «Самостійна робота здобувачів вищої освіти», а частково додається до наступного заняття.
7.3. Правила призначення заохочувальних та штрафних балів
Заохочувальні бали:
+10 балів – студенту автору статті (доповіді на конференції) за тематикою курсу (тільки за умови подання комплекту матеріалів).
Сума всіх заохочувальних балів не може перевищувати 10 балів.
Штрафні бали:
-1 бал за затримку завантаження протоколу ЛР (понад 3 дні) та відсутність без поважних причин на лабораторній роботі.
8. Політика університету
8.1. Політика щодо академічної доброчесності
Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code
Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code
Вид контролю |
Спосіб контролю |
---|---|
Поточний контроль |
Частина 1. Перевірка підготовки до лабораторних робіт (експрес-опитування, тестування) Частина 2. Перевірка виконання лабораторних робіт (протоколів) відповідно до розкладу занять, модульні контрольні роботи |
Календарний контроль |
Проводиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу |
Семестровий контроль |
Залік |
Кількість балів | Оцінка |
---|---|
100-95 | Відмінно |
94-85 | Дуже добре |
84-75 | Добре |
74-65 | Задовільно |
64-60 | Достатньо |
Менше 60 | Незадовільно |
Не виконані умови допуску | Не допущено |
Перелік питань для підготовки до заліку
-
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Могильний С. Б.;
Ухвалено кафедрою РТС (протокол № від )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № ______ від ______)