Сценарий Урока НТО. Умный дом: создаем умные вещи вместе!

Кейс позволит погрузиться в одно из самых полезных для человека направлений - интернет вещей через выполнение несложного задания на создание устройства с применением автоматизации и программирования.
Задание кейса - это первый шаг в современное и востребованное IT-направление, которое позволит сделать наши дома "умными", а нашу жизнь - более комфортной и эффективной.

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.
Видеоролик
В видео педагог подробно показывает и рассказывает каким образом выполнять задания.
Дополнительные материалы
Они содержат 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) "TechNet"

Кейс создан для знакомства с рынком НТИ TechNet. Этот рынок представляет собой направление, которое связано с промышленной сенсорикой – внедрением «умных» сенсоров и инструментов управления, а также с робототехникой и передовыми производственными технологиями.

Подробнее о рынке

И еще здесь

О рынке (направлении) "TechNet"

Подробнее о рынке

И еще здесь

Компании рынка "TechNet"

Фонд "Сколково"

Фонд «Сколково» – некоммерческая организация, созданная для реализации проекта создания и обеспечения функционирования территориально обособленного комплекса – инновационного центра «Сколково» для исследований, разработок и коммерциализации их результатов.
Миссия Фонда «Сколково» – создание экосистемы, формирование благоприятных условий для инновационного процесса: ученые, конструкторы, инженеры и бизнесмены совместно с участниками образовательных проектов будут работать над созданием конкурентоспособных наукоемких разработок мирового уровня в пяти приоритетных направлениях: энергоэффективность и энергосбережение, ядерные технологии, космические технологии и телекоммуникации, биомедицинские технологии, стратегические компьютерные технологии и программное обеспечение.

Перейти на сайт

Молодежная группа "Пятеро в кубе"

так говорит о рынке "TechNet":

формирует комплекс ключевых компетенций в Российской Федерации, обеспечивающих интеграцию передовых производственных технологий (ППТ) и бизнес-моделей для их распространения в качестве «Фабрик Будущего» первого и последующего поколений.

Создание глобально конкурентоспособной кастомизированной/персонализированной продукции нового поколения для рынков НТИ и высокотехнологичных отраслей промышленности.

В данном кейсе мы предлагаем вам погрузиться в тематику разработки данных продуктов и разработать проект супер вещь для умного дома.

"TechNet"

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 погрузиться в основы схемотехники, подробно рассмотреть работу электронных компонентов, а также разработать устройство, которое будет служить супер вещью для умного дома.

Цель кейса*

*Кейс разработан Детским технопарком "Кванториум"

Команда

Схемотехник

Инженер

Программист

Дизайнер

Задачи команды

В процессе работы над кейсом вашей команде предстоит решить следующие конкретные задачи:

Проведите подробный анализ проблемы
Ознакомьтесь с уже существующими вещами для умного дома. Придумайте аналог или разработайте свое уникальное устройство
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 и схемой (ссылка), 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:

Макетная плата

Батарейка 9В

Колодка

4 резистора 1 кОм

но можно использовать один - выход на общий минус

Резистор 220 Ом

12 светодиодов

Лучше нескольких цветов

8 проводов мама-папа и 8 проводов мама-мама

___

Что нужно для работы

Для осуществления технологического решения вопроса и работы над кейсом рекомендуем к использованию:

Макетная плата
Батарейка 9В
Колодка
4 резистора 1 кОм (но можно использовать один - выход на общий минус)
Резистор на 220 Ом
12 светодиодов (лучше нескольких цветов)
8 проводов мама-папа
8 провода мама-мама

Техническое решение содержит этапы работы для стартового и продвинутого уровня. дополнительные задания для продвинутого уровня даны в блоке-бонусе "для особо интересующихся"

Техническое решение

Стартовый блок

Шаг 1

Соедините провода со светодиодами

Мы должны подключить 2 крайних ножки у крайних светодиодов проводами мама-папа, а остальные ножки светодиодов проводами папа-папа

Помните! Длинная ножка у светодиода это плюс, а короткая это минус!

Плюс от батарейки пойдет на плюс ножки светодиода (провод мама-папа), а минус батарейки на минус ножки светодиода (провод мама-папа).

Таких комплектов нам надо 4.

Шаг 2

Подключение питания к макетной плате

Плюс от батарейки вставляем в обозначенный плюс на макетной плате, с минусом аналогично, как показано на схеме и фото

Шаг 3

Подключение резистора и светодиодов к макетной плате

Подключение показано на рисунке. Помните, резистор не имеет полярности!

Шаг 4

Подключите светодиоды, как показано на схеме и фото

Шаг 5

Сейчас сделаем корпус для устройства, который будет продуктом кейса

Это может быть креативная упаковка для подарка другу или прикольная вещь для твоей комнаты. Ты наверняка придумаешь еще десяток "умных вещей"!

Аккуратно проделываем отверстия, равные диаметру светодиодов. Нанести можно любой рисунок. Собрав все элементы, мы получим коробочку с оригинальным рисунком.

Продвинутый блок

Вам понадобится

В дополнение ко всем компонентам, перечисленным в стартовом блоке:

Arduino UNO

можно также использовать Nano, Micro и др.

___

Вам понадобится

В дополнение ко всем компонентам, перечисленным в стартовом блоке:

Arduino UNO (можно также использовать Nano, Micro и др.)

Откройте программу Arduino IDE и проверьте подключение платы

Зайдите в основном меню «Инструменты -> Плата». Если плата Arduino определилась неправильно, то выберите необходимый тип, например, Arduino Uno.

Выберите порт

Выберите порт в меню «Инструменты -> Порт», который появился при подключении платы к компьютеру.

Обратите внимание: на скриншотах версия программы Arduino IDE 1.х, для версий 2.х интерфейс выглядит иначе

Подключите Arduino, как показано на схеме и фото:

Подключите микроконтроллер и вставьте код
в Arduino IDE:


void setup() {
pinMode(13, OUTPUT); // объявляем пин 13 как выход
}

void loop() {
digitalWrite(13, HIGH); // зажигаем светодиод

delay(1000); // ждем 1 секунду

digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод

delay(1000); // ждем 1 секунду
}

Посмотрите внимательно обучающий видео-ролик

В нем мы даем пошаговый порядок сборки устройства.
Но мы уверены, что вы сможете сделать лучше)

Скачайте методический навигатор, если нет возможности смотреть видео или читать лонгрид. В нем дается пошаговый план сборки устройства. Навигатор можно распечатать или смотреть со смартфона в процессе сборки устройства.

Методический навигатор

Скачать

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 супер устройства для умного дома, их 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

Сайт НТО

Полный перечень активностей и ресурсов по подготовке к НТО вас ждет на сайте площадок подготовки в Томской области

НТО Томская область

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

Группа ВК

Есть вопросы?

Звони или пиши, и мы с радостью на них ответим!

Кокорина Елизавета Алексеевна

Автор кейса
Педагог ДО, ДТ "Кванториум", Томск
Наставник направления "Космо"

ВК: https://vk.com/liza9556

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;