תכנית הלימודים החדשה

הערה

יש להתיחס אל תכנית זו לא כאל תכנית לימודים מסודרת ומאוזנת אלא כאל רשימה ראשונית של נושאים שאפשר ללמדם דרך הרובוטיקה.

 

תיאוריה: 60 שעות, 2 ש"ש במשך שנתיים (בכתות י"א וי"ב)

מעבדה:  60 שעות, 2 ש"ש במשך שנתיים. במסגרת המעבדה ייבנו פרוייקטים מעשיים

ברובוטיקה.

התלמידים יגישו בכתה י"ב עבודת גמר קבוצתית בנושא בניית רובוט. קבוצה תכיל 4 עד 5 תלמידים.

כיסוי השעות:

          1.       על חשבון שעות ההתנסות במקצוע המוחלף על ידי עבודת הגמר.

                    "אלקטרוניקה ומחשבים": 1 ש"ש ב-י"א, 3 ש"ש ב-י"ב.

          2.       "מעבדת פיתוח" - 3 ש"ש ב-י"א.

          3.       "סדנה לחשמל-אלקטרוניקה" ו-"יסודות הסרטוט הטכני" - 5 ש"ש ב-י\'.

 

 

אפשרויות המימוש:

א.       בהתמחות "מערכות אלקטרוניות". עבודת הגמר תהיה על חשבון מבחן הבגרות

במקצועות "מיקרומחשבים ואלקטרוניקה תקבילית". החומר ב"אלקטרוניקה ספרתית ומערכות אלקטרוניות" יילמד וייבחן כרגיל.

ב.       בהתמחות "מיחשוב ובקרה". עבודת הגמר תהיה על חשבון חלק ג\' (ספרתית,

מערכות בקרה וטכניקות בקרה)

 

לבתי ספר וותיקים שההתמחות "מערכות אלקטרוניות" קיימת אצלם - מומלצת אפשרות א\'.

לבתי ספר שההתמחות לא קיימת אצלם - מומלצת אפשרות ב\'.

 

1.       מנועים - 6 ש\'

                   DC. תכונות המנוע. קריאה מודרכת של דפי נתונים והשוואות.

                   פסיעה. מבנה, זוית הפסיעה. דפי נתונים.

מנגנוני תמסורת להחלפת הילוך :מהירות סיבוב וכח (מומנט). הקשר ביניהם.

זיהוי מקום הציר וזוית המנוע: שימוש במקודדים, שימוש באות מוצא

דו-פזי.

                   המומנט, ההחלקה והמהירות.

 

2.       אלקטרוניקה - מעגלי הנעה ושליטה. - 6 ש\'

                   הנעת מנוע DC, שליטה בכוון ובמהירות.

                             שימוש בטרזיסטור לעומת שימוש בFET-. הגנה מפני מתחים

הפוכים. מעגלים עם מקור מתח אחד, עם שני מקורות.

דוגמאות משני הסוגים, דוגמאות עם ערוץ N, ערוץ P, עם

NPN, עם PNP.

                   הנעת מנוע פסיעה

 

3.       חיישנים  - 4 ש\'

                   אור (דיודות פוטו, טרנזיסטורים פוטו אלקטריים, נגדים רגישים לאור)

RF

חום (טרמיסטורים, מקדם חום שלילי וחיובי)

                   קול, הפעלת מסנן (רגישות לצפצפה מסויימת)

                   שדה מגנטי (רכיבי תופעת הול)

                   מדידת מרחק

                             ע"י שידור-קליטה של אור

                             ע"י ש/ק של קול

                   מדידת קירבה

הפעלת מתג קירבה אוטומטי

                  

5.       משוב ובקרה, מערכות משוב ובקרה - 5 ש\'

                   דוגמאות למערכת עם משוב בהנעת הרובוט.

                   בקרת מהירות המנוע. שימוש במשוב לבקרת המהירות.

          בקרה

          מערכות בקרה בחוג סגור

          תגובת מצב מתמיד ותגובה דינמית

          יציבות מערכות בקרה

          בקרה בחוג פתוח

          יישום המיקרומעבד למטרות בקרה

 

6.       שיטות כיבוי אפשריות - יילמדו במסגרת המעבדה

          מאוורר.

                   מים.

          גז.

 

7.       בניית הרובוט - 3 ש\'

רובוט "זרוע" תעשייתי (מישורי הנעה - "דרגות חופש")

זרועות ותפסנים

שיקןלי גודל/משקל

רובוט נע, תיכנון הרובוט למשימות שונות, רובוט של משימה אחת (נקוי בריכה, קיצוץ דשא, ניקוי בית)

 

8.       הצגת מידע על הרובוט - 4 ש\'

לדים: סוגי לדים, צבעים ותכונות, לדים של שני צבעים

 הצגת  7-seg,  מפענחים לתצוגה

הפעלת זמזמן (Buzzer)

                    רכיבי סינטיזת דיבור. שיטת הפונימות.

 

9.       מגברים  (כל המעגלים עם דוגמאות של חיישנים) - 4 ש\'

הגברת אותות של חיישנים

                   מגברי שרת

                   מגברי מיכשור

 

10.     המרת אותות: - 4 ש\'

          הצורך בהמרה, דוגמאות מעשיות, שיטות המרה, יתרונותיהן, חסרונותיהן

                   A/D

                        D/A

                   V/F

                        F/V

 

11.     מצברים - 2 ש\'

תכונות, טעינה, פריקה

                   עופרת-חומצה

ניקל קדמיום

ניקל-מתכת

 

12.     הספקת מתח - 4 ש\'

          מייצבים. הגבלות זרם.

          פיזור הספק.

          פיזור חום.

          הורדת מתח DC, מייצבים ממותגים בעלי נצילות גבוהה (כמו LM2595).

          הבטחת קווי ההספקה מהפרעות המנועים.

 

13.     הבטחת זרם: דוגמאות תיכנון - 2 ש\'

          נתיכים.

          נתיכים איטיים.

          נתיכים מהירים.

 

14.     חומרת המחשב - 4 ש\'

          השוואות בין מעבדים ותכונותיהם (8051, 68HC11, PIC).

                   השימוש בEPROM-, השימוש בEEROM-.

                   איתור תקלות חומרה, בדיקת לוח המעבד.

 

 

16.     תקשורת בתקן RS-232   2 ש\'

          אפשרויות למימוש בחומרה

          אפשרויות למימוש תוכנה

 

17.     מעבדה ואיתור תקלות - 5 ש\'

          כללי בטיחות

          כלי חיתוך וכיצד הם עובדים

                   (מקדחים, משורים, משור אנכי, מנקב חורים, כלי שיוף)

          שיטות הלחמה

          הלחמת הלוחות האלקטרוניים

          בניית בסיס הרובוט וגוף הרובוט

          בניית זרוע הרובוט והתפסן

          המיכשור לאיתור תקלות:

                   בחון לוגי.

                   רב מודד.

                   סקופ תקבילי או ספרתי (להתייחס רק אל תכונות סקופים ניידים קטנים)

          בדיקות אפשריות ברובוט:

                   בדיקת זרם הספק.

                   בדיקת צריכת זרם במנוע.

                   בדיקות אותות מוצא.

                   בדיקות אותות מבוא.

                   בדיקות הפעלת תוכנה.

                   הפעלה עם הגבלת זרם

 

18.     תוכנה: - יילמד במקצוע "מיקרו-מעבדים" או במעבדה

          הנחיות לכתיבה מסודרת (תת-שגרות, הערות, הסברים בגוף התכנית)

          בניית תכנית בצורה נכונה (שגרות ייעודיות הניתנות להרצה ולבדיקה בנפרד)

 

 

20.     מימוש ועבודה מעשית    5  ש\'

          מימוש פונקציות הרובוט ובניית "שפה עילית"

          קלט-פלט

          פסיקות

          רובוט העוקב אחרי מסלול שמצוייר על המסך

          שיגרות למצב עצירה

          התגברות על מיכשול

 

 

 

 

רובוטיקה - סוף תכנית