Кейс позволит погрузиться в одно из самых полезных для человека направлений - разработку и создание планера, управляемого с помощью радиоаппаратуры, а так же определяющего свое положение относительно оси координат с помощью ИК-дальномеров.
О чем кейс?
Кейс будет полезен обучающимся и наставникам образовательных организаций, технологических кружков для погружения в повестку НТИ с наиболее интересной стороны - путем выполнения практического задания, имеющего значимость и доступность для широкой аудитории. Кейс может быть использован для проведении "Дней НТО", "Уроков НТО", хакатонов и занятий по подготовке школьников к НТО.
Кому будет полезен кейс?
  • Что такое НТИ?
    НТИ расшифровывается как «Национальная технологическая инициатива». И это большая программа нашего государства. Она создана для того, чтобы наша страна развивала передовые технологии. Какие? Например, большие данные, создание беспилотного транспорта, умные гаджеты и города, виртуальная и дополненная реальность, искусственный интеллект и многое-многое другое
  • Что такое НТО?
    И уже сегодня школьники могут стать частью передовых технологий. Дело в том, что для будущих профессионалов Национальной технологической инициативы была создана Национальная технологическая олимпиада (НТО). Школьники погружаются в современные технологии путем выполнения интересных практических заданий и соревнуясь со своими сверстниками. А еще они получают бонусы и призы.
Структура кейса
  • Подробное описание задания
    Содержит этапы выполнения с иллюстрациями. Практическое задание представлено для 2 уровней участников: стартового и продвинутого.
  • Видео-ролики
    В видео педагог подробно показывает и рассказывает каким образом выполнять задания.
  • Дополнительные материалы
    Они содержат раздаточный материал, который облегчает педагогу проведение занятия.
Данный кейс -
это первый шаг, чтобы попробовать "руками" современные технологии и сделать что-то по-настоящему
стоящее
О рынке (направлении) "AeroNet"
Кейс создан для знакомства с рынком НТИ Аэронет. Этот рынок представляет собой направление, которое связано с производством планеров в России
О рынке (направлении) "AeroNet"
Кейс создан для знакомства с рынком НТИ Аэронет. Этот рынок представляет собой направление, которое связано с производством планеров в России
В ближайшие 10–20 лет благодаря развитию технологий существенно расширится применение беспилотных авиационных и околоземных космических систем, комплексных решений и услуг на их основе. Возникнет новый глобальный сетевой рынок информационных, логистических и иных услуг, предоставляемых флотом беспилотных аппаратов, постоянно находящихся в воздухе и на низких космических орбитах. В рамках НТИ этот рынок получил название Аэронет. Рынками-предшественниками являются рынок авиаработ, выполняемых с применением пилотируемых воздушных судов, и рынок услуг дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), предоставляемых космическими аппаратами.
Перспективы
Компании рынка "AeroNet"
Компания «Аэроб»
Российская инжиниринговая компания, разработчик уникальных беспилотных воздушных судов самолетного типа и систем автоматизированного управления БАС. «Аэроб» — одна из первых компаний, вышедших на рынок с предложением доступных оперативных услуг по аэрофотосъемке и картографии с использованием БВС. Компания является резидентом «Сколково» в кластере «Космос». Разработанная инновационная технология создания систем автоматизированного управления (САУ) БАС позволила решить основные технологические проблемы, сдерживающие развитие рынка применения БАС в гражданском секторе. САУ БАС «Аэроб» обладает уникальными характеристиками: модульность, компактность, безопасность, низкая себестоимость, возможность адаптации к разным видам летательных аппаратов. Своей специализацией руководство избрало развитие новых экономичных технологий аэрофотосъемки, видеосъемки, мониторинга и обработки результатов по стандартам аэрогеодезии.
Перейти на сайт
Развитие беспилотных авиационных и космических систем, а также технологий беспроводной связи приведет к росту распределенных систем безопасности полетов и обмена информацией. Повышение надежности защищенных сетевых коммуникаций обеспечит массовое безопасное использование беспилотных аппаратов, в том числе и в городских условиях..

В данном кейсе мы предлагаем вам погрузиться в тематику разработки данных продуктов и разработать проект планера, работающего на моторном двигателе.

Несмотря на широкое распространение подобных устройств, всегда стоит актуальный вопрос их доработки и индивидуальной персонализации под каждого пользователя.
"AeroNet"
Зачем решать кейс?
Может быть ты думаешь, что все это не для тебя, а может быть для
другой страны или другого
времени? Но это не так!
Эти технологии уже
присутствуют в нашей
жизни здесь
и сейчас!
В рамках решения данного кейса необходимо будет подробно рассмотреть создание легкого планера с мотором. Так же прилагается более усложненная версия с гироскопом.
Цель кейса*
Команда
  • Программист
  • Схемотехник
  • Аэро-инженер
  • Конструктор
  • Дизайнер
Задачи команды
В процессе работы над кейсом вашей команде предстоит решить следующие конкретные задачи:
  • Проведите подробный анализ проблемы
    Ознакомьтесь с принципом работы планера, разберитесь с подключением его электронных составляющих, соберите планер по инструкции
  • Ознакомьтесь со всеми компонентами,
    которые рекомендованы для поиска технического решения кейса (смотреть тут). Узнайте правила работы с ними, их свойства и ограничения. Подумайте, как вы можете использовать эти компоненты, для каких целей. Как вы уже представляете свой продукт?
  • Изучите инструкцию и схему
    Мы подготовили для вас инструкцию и схему, где указано как подключить необходимые компоненты, а также пример кода, который может быть применен для запуска и проверки всех систем. Ознакомьтесь с этой инструкцией, предложите свои варианты работы с компонентами или доработайте и внесите изменения в код для полной оптимизации вашего устройства
  • Проверьте работу получившегося устройства
    Проверьте работу вашего устройства и подготовьте его презентацию в формате лонгрида (одностраничного сайта на Tilda.cc), максимально широко раскрыв вашу идею
Что нужно для работы
Для осуществления технологического решения вопроса и работы над кейсом рекомендуем к использованию:
  • Двигатель DYS
  • Регулятор BL Heli DYS XSD 20А
  • Аккумулятор 4.35 V, 300mAh
  • Arduino
  • Приемник FS IA6B
  • Пульт радиоуправления FS – IA6
  • Кабель USB
  • Лопасти
  • Плитки потолочные
Что нужно для работы
Для осуществления технологического решения вопроса и работы над кейсом рекомендуем к использованию:
  • Двигатель DYS
  • Регулятор BL Heli DYS XSD 20А
  • Аккумулятор 4.35 V, 300mAh
  • Гироскоп GY-VL503L0X
  • Arduino
  • Приемник FS IA6B
  • Пульт радиоуправления FS – IA6
  • Кабель USB
  • Лопасти
  • Плитки потолочные
Собрать планер вы сможете по инструкции, которую вы можете скачать по ссылке
Полезные материалы
Техническое решение содержит этапы работы для стартового и продвинутого уровня. Дополнительные задания для продвинутого уровня отмечены звездочкой
Техническое решение
Стартовый блок
Шаг 1
Для начала рассмотрим что у нас лежит на столе, а именно:
планер (1), двигатель (2), шурупы, регулятор полёта (3), приёмник (4), аккумулятор 4.35 V, 300mAh (5), винт(6), Arduino Nano(7), гироскоп GY-VL503L0X(8)
Шаг 2
Установка двигателя
в носовой части самолета
Перед тем как установить носовую часть планера, через специальное отверстия проведем три провода от бесколлекторного двигателя, а сам двигатель прикрепим на четыре шурупа к носу. Нос самолета приклеим на термоклей к остальному корпусу
Далее припаяем регулятор к двигателю, как показано на фото
Шаг 3
Далее необходимо подключить приёмник к регулятору
От адаптера для аккумулятора идет два провода – плюс и минус. Подключим их к приёмнику, красный провод к средней шине, черный к нижней шине. Нижняя шина отвечает за землю(минус), средняя за питание(плюс), верхняя за сигнал.
Далее подключим соединенные через один провода сигнала и земли в приемник
Шаг 4
Далее следует установить
винт на двигатель
Шаг 5
Рассмотрим пульт управления FS – i6.
Обратим внимание на кнопки
Bind Key и Power
Шаг 6
Зажав кнопку Bind Key второй рукой включим кнопку Power
Предварительно обратите внимание: все рычаги были установлены в крайнее верхнее положение, за исключением левого большого рычага, его следует опустить в крайнее нижнее положение
На экране пульта появится надпись "RX Binding". Установим аккумулятор в адаптер и подождем когда на несколько секунд пульт сообщит нам "RX Binding OK" и откроет главное меню
Продвинутый блок*
Вам понадобится
В дополнение ко всем компонентам, перечисленным в стартовом блоке:
  • __
  • Гироскоп GY-VL503L0X
  • ___
Вам понадобится
В дополнение ко всем компонентам, перечисленным в стартовом блоке:
  • Гироскоп GY-VL503L0X
Шаг 5
Зажав кнопку Bind Key второй рукой включим кнопку Power
  • Установим Arduino Nano на макетную плату
  • Далее подключим гироскоп
    Гироскоп MPU покдлючаем по VCC, GND, SCL и SDA.
    • VCC подключаем к 5 V на Arduino Nano
    • GND к GND на Arduino Nano
    • SDA к A4 на Arduino Nano
    • SCL к A5 на Arduino Nano
  • Приготовим шнур Micro/Mini USB или Type-C для подключения к компьютеру
  • Установим Arduino Nano на макетную плату
  • Далее подключим гироскоп
    Гироскоп MPU покдлючаем по VCC, GND, SCL и SDA.
    • VCC подключаем к 5 V на Arduino Nano
    • GND к GND на Arduino Nano
    • SDA к A4 на Arduino Nano
    • SCL к A5 на Arduino Nano
  • Приготовим шнур Micro/Mini USB или Type-C для подключения к компьютеру
Подключим к компьютеру Arduino Nano и откроем Arduino
Далее нам понадобится установить библиотеку Kalman. Скачать её можно по ссылке.
Установка производится следующим образом: Скетч -> Подключить билиотеку -> Добавить ZIP-библиотеку -> выбираем архив скачанного файла из папки, куда скачали
Далее установим встроенную библиотеку Wire
Затем вставим код:

#include <Wire.h>
#include <Kalman.h>
Kalman kalmanX; 
Kalman kalmanY;
uint8_t IMUAddress = 0x68;
/* IMU Data */
int16_t accX; //Введение переменных для координат аксельрометра
int16_t accY;
int16_t accZ;
int16_t tempRaw;
int16_t gyroX;//Введение переменных для координат гироскопа
int16_t gyroY;
int16_t gyroZ;
double accXangle; // Расчет угла с помощью акселерометра
double accYangle;
double temp;
double gyroXangle = 180; // Расчет угла с помощью гироскопа
double gyroYangle = 180;
double compAngleX = 180; // Вычислить угол с помощью фильтра Калмана
double compAngleY = 180;
double kalAngleX; //Вычислить угол с помощью фильтра Калмана
double kalAngleY;
uint32_t timer;
void setup() {
Wire.begin();
Serial.begin(9600);
i2cWrite(0x6B,0x00); // Отключить спящий режим
kalmanX.setAngle(180); // Установить начальный угол
kalmanY.setAngle(180);
timer = micros();
}
void loop() {
/* Обновить все значения */
uint8_t* data = i2cRead(0x3B,14);
accX = ((data[0] « 8) | data[1]);
accY = ((data[2] « 8) | data[3]);
accZ = ((data[4] « 8) | data[5]);
tempRaw = ((data[6] « 8) | data[7]);
gyroX = ((data[8] « 8) | data[9]);
gyroY = ((data[10] « 8) | data[11]);
gyroZ = ((data[12] « 8) | data[13]);
/* Расчет углов на основе различных датчиков и алгоритмов */
accYangle = (atan2(accX,accZ)+PI)*RAD_TO_DEG;
accXangle = (atan2(accY,accZ)+PI)*RAD_TO_DEG;
double gyroXrate = (double)gyroX/131.0;
double gyroYrate = -((double)gyroY/131.0);
gyroXangle += kalmanX.getRate()*((double)(micros()-timer)/1000000); // Calculate gyro angle using the unbiased rate
gyroYangle += kalmanY.getRate()*((double)(micros()-timer)/1000000);
kalAngleX = kalmanX.getAngle(accXangle, gyroXrate, (double)(micros()-timer)/1000000); // Calculate the angle using a Kalman filter
kalAngleY = kalmanY.getAngle(accYangle, gyroYrate, (double)(micros()-timer)/1000000);
timer = micros();
Serial.println();// вывод данных в монитор порта
Serial.print("X:");
Serial.print(kalAngleX,0);
Serial.print(" ");
Serial.print("Y:");
Serial.print(kalAngleY,0);
Serial.println(" ");
// Максимальная частота дискретизации акселерометра составляет 1 кГц
}
void i2cWrite(uint8_t registerAddress, uint8_t data){
Wire.beginTransmission(IMUAddress);
Wire.write(registerAddress);
Wire.write(data);
Wire.endTransmission(); // Send stop
}
uint8_t* i2cRead(uint8_t registerAddress, uint8_t nbytes) {
uint8_t data[nbytes];
Wire.beginTransmission(IMUAddress);
Wire.write(registerAddress);
Wire.endTransmission(false); // Не выпускайте шину
Wire.requestFrom(IMUAddress, nbytes); //Отправьте повторный запуск, а затем отпустите шину после чтения
for(uint8_t i = 0; i < nbytes; i++)
data [i]= Wire.read();
return data;
}
Нажмем "Проверить",
и как только получим сообщение о её успешном завершении загрузим код в плату с помощью соседней кнопки "Загрузка". Далее нажмём на монитор порта и увидим что гиросокоп начал позиционирование

Посмотрите внимательно обучающий видео-ролик
В нем мы даем пошаговый порядок сборки устройства.
Но мы уверены, что вы сможете сделать лучше)
Представление результатов
Продукт кейса мы рекомендуем
оформить в формате лонгрида
(одностраничного сайта),
который легко можно
создать в конструкторе
сайтов tilda.cc.
Участникам стартового уровня
Для полноты информации мы рекомендуем отразить в лонгриде следующее:
  • Название продукта / устройства
  • Состав команды
    Можно разместить фото команды и кратко рассказать какую роль выполняет каждый участник.
  • Актуальность задачи
    Проблематика продукта. Какие проблемы может решить ваш продукт?
  • Цель и задачи продукта
    В цели должна прослеживаться ценность продукта, желаемый результат его работы. В задачах проекта прописано 3-5 пунктов, которые помогают достичь цели
  • Результат решения кейса
    Данный пункт может содержать фото продукта в итоговом и рабочем состоянии. Приветствуется видео, которое будет отражать результаты испытания. Приведите концепт вашего планера, его внешний вид и функционал
Участникам продвинутого уровня
Рекомендуем дополнительно добавить в решение:
  • Анализ целевой аудитории
    Кто может быть потребителями вашего устройства? как вы планируете распространять ваш продукт?
  • Экономика проекта
    Во сколько обойдется мелкосерийное производство ваших продуктов? будет ли это экономически обоснованным?
  • Инструменты продвижения
    Какие инструменты продвижения вашего продукта можно использовать (реклама в соц.сетях, СМИ и т.п)?
  • Экологичность
    Является ли продукт экологичным (не наносит ли его использование вреда окружающей среде)? как планируется утилизировать продукты, вышедшие из строя?
  • Развитие
    Какие еще улучшения можно внести в работу вашего устройства на основании вопросов 1-4?
Критерии оценки
При оценке вашего решения будут учитываться:
  • Понимание поставленной задачи
    Покажите, что вы внимательно изучили задачу и верно понимаете ее
  • Исследование проблемы
    Покажите, что вы изучили опыт других компаний и исследования в этой области, используете научный опыт, а не догадки и предположения
  • Оригинальность решения
    Это творческая задача, покажите, что ваша команда способна мыслить нестандартно, вне рамок
  • Реализуемость и реалистичность предлагаемого решения
    Ваше решение может быть основано на предложениях, научных фактах и результатах исследования, и может включать работающий алгоритм. Чем более реалистичным выглядит решение, тем лучше
  • Обоснованность выбранного решения
    Покажите, что предлагаемый вами подход не сделает хуже. Вы сами стали бы им пользоваться, а ваши родители или знакомые?
  • Работоспособность продукта
    Подключение питания и загрузка программы датчика осуществлены правильно
  • Проработанность продукта
    Представлен концепт устройства (эскиз, 3D модель, прототип, макет), внешний вид и функции
  • Развитие продукта
    Добавлены функции или компоненты в предоставленную схему в кейсе, доработка устройства
А еще можно получить дополнительные баллы за:
  • Маркетинговую составляющую проекта
    Анализ целевой аудитории, каналы распространения
  • Экономическую часть
    Бюджет проекта
  • Рекламную часть
    Инструменты СМИ и т.п.
  • Проработку экологической составляющей
Итак, поздравляем!
Ваша команда успешно справилась с заданием.
Что дальше?
Впереди много не менее интересных челленджей, которые для тебя приготовили площадки подготовки к НТО.
  • Ты можешь участвовать в хакатонах и получать призы, поработать на крутом оборудовании в детском технопарке "Кванториум", а главное принять участие в НТО! Не забудь зарегистрироваться на олимпиаду на сайте
  • Полный перечень активностей и ресурсов по подготовке к НТО вас ждет на сайте площадок подготовки в Томской области
  • А главное - в НТО ежегодно участвуют тысячи ребят из нашего региона. Присоединяйтесь к нашей группе ВК, там ваша команда найдет самые свежие анонсы об олимпиаде и мероприятиях
Есть вопросы?
Звони или пиши, и мы с радостью на них ответим!
Группа ВК: https://vk.com/nto_tsk
Сайт НТО в Томской области: https://kvantoriumtomsk.ru/nto

Контакты организаторов:
Ларина Людмила Николаевна,
+7-903-954-08-75, lucy.n.larina@gmail.com;
Шулдякова Дарина Феликсовна,
+7-900-921-69-71, shuldyakovadarina@gmail.com;