Робот для изучения анлийского языка

Что является одной из главных потребностей в современном мире? Потребность в изучении международного языка- английского. Люди ищут наиболее лёгкие и быстрые способы изучения языка. Такие способы изучения как книги, фильмы и музыка не удобны тем, что это занимают много времени. Эта проблема сподвигла нас на создание робота, помогающего изучать английский язык.

I. Теоретическая часть 5 1. Английский язык как язык международного общения 5 2. Этапы распространения английского языка 6 3. Память. Свойства памяти 7 4. Виды и типы памяти 8 5.Типы восприятия 11 6. Варианты запоминания 13 7. Виды роботов. 14 8. Роботы для изучения английского языка 16 Выводы 17 II. Практическая часть 18 1. Разработка электрической принципиальной схемы 18 2. Проектирование печатной платы 28 Выводы 30 Заключительная часть 31

Введение

Уровень языковой подготовки в начальной школе не всегда удовлетворяет современное общество. Мы предлагаем креативный способ выхода из такого положения: изучение иностранного языка посредством создания специального робота.

Важно, чтобы каждый ребенок чувствовал себя свободно и комфортно, принимал активное участие в изучении иностранного языка. К сожалению, на уроке дети выступают в роли послушных исполнителей воли педагога: они выполняют его указания и действуют по написанному им сценарию. И создается лишь иллюзия активности каждого ученика и вряд ли это способствует его творческому развитию. Если основной формой деятельности будет игровая, то процесс обучения будет более эффективной. Уже доказано, что в игровой форме усвоение материала происходит быстрее, но мы предлагаем не просто игру, а использование робота, что еще более заинтересует детей, да и взрослых не оставит равнодушными.

Проблема: Из-за индивидуальных особенностей развития восприятия у человека, не все способы изучения и запоминания информации являются 100% эффективными.

Актуальность: Английский язык становится все более и более популярным. С каждым днем спрос на его изучение возрастает. И каждый ищет для себя самый действенный способ усвоения новой информации, который подойдет именно ему.

Цель исследования: Найти самые подходящие варианты изучения английского языка и с учетом разных типов восприятия информации и индивидуальных особенностей человеческой памяти и создать робота, который бы помогал в изучении английского языка.

Задачи исследования:

1) Изучить литературу по данной теме.

2) Изучить типы и виды человеческой памяти.

3) Изучить типы восприятия информации.

4) Найти различные методы изучения и запоминания новой информации.

5) Определить, какие методы запоминания больше подходят каждому виду памяти и типу восприятия информации.

6) Разработать новый способ запоминания информации, который поможет быстро и качественно учить английский язык.

7) Разработать схему робота

8) Изготовить и проверить робота

1) Объект исследования: Лексика английского языка

2) Объект исследования: радиотехника

1) Предмет исследования: Способы расширения словарного запаса

2) Предмет исследования: Робот для изучения английского языка

Гипотеза исследования: Для каждого человека можно подобрать определенный способ изучения английского языка с учетом индивидуальных особенностей его памяти и восприятия.

Возможность создания такого робота, который бы помогал в изучении английского языка, учитывая индивидуальные особенности памяти и восприятия человека.

Методы исследования:

1) Теоретический;

2) Анализ;

3) Синтез;

4) Сравнение;

5) Практический;

I. Теоретическая часть

1. Английский язык как язык международного общения

На сегодняшний день английский язык стал международным языком, он самый распространенный в мире. Более чем для 400 миллионов человек он является родным, для 300 миллионов он остается вторым языком, и еще 500 миллионов, в какой то мере, владеют английским.

Во многих странах английский занимает очень важное место как язык дипломатии, торговли и бизнеса. Мировые финансовые фонды и биржи работают на английском языке

Английский — самый популярный иностранный язык в школах. Самые престижные вузы мира — англоязычные. Знание английского дает возможность получить хорошее образование и построить успешную карьер. Масштабные путешествия англичан на протяжении двух веков принесли свои плоды. В XXI веке английский — язык путешествий. В какую бы страну вы не попали, на английском вас везде поймут.

Английский стал языком XXI века — века технического прогресса и информационных технологи. Сегодня все инструкции и программы для новых гаджетов пишутся на английском. Английский стал языком молодежной культуры. Американские актеры, актрисы, музыканты были и остаются кумирами не одного поколения людей[1].

В дополнение ко всему вышесказанному, английский язык красивый, мелодичный и легкий в изучении. Английский обладает одним из самых богатых словарных запасов в мире, но при этом в нем не сложная грамматика. Слова сами притягиваются друг к другу, образуя лаконичные и понятные предложения. Международный язык должен быть простым и всем понятным. Возможно, нам очень повезло, что именно такой несложный язык объединил мир.

2. Этапы распространения английского языка

Можно выделить несколько этапов распространения английского языка с 1600 года до нынешнего времени.

В период с 1350 по 1600 год, в течение 250 лет, на том варианте английского языка, который более всего соответствует настоящему, говорили только в Англии, и число говорящих не превышало семи миллионов человек.

Затем, между 1600 и 1750 годами, с установлением британских колоний, началось постепенное распространение английского языка за пределами страны. В этот промежуток времени покинувшие страну носители языка считали себя выходцами из Великобритании, живущими за рубежом. Это время условно можно обозначить как первый этап в истории глобализации английского языка[2].

В течение следующего периода, длившегося до начала XX века, на распространение английского языка повлияли три основных фактора. Во-первых, увеличение числа жителей в англо-говорящих поселениях привело к образованию государств, с собственными правительствами, ставших независимыми, что вскоре начало отражаться на английском языке, используемом в этих странах. Во-вторых, получение независимости американской и австралийской колониями в значительной степени обусловило образование вариантов английского языка. В-третьих, в силу стабильности и процветания новых поселений, колоний, государств возникла необходимость в изучении английского языка не англо-говорящими жителями: местными иммигрантами (индусами и мусульманами в Индии, голландцами, испанцами и французами, прибывшими из Европы в Америку). С 1900 года начался третий этап в распространении английского языка. С этого времени в колониях местные жители могли получать образование на английском языке, а в США, Канаде, Австралии иммигрантам была предоставлена возможность изучать английский язык на специальных курсах.

Сегодняшний этап распространения английского языка характеризуется тем, что английский язык уже прочно укоренился и в странах, которые не имели никаких связей с Британской империей. Он изучается в качестве иностранного языка в странах Европы, начиная со школы.

3. Память. Свойства памяти Память[4] - это интегрированное психическое отражение прошлого взаимодействия человека с действительностью, информационный фонд его жизнедеятельности. Память лежит в основе способностей человека, является условием научного приобретения знаний, формирования умений и навыков.

Основные свойства памяти:

1) Ёмкость (объем) - пространственная характеристика памяти, определяемая предельно возможным количеством информации, сохраняемая памятью;

2) Скорость запоминания - это временная характеристика памяти, заключающаяся в быстроте усвоения и закрепления в памяти поступающей информации;

3) Длительность хранения - это временная характеристика памяти, определяемая периодом от поступления информации в память до её исчезновения или значительного искажения, изменяющего суть соответствующих сведений;

4) Точность воспроизведения - это информационная характеристика памяти, отражающая степень безошибочности воспроизведения информации и характеризуемая степенью различия между исходно поступившей в память информацией и её аналогом при воспроизведении;

5) Скорость воспроизведения - это временная характеристика памяти, обусловленная быстротой извлечения нужной информации из памяти;

6) Помехоустойчивость - это энергетическая характеристика памяти, заключающаяся в способности памяти противостоять воздействиям, побочным по отношению к её работе с актуально значимым мнемическим материалом и препятствующим его полноценному запоминанию, хранению или воспроизведению.

4. Виды и типы памяти

Человеческая память может быть классифицирована по нескольким основаниям.

1. Время хранения материала:

1) мгновенная (иконическая) – благодаря этой памяти в течение 0,1–0,5 с удерживается полная и точная картина того, что только восприняли органы чувств, при этом не производится никакой обработки полученной информации;

2) кратковременная (КП) – способна сохранять информацию короткий промежуток времени и в ограниченном объеме. Как правило, у большинства людей объем КП равен 7 ± 2 единицам. В КП фиксируется лишь наиболее значимая информация, обобщенный образ.

3) оперативная (ОП) – функционирует в течение заранее определенного времени (от нескольких секунд до нескольких дней) в зависимости от той задачи, которую необходимо решить, после чего информация может быть стерта;

4) долговременная (ДП) – информация сохраняется на неопределенно долгий срок. В ДП содержится тот материал, который практически здоровый человек должен вспомнить в любой момент времени: свое имя, отчество, фамилию, место рождения, столицу Родины и т. п.

У человека ДП и КП неразрывно связаны. Прежде чем материал поступает на хранение в ДП, он должен быть обработан в КП, что позволяет защитить мозг от перегрузки и длительно сохранять именно жизненно важную информацию.

5) генетическая память стала выделяться исследователями сравнительно недавно. Это информация, сохраняющаяся в генотипе и передающаяся по наследству, не поддающаяся влиянию обучения и воспитания.

2. Ведущая роль того или иного анализатора:

1) двигательная – запоминаются и воспроизводятся двигательные реакции, поэтому на ее основе формируются основные двигательные навыки (ходьба, письмо, спорт, танцы, труд). Это один из самых онтогенетически ранних видов памяти;

2) эмоциональная – запоминание определенного эмоционального состояния и его воспроизведение при повторении ситуации, когда оно возникло в первый раз. Этот вид памяти также возникает у ребенка очень рано, согласно современным исследованиям уже на первом году жизни, хорошо развит у детей дошкольного возраста.

Характеризуется следующими особенностями:

а) особая прочность;

б) быстрое формирование;

в) непроизвольность воспроизведения;

3) зрительная – преобладает сохранение и воспроизведение зрительных образов. У многих людей именно этот вид памяти является ведущим. Иногда зрительные образы воспроизводятся настолько точно, что напоминают фотографический снимок. О таких людях говорят, что у них эйдетическая память (эйдос – образ), т. е. память, обладающая фотографической точностью[7].

Эйдетическая память у многих людей хорошо развита в дошкольном возрасте, но у отдельных лиц (чаще это люди искусства) она сохраняется на протяжении всей жизни. Например, В. А. Моцарт, С. В. Рахманинов, М. А. Балакирев могли запомнить и воспроизвести на инструменте сложное музыкальное произведение после всего лишь одного восприятия;

4) слуховая – способствует хорошему запоминанию и воспроизведению самых разнообразных звуков. Особенно хорошо развита у музыкантов, акустиков и т. п. Как особую разновидность этого вида выделяют словесно-логическую память – это чисто человеческий вид памяти, благодаря которой мы можем быстро и точно запоминать логику рассуждений, последовательность событий и т. п.;

5) обонятельная – хорошо запоминаются и воспроизводятся запахи;

6) вкусовая – преобладание в процессах памяти вкусового анализатора;

7) осязательная – хорошо запоминается и воспроизводится то, что человек смог ощупать, к чему прикоснулся руками и т. п.

Последние три вида памяти не являются для человека столь значимыми, как ранее перечисленные, однако их важность резко возрастает, если функционирование какого-либо из основных анализаторов нарушается, например, когда человек теряет зрение или слух (известно много случаев, когда слепые люди становились отличными музыкантами).

Существует целый ряд профессий, где именно эти виды памяти являются востребованными. Например, дегустаторы должны обладать хорошей вкусовой памятью, парфюмеры – обонятельной. Очень редко бывает, когда у человека преобладает какой-либо один вид памяти. Гораздо чаще в качестве ведущей выступает зрительно-слуховая память, зрительно-двигательная, двигательно-слуховая. Помимо приведенных классификаций память может различаться по таким параметрам, как скорость, длительность, прочность, точность и объем запоминания. Многообразие видов памяти позволяет достигать успеха в различных видах деятельности

Типы памяти:

1) Наглядно-образная. Благодаря наглядно-образной памяти мы хорошо запоминаем лица, звуки, предметы, их цвет, т.е всё что мы видим.

2) Словесно-логическая. Словесно-логическая память помогает нам запоминать такие абстрактные понятия, как формулы, схем, термины и т.п

3) Эмоциональная. Эмоциональная память лучше всего сохраняет пережитые чувства.

5.Типы восприятия

Одна и та же информация, полученная каким-либо определенным способом, воспринимается каждым человеком по-разному. Кто-то после минутного прочтения одной из страниц книги может без труда пересказать ее содержание, другой же не запомнит практически ничего. А вот если такому человеку прочитать тот же текст вслух, он с легкостью воспроизведет в памяти услышанное. Такие различия определяют особенности восприятия информации людьми, каждые из которых присущи определенному типу. Всего их четыре:

Визуалы

Аудиалы

Кинестетики

Дискреты

Зачастую очень важно знать, какой тип восприятия информации является для человека доминирующим и чем он характеризуется. Это значительно улучшает взаимопонимание между людьми, дает возможность максимально быстро и полно донести нужные сведения до своего собеседника.

1) Визуалы

Это люди, для которых главным органом чувств в процессе познания окружающего мира и восприятия информации является зрение. Они прекрасно запоминают новый материал, если видят его в виде текста, картинок, схем и графиков. В речи визуалов часто встречаются слова, так или иначе связанные с характеристикой объектов по их внешним признакам, самой функцией зрения («посмотрим», «светло», «яркий», «будет видно», «мне кажется»). Такие люди говорят обычно громко, быстро, активно

жестикулируют при этом. Визуалы большое внимание уделяют своей внешности, окружающей обстановке

2) Аудиалы

Для аудиалов гораздо проще усвоить то, что они один раз услышали, а не сто раз увидели. Особенности восприятия информации такими людьми заключаются в их умении слушать и хорошо запоминать сказанное как в разговоре с коллегами или родственниками, так и на лекции в институте или на рабочем семинаре. Аудиалы имеют большой словарный запас, с ними приятно общаться. Такие люди умеют прекрасно убеждать собеседника в разговоре с ним. Активному времяпровождению предпочитают спокойные занятия, любят слушать музыку.

3) Кинестетки.

Осязание, обоняние и вкус играют важную роль в процессе восприятия информации кинестетиками. Они стремятся потрогать, ощупать, попробовать предмет на вкус. Значима для кинестетиков и двигательная активность. В речи таких людей часто встречаются слова, описывающие ощущения («мягкий», «по моим ощущениям», «хватать»). Для ребенка-кинестетика необходим телесный контакт с близкими людьми. Для него важны объятия и поцелуи, удобная одежда, мягкая и чистая постель.

4) Дескреты.

Способы восприятия информации напрямую связаны с органами чувств человека. Основная масса людей получает знания при помощи зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса. Однако типы восприятия информации включают в себя и тот, который связан в первую очередь с мышлением. Людей, воспринимающих окружающий мир подобным образом, называют дискретами. Их довольно мало, причем встречаются они только среди взрослых, так как у детей логика развита недостаточно. В молодом возрасте основные способы восприятия информации дискретами – визуальный и аудиальный. И лишь с возрастом они начинают активно размышлять об увиденном и услышанном, открывая при этом для себя новые знания.

6. Варианты запоминания Мозг человека[6] — уникальный механизм, в котором хранится огромное количество загадок и тайн. Одной из главных функций мозга является способность запоминать вещи, события, образы.

Ученые выделяют три способа запоминания: механический, логический и мнемонический. Разберем подробно каждый из них.

Итак, вот три способа запоминания:

1) Механический

Начнем с механического. Итак, механический способ запоминания — это заучивание наизусть. Выучив что-то, некоторые люди запоминают надолго, а некоторые нет. Механизм работы понятен и много раз испытан. Он вызывает тягостное состояние и неприязнь к предмету, который надо запомнить.

2) Логический

Логический метод встречается очень часто. Он основан на том, что запоминая нужный материал, мы ищем в нем связи с теми знаниями, которые мы уже имеем в запасе. Этот метод зависит от того, насколько хорошо ты понимаешь запоминаемый материал. Он подразделяет несколько способов запоминания:

смысловые опорные пункты — полезен при обработке большого количества материала. В тексте выделяются главные мысли, и уже, отталкиваясь от них, мы можем воспроизводить в памяти нужные детали.

отсечение главного — мы выделяем не главные, а второстепенные пункты, а, обдумывая их, мы можем прийти к главной мысли нужной нам темы.

мнемонический.

Самым интересным способом запоминания является мнемонический. При запоминании мы переводим информацию в образы, которые гораздо легче запомнить. Например, после разговора с человеком через некоторое

время вы сможете вспомнить, как он выглядел, во что был одет, какая была погода, время дня и т.д.

7. Виды роботов.

В настоящее время существуют несколько видов роботов:

1. промышленные

2. строительные

3. сельскохозяйственные

4. транспортные

5. бытовые

6. боевые

7. охранные

8. исследовательские

Промышленные роботы предназначены для автоматизации всевозможных технологических операций (например, сварка, штамповка, металлообработка, сборка готовых изделий и т.д.) на производстве какой либо продукции. Применяются практически во всех отраслях промышленности (машиностроение, приборостроение, нефтехимическая, металлургическая, атомная, автомобильная, авиационная и др.).

Строительные роботы позволяют аналогичным образом автоматизировать огромное количество различных операций, выполняемых в процессе ремонта помещений или строительства новых объектов. Учитывая мировые объемы строительства и неуклонный рост населения планеты, роботизация строительства сейчас весьма актуальна.

Сельскохозяйственные роботы предназначены для выполнения трудоемких и монотонных процессов в сельском хозяйстве. В настоящее время ведется интенсивная разработка таких роботов, и даже есть примеры их использования, например, в Японии[8].

Транспортные роботы используются, как следует из наименования для автоматического перемещения грузов, либо автономного управления

различными транспортными средствами. Транспортными роботами являются самоходные тележки, автопилоты и т.д.

Бытовые роботы применяется в быту и офисах. Ярким примером бытовой автоматизированной машины является набравший приличную популярность робот-пылесос. К бытовым роботам также можно отнести коммуникативных роботов, обеспечивающих эффект присутствия удаленных друг от друга людей, либо способных самостоятельно вести диалог с человеком, и, конечно, многочисленные робоигрушки, предназначенные для развлечений и образовательных в области робототехники целей. В перспективе ожидается появление и более функциональных систем, умеющих выполнять более сложные домашние обязанности такие как: мытье посуды, стирка грязного белья, приготовление пищи и т. п.

Боевые (военные) роботы призваны вывести вооруженные конфликты на качественно иной уровень и предназначены для минимизации непосредственного участия человека в боевых действиях с целью сокращения или исключения вовсе людских потерь, а также для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека в военных целях. Разновидностей боевых роботов столько же, сколько и боевых задач для войсковых подразделений: беспилотные с дистанционным управлением самолеты (вертолеты) — разведчики, подводные аппараты и надводные корабли, роботы-минеры, роботы-саперы, роботы-патрульные, роботы для переноски военной амуниции. В силу сложности поставленных перед ними задач современные боевые роботы управляются оператором, но ведутся разработки полностью автономных боевых роботов с искусственным интеллектом, способным принимать решать, однако что не может не вызывать, многочисленные споры сторонников и противников данных машин на правовом поле в части определения ответственности за действия боевых роботов и их последствия.

Перед охранными роботами ставятся задачи по защите вверенных территорий или помещений. В простейшем случае указанные роботы

выполняют патрулирование охраняемых периметров и в случае фиксации проникновения злоумышленников сигнализируют об этом дежурным операторам. В последнее время появляется тенденция к оснащению робо-охранников нелетальными видами оружия.

Исследовательские роботы используются для сбора всевозможных видов информации об исследуемых объектах, ее переработки и передаче оператору. Объектами могут быть самыми разнообразными: поверхности планет, подводное пространство, подземные шахты, пещеры, полости эксплуатируемых трубопроводов, зараженная местность и другие труднодоступные для человека области.

8. Роботы для изучения английского языка

Изучение английского языка в современном мире не останавливается на книгах, фильмах и музыке. В наше время появляются много различных роботов, которые помогают в изучении. Можно выделить два вида таких роботов: роботы, похожие на человека и приложения "Чат-боты", которые устанавливаются на смартфоны, планшеты и компьютеры, где человек изучает язык с помощью беседы с ботом.

Выводы

В ходе изучения материалов по данной теме мы познакомились с различными видами памяти и возможностями запоминания информации, в том числе возможными методами изучения английского языка. Также рассмотрели виды роботов и их роль и пользу в жизни человека.

На основании проведенного анализа полученной информации, мы решили попробовать создать своего робота для изучения английского языка.

II. Практическая часть

Требуется разработать устройство, автоматически озвучивающее определенный набор англоязычных фраз в определенном порядке. При этом, оно должно заинтересовать обучающихся ребят необычным оформлением и методом подачи материала, передвигаясь с одной точки на другую. Исходя из поставленной задачи, необходимо разработать электрическую принципиальную схему устройства, печатную плату и корпус. Главным элементом является микроконтроллер ATmega8A и специализировання микросхема звукозаписи ISD4001.

Разработка устройства велась с учётом следующих требований:

1. простота схемы (минимальное количество компонентов);

2. функциональность;

3. низкие требования к источнику питания;

4. долговечность;

5. быстродействие;

6. низкое энергопотребление.

1. Разработка электрической принципиальной схемы

Принципиальная электрическая схема отражает взаимные связи между отдельными электрическими элементами и средствами автоматизации с учетом принципа действия и последовательности работы отдельных ее элементов.

Номенклатура выпускаемых в настоящее время МК исчисляется тысячами типов изделий различных фирм. И каждый тип контроллера содержит определенный набор периферии и функций, которые можно использовать в проекте[9].

При выборе типа МК учитываются следующие основные характеристики:

1. разрядность;

2. быстродействие;

3. набор команд и способов адресации;

4. требования к источнику питания и потребляемая мощность в различных режимах;

5. объем ПЗУ программ и ОЗУ данных;

6. наличие и возможности периферийных устройств, включая средства поддержки работы в реальном времени (таймеры, процессоры событий и т.п.).

Данным требованиям удовлетворяет, выбранный нами, микроконтроллер ATmega8.

Теперь необходимо выбрать устройство – микросхему звукозаписи.

Это электронное устройство для записи и воспроизведения краткого голосового сообщения предназначено для установки в различные системы. Например, в автомобилях и холодильниках при совмещении с таймером становится возможным достаточно просто реализовать функцию речевого сигнала «Дверь не закрыта!»

По технологии, запатентованной компанией Information Storage Devices (ISD), аналоговый сигнал, поступающий на соответствующий вход микросхемы ChipCorder, может быть сохранен в его естественной форме непосредственно в стандартном энергонезависимом СППЗУ (EEPROM) и ячейках Flash-памяти. Технология так называемого "ложного дифференцирования" заключается в том, что вместо хранения в ячейке одного из двух значений - 0 или 1 - сохраняется один из 256 уровней напряжения. Это дает существенное преимущество в емкости по сравнению с обычным способом хранения оцифрованного сигнала. К тому же такая технология записи и хранения речи не требует аналого-цифрового преобразования, что существенно упрощает схему законченного устройства на основе микросхемы.

Микросхемы ChipCorder для записи/воспроизведения речи могут работать от источников питания малой мощности. Это делает их идеально

пригодными для создания легких портативных изделий, в том числе и с батарейным питанием[10].

Дополнительно, в качестве общих черт семейства, можно назвать режим AutoMute, обеспечивающий ослабление шума во время пауз, режим автоматического перехода в состояние ожидания по завершении цикла записи/воспроизведения (потребляемый ток в ждущем режиме 0,5 мА), использование энергонезависимой памяти, регулируемую продолжительность записи, возможность полной адресации через SPI или Microwire интерфейс.

Микросхема ISD4004-16MS– функционально завершенное устройство для записи/воспроизведения звука (речи, музыки и т.д.). Микросхема производит выборку с частотой дискретизации 4 кГц. Речевые выборки сохраняются непосредственно в энергонезависимой Flash-памяти на чипе без преобразования в цифровую форму и сжатия, характерных для других видов записи речи.

Структурная схема ISD4004-16M. В состав микросхемы входят генератор тактовых импульсов, микрофонный усилитель, фильтр защиты от наложения спектров, многоуровневый массив памяти, сглаживающий фильтр, устройство ослабления шумов в паузе и выходной усилитель 3Ч.

Сообщение может храниться до 100 лет (типовое значение; испытания проводились по ускоренной методике расчетного эквивалента) без подачи электропитания. Кроме того, устройство может быть перезаписано свыше 100 000 раз. Прямая аналоговая память обеспечивает естественное звучание воспроизводимого голоса, музыки и звуковых эффектов. Максимальная длительность записи - 16 мин.

Частотные характеристики модуля ориентированы на запись и воспроизведение речи.

Характеристики выбранной микросхемы ISD4004-16MS:

1. Устройство с минимальным числом навесных компонентов.

2. Возможность цифрового (интерфейс - параллельный, SPI, Microware, I2C) или кнопочного (кроме микросхем с последовательными интерфейсами) управления режимами работы.

3. Режим низкого потребления (Iпотр. = 0,5 мкА).

4. Возможность адресной обработки множества записанных сообщений.

5. Встроенный тактовый генератор.

6. Сообщения хранятся в энергонезависимой памяти - отпадает необходимость в источнике резервного электропитания, время хранения сообщения - 100 лет, число циклов перезаписи - 100 000.

7. Диапазон температур: -40…+85 °С.

8. Питание от однополярного источника +3 В.

Четырехпроводный (SCLK, MOSI, MISO, SS) последовательный периферийный интерфейс (Serial Peripheral Interface - SPI) обеспечивает управление и адресацию. В системе с микроконтроллером микросхема работает как периферийное подчиненное устройство. Доступ для записи/чтения ко всем внутренним регистрам осуществляется через интерфейс SPI. Сигнал прерывания (INT) и внутренний регистр состояния используются только для чтения и установления связи.

Для минимизации шумов аналоговые и цифровые цепи в устройстве подключены к разделенным шинам питания, соответственно Ucca и Uccd- Номинальное напряжение питания - 2,85...3,15 В. Выводы общих проводов ("земель") аналоговой (Ussa) и цифровой (Ussd) частей в ISD4004-16M также выполнены раздельно. Нижняя часть кристалла подключена к Uss через сопротивление подложки. В миниатюрных модификациях (бескорпусных) кристалл присоединяется к области, связанной с Uss. или может оставаться "плавающим".

Аналоговый входной сигнал можно подавать в устройство либо в асимметричном режиме, либо дифференциально. В первом случае сигнал подводят к аналоговому входу+ (ANA IN+), а вход- (ANA IN-) через разделительный конденсатор соединяют с шиной общего провода.

С вывода SP1, SP2 (рис. 1) снимают звуковой сигнал, записанный в память. С нагрузкой этот вывод рекомендуется соединять через развязывающий конденсатор. Полное сопротивление нагрузки должно быть не менее 5 кОм. В рабочем режиме (при включенном питании) постоянное напряжение на выводе AUD OUT равно 1,2 В. При записи выход AUD OUT

через резистор сопротивлением приблизительно 850 кОм соединяется с внутренним источником 1,2 В относительно аналоговой "земли". Нагрузка в этом режиме может быть подключена, но при этом не должно снижаться постоянное напряжение на выходе устройства.

Вывод SS (Slave Select) служит для выбора ведомого устройства. При подаче на этот вывод сигнала с низким уровнем ISD4004-16M выбирается ведущим для совместной работы с микроконтроллером.

MOSI - последовательный вход, по которому осуществляется передача данных из микроконтроллера. Данные в MOSI-строке устанавливаются за полпериода до прихода фронта синхроимпульса, также поступающего BISD4004-16M.

Вывод MISO – последовательный выход из устройства. Если устройство не выбрано (SS = 1), выход находится в высокоимпедансном состоянии.

Для приема синхроимпульсов от микроконтроллера, необходимых для синхронизации передачи данных в устройство (и из него) через шины MOSI и MISO, служит вывод SCLK. Данные записываются в ISD4004-16M во время действия фронта синхроимпульса, а при его спаде происходит сдвиг информации к следующему биту.

Для нормальной работы системы шумопонижения вывод AM САР соединяют с общим проводом через конденсатор емкостью 1 мкФ. Этот конденсатор становится элементом внутреннего пикового датчика, который реагирует на амплитуду (пиковое значение) сигнала. Пиковый уровень сравнивается с установленным порогом, чтобы определить начало включения шумопонижения. Конденсатор также влияет на скорость, с которой шумопонижение изменяется по времени атаки в зависимости от амплитуды сигнала. При соединении вывода AM САР с шиной Ucca шумопонижение выключается.

Процедура правильного вызова сообщения заключается в следующем. Перед выполнением или установкой команды "Вызов сообщения"

(соответственно МС или SETMC) в устройство должна быть послана одна "холостая" (фиктивная) команда Stop. Иными словами, шестнадцатиричное число 30 используется в устройстве как команда. После ввода команды "фиктивный" Stop могут выполняться одна или более команд МС или команда SETMC. Необходимости повторения команды "холостой" Stop до окончания следующей операции воспроизведения нет.

Регистр управления SPI обеспечивает управление такими функциями устройства, как воспроизведение, запись, вызов сообщения, включение и выключение питания, начало и остановка операций, пропуск адреса

Поскольку выход микросхемы не может быть сильно нагружен, к примеру, динамиком, было решено ввести усилитель низкой частоты, рассчитанной на нагрузку 4 Ом и мощностью не менее 2 Вт.

Данным требованиям удовлетворяет микросхема усилителя низкой частоты TDA7267.

Микросхема имеет тепловую защиту, защиту от короткого замыкания выхода по переменному току. При установке микросхемы на печатную плату необходимо небольшую часть площади печатной платы отдать под теплоотвод микросхемы, тепло из микросхемы выводится через контакты GND.

Усилитель на базе TDA7267 имеет следующие технические характеристики:

1. Номинальное напряжение питания 12В

2. Номинальное сопротивление нагрузки 8 Ом

3. Напряжение питания от 4,5 до 18В

4. Выходное напряжение покоя 6В

5. Ток покоя 20мА

6. Выходная мощность 2Вт

7. Входное сопротивление 100кОм

8. Коэффициент усиления 32дБ

9. Ток покоя в режиме STAND-BY не более 300мкА

Для привода в действие всего обучающего устройство применим обычные редукторные моторы, которые будут подключены к управляющему микроконтроллеру через специализированный драйвер двигателей L293D/

Несомненным плюсом данной микросхемы является раздельное питание логической части микросхемы, напряжение питания которой лежит в приделах 4.5-5 вольт (VSS), и силовой части питания двигателей (VS).

Используя данную микросхему мы можем управлять двигателями с довольно широким диапазоном питающего напряжения от 4.5 до 36 вольт, но при этом, L293D может выдать всего лишь 600mА продолжительного тока нагрузки на каждый канал. Пиковый (максимальный) ток может кратковременно подскочить до 1.2A.

Так же из положительных сторон данной микросхемы следует отметить её непривередливость к напряжению входных сигналов подаваемых на выводы INPUT.

Выводы

В ходе представленной работы проведены исследования памяти человека, выбран наиболее эффективный способ изучения, изготовлена схема робота.

В результате у нас получился робот, который помогает изучать английский язык с раннего возраста. Родителям будет достаточно купить наше изобретение и ребенок, играя с ним, будет развивать память и словарный запас, что очень важно при изучении иностранных языков.

Наш робот очень дружелюбный, при начале работы с ним мы можем услышать приветственное слово, при завершении работы робот прощается. Так же при помощи кнопок мы можем выбрать режимы работы с роботом. Есть режим игры и обучения. В зависимости от выбора команды робот будет делать то или иное действие.

Исходя из выше изложенного, мы можем сказать, что цели, поставленные нами, были достигнуты, а задачи решены. Гипотеза, для каждого человека можно подобрать определенный способ изучения английского языка с учетом индивидуальных особенностей его памяти и восприятия.

Мы хотим продолжить работу в этой области и модифицировать нашего робота

0
Объявления
Начинается проектный практикум для студентов УрФУ

проектный практикум 2 курса

проектный практикум 3 курса

проектный практикум 4 курса

Молодежный космический форум - 2018 (V Семихатовские чтения)О Форуме-2018 Новое

Школа наставников - 2018 “Как создать проект в новом технологическом укладе” Актуальное

Партнеры:

ИнФО УрФУ - Генеральный партнер в проведении проектной практики в июне-июле 2017 года

Роботология - Российское оборудование для программирования и конструирования роботов

Уральский клуб нового образования - общественная организация, которая разрабатывает и реализует социально-образовательные проекты

Архив событий:

Проектная практика для студентов Института фундаментального образования УрФУСобытие

Молодежный космический форум - 2017 (Четвертые Семихатовские чтения)Конкурс

Выбор темы работы для участия в IV Семихатовских чтенияхО Форуме-2017

Подписка на новости
Контакты

Адрес: г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка 145, к. 1119 (на карте)

Тел.: +7 (343) 355-93-88

info@cosmoport.club