P
pro·school.ru
Каталог школ
🤖 ВсОШ · Региональный этап · 2024/2025

Олимпиада по робототехнике 11 классрегиональный этап ВсОШ 2024/2025: задания и ответы

Официальный комплект регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по робототехнике для 11 класса (2024/2025 учебный год). Задания и решения с критериями оценивания — скачайте PDF или прорешайте онлайн по тексту ниже.

Просмотр PDF: Задания — теор.Открыть в новой вкладке ↗

Задания — текст для прорешивания

Текст извлечён из официального PDF автоматически: формулы, таблицы и рисунки могут отображаться неточно — сверяйтесь с документом выше.

Задания — теор.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ТЕХНОЛОГИИ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭТАП ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР

11 класс Профиль «Робототехника» Уважаемый участник олимпиады! Вам предстоит выполнить теоретические и тестовые задания. Время выполнения заданий теоретического тура 2 академических часа (120 минут). Выполнение тестовых заданий целесообразно организовать следующим образом: − не спеша, внимательно прочитайте тестовое задание; − определите, какой из предложенных вариантов ответа наиболее верный и полный; − напишите букву, соответствующую выбранному Вами ответу; − продолжайте, таким образом, работу до завершения выполнения тестовых заданий; − после выполнения всех предложенных заданий еще раз удостоверьтесь в правильности ваших ответов; − если потребуется корректировка выбранного Вами варианта ответа, то неправильный вариант ответа зачеркните крестиком, и рядом напишите новый. Выполнение теоретических (письменных, творческих) заданий целесообразно организовать следующим образом: − не спеша, внимательно прочитайте задание и определите, наиболее верный и полный ответ; − отвечая на теоретический вопрос, обдумайте и сформулируйте конкретный ответ только на поставленный вопрос; − если Вы выполняете задание, связанное с заполнением таблицы или схемы, не старайтесь детализировать информацию, вписывайте только те сведения или данные, которые указаны в вопросе; − особое внимание обратите на задания, в выполнении которых требуется решить задачу или выразить Ваше мнение с учетом анализа ситуации или поставленной проблемы. Внимательно и вдумчиво определите смысл вопроса и логику ответа (последовательность и точность изложения). Отвечая на вопрос, предлагайте свой вариант решения проблемы, при этом ответ должен быть кратким, но содержать необходимую информацию; − после выполнения всех предложенных заданий еще раз удостоверьтесь в правильности выбранных Вами ответов и решений. Предупреждаем Вас, что: − при оценке тестовых заданий, где необходимо определить один правильный ответ, 0 баллов выставляется за неверный ответ и в случае, если участником отмечены несколько ответов (в том числе правильный), или все ответы; − при оценке тестовых заданий, где необходимо определить все правильные ответы, 0 баллов выставляется, если участником отмечены неверные ответы, большее количество ответов, чем предусмотрено в задании (в том числе правильные ответы) или все ответы. Задание теоретического тура считается выполненным, если Вы вовремя сдаете его членам жюри. Максимальная оценка – 30 баллов. 1

Общая часть 1. Назовите систему, используемую в промышленности, которая позволяет объектам собирать и обмениваться данными в реальном времени, а также анализировать эти данные с помощью компьютерных систем. Она может использоваться для повышения эффективности производства, оптимизации бизнес-процессов и улучшения качества продукции. Его суть заключается в том, что различные устройства и оборудование, используемые на предприятии, могут быть оснащены датчиками и соединены в сеть, что позволяет им собирать разнообразные данные о своей работе. Эти данные передаются в центральные вычислительные системы, где происходит их анализ. Благодаря этому, компании получают возможность контролировать производственные процессы в режиме реального времени, что открывает новые перспективы для повышения эффективности и точности производственной деятельности. 2. В аббревиатуре «UX/UI-дизайн» сокращением каких словосочетаний получили «UX»и «UI»? 3. Впишите в таблицу бланка ответов названия элементов электрической цепи.

4. На чертежах а, б, в изображено движение шара относительно исходной позиции. В таблице бланка ответов поставьте галочку в ячейке соответствующей оси (соответствующим осям), по которой (по которым) осуществляется перемещение шара на чертежах.

5. Организации и ИП, которые отнесены в соответствии с условиями, установленными Федеральным законом от 24.07.2007 № 209-ФЗ (в последней редакции), к малым и средним предприятиям, именуются субъектами малого и среднего предпринимательства. Принято деление таких организаций на малые и средние предприятия. Среди малых предприятий выделяются микропредприятия. Укажите предельные (максимальные) значения среднесписочной численности работников и величины доходов предприятий, заполнив таблицу в бланке ответов. 6. Выберите все виды кибератак, от которых полностью или частично поможет защититься менеджер паролей. Укажите номера выбранных ответов через запятую. 1. Атака методом подбора паролей 2. Атака перебором по словарю паролей 3. Атака с подменой веб-сайта 4. Методы социальной инженерии, в результате которых злоумышленник путём обмана и манипуляций пытается узнать пароли у пользователя 7. Агроном Петя решил взять в аренду гексакоптер для видеосъемки колхозных полей общей площадью 3000 га (1 га = 0,01 км2). В магазине предлагались дроны с разной производительностью и потреблением тока (Таблица 1), а также отдельно аккумуляторы для них (Таблица 2). Таблица 1. Гексакоптеры №

Таблица 2. Аккумуляторы

Производительность съемки, км2/ч 5

Потребление тока, А 30

Емкость аккумулятора, мАч 10000

50

10

12000

70

15

15000

80

20

25000

120

25

30000

Помогите Пете выбрать такие дрон и аккумулятор наименьшей емкости, чтобы справиться с работой за один световой день 12 часов. Петя возьмет в аренду также зарядное устройство типа CC-CV Charger, так что время полной зарядки любого аккумулятора будет равным 1 ч. В начале работы аккумулятор полностью заряжен. Временем на подлет к месту съемки и возврат к зарядному устройству пренебречь. Ответ дайте в формате «буква с цифрой», например: Е6. 8.

Какая профессия соответствует следующему описанию? 3

«Отвечает за проверку и оценку работы роботов. Выявляет и устраняет ошибки, а также обеспечивает соответствие роботов установленным стандартам и требованиям». а – инженер по системам управления б – программист робототехники в – инженер по тестированию и качеству г – сервисный инженер-робототехник Специальная часть 9. Вася делает устройство, содержащее контроллер Arduino Nano и модуль беспроводной связи ESP8266 12e (рисунок 2). Соединение модулей предполагается по интерфейсу UART (Serial). В документации указано, что пины Arduino Nano работают с напряжением 5В, а модуль ESP8266 и его пины – с напряжением 3.3В.

Рис. 1. Устройство

Помогите Васе со следующими вопросами. 9.1. Для преобразования сигнала, передающегося от платы Arduino Nano к модулю ESP8266 используется делитель напряжения (рис. 2). Номинал резистора R1 = 1.5 кОм. Рассчитайте, какого номинала должен быть резистор R2 и подберите ближайший больший из стандартного ряда E12 (Таблица 3). В ответе укажите сопротивление в Омах (если оно получается дробным, то с точностью до двух знаков после запятой). 1

1.2

Таблица 3. Ряд номиналов резисторов E12 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6

6.8

8.2

Число 12 в названии ряда Е12 означает количество значений ряда в диапазоне от 1 до 10. Значение номиналов получаются умножением числа из ряда на 10 в произвольной степени. 4

Например, числу 1,2 из ряда E12 соответствуют номиналы 1,2 Ом, 12 Ом, 120 Ом, 1,2 кОм и т.д.

9.2. К какому пину Arduino Nano должна быть подключена точка A и к какому пину ESP8266 должна быть подключена точка B схемы (рис. 1)? В ответе укажите через запятую два числа: первое число – номер пина Arduino, второе число – номер пина ESP8266. 9.3. Для преобразования сигнала, передающегося от модуля ESP8266 к контроллеру Arduino Nano используется оптопара (рис. 2). Рассчитайте, какого сопротивления должен быть токоограничивающий резистор в цепи светодиода оптопары, если он эффективно работает при токе 5 мА или выше, а падение напряжения на встроенном диоде составляет 1.2В. Выберите ближайший меньший номинал из стандартного ряда сопротивлений E12 (Таблица 3). В ответе укажите одно число – сопротивление в Омах (если оно получается дробным, то с точностью до двух знаков после запятой).

Рис. 2. Оптопара для преобразования уровня сигнала

9.4. Выберите, какая из схем подключения оптопары к пину Arduino Nano верна? Схемы подключения представлены в Таблице 4. Таблица 4. Схемы подключения оптопары к Arduino Nano

10. Аня сделала мощного четырехколесного робота-доставщика (рис. 3). Некоторые размеры приведены на рисунке в миллиметрах. Корпус робота представляет собой прямоугольный параллелепипед с основанием 1000×500 мм. и высотой 700 мм. Колеса робота имеют радиус 200 мм и несжимаемы.

Рис. 3. Робот-доставщик

10.1. Центр тяжести правильно загруженного робота находится в геометрическом центре корпуса. Роботу может потребоваться подняться по наклонной плоскости, расположенной под углом к горизонтали. Помогите Ане определить максимальную величину , ограничивающую величину этого угла: . Ответ дайте в градусах, округлите до целого числа. Подразумевается, что мощности моторов и величины коэффициента сцепления достаточно для подъема под любым возможным углом. 10.2. На пути робота могут встречаться «лежачие полицейские», представляющие собой в поперечнике сегмент круга, выступающий над дорогой более, чем на 5 см. Помогите Ане определить число , ограничивающее снизу минимальный радиус кривизны «лежачего полицейского» (т.е. радиус цилиндра, из которого вырезан сегмент), через который переедет робот, не зацепив его днищем: < r. Ответ дайте в миллиметрах, округлите до целого числа. 11. Робот оснащён двумя отдельно управляемыми колёсами, радиус каждого из колёс робота равен 8 см. Левым колесом управляет мотор А, правым колесом управляет мотор В. Колёса напрямую подсоединены к моторам. Маркер закреплён посередине между колёс. Ширина колеи робота равна 40 см. Моторы на роботе установлены так, что если оба вала будут вращаться в положительном направлении вращения энкодера с одинаковой скоростью, то робот проедет прямо вперёд. В начале работы программы энкодеры моторов были обнулены. Изменение показаний энкодеров показано в таблице №1. Данные, приведённые в таблице - это показания энкодеров после завершения роботом очередного движения. Между измерениями моторы могли либо вращаться с постоянной частотой, либо быть выключенными. При расчётах примите π≈3,14. Округление стоит производить только при получении финального ответа. № показания 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Таблица 5. Показания энкодеров моторов Энкодер мотора А, ° Энкодер мотора В, ° 0 -450 2790 6840 5940 7020 7380 10620 10845

0 450 3690 6840 7740 8820 8730 11970 11745 7

Время измерения, с 0 3 21 45 50 56 58 76 77

Определите следующие значения. 11.1. Тип движения, которое совершала точка, расположенная посередине между колёс, с 76 по 77 секунду. Выберите из предложенных вариантов, указав в ответе только букву выбранного вами варианта: А) Движение по дуге, радиус которой больше половины ширины колеи, по часовой стрелке; Б) Движение по дуге, радиус которой больше половины ширины колеи, против часовой стрелки; В) Движение по дуге, радиус которой равен половине ширины колеи, по часовой стрелке; Г) Движение по дуге, радиус которой равен половине ширины колеи, против часовой стрелки; Д) Движение по дуге, радиус которой меньше половины ширины колеи, по часовой стрелке; Е) Движение по дуге, радиус которой меньше половины ширины колеи, против часовой стрелки; Ж) Вращение на месте; З) Движение прямо. 11.2. Количество проездов прямо, которые совершил робот; 11.3. Отрезок времени, когда робот совершал второй танковый поворот. Ответ дайте в формате «А,В» без кавычек, где А – время начала, а В - время конца, например, с 1 по 2 секунду следует записать как 1,2; 11.4. Длину отрезка, который робот начертил при первом проезде прямо. Ответ дайте в сантиметрах с точностью до целых; 11.5. Градусную меру угла, на который повернулся робот при первом танковом повороте. Ответ дайте в градусах, приведя результат с точностью до целых; 11.6. Длину линии, которую начертил робот за время работы с помощью маркера. Если какая-то часть линии начерчена более одного раза, то считайте её столько раз, сколько она была начерчена. Ответ дайте в сантиметрах с точностью до целых; 11.7. Площадь замкнутой геометрической фигуры, ограниченной линией, которую начертил робот с помощью маркера. Ответ дайте в квадратных дециметрах, приведя результат с точностью до целых (1 дм = 10 см). 12. Костя создал шасси тележки по схеме на рис. 4. В шасси использовано: два двигателя, два драйвера двигателя, два сервопривода, шесть датчиков, один преобразователь напряжения.

Рис.4. Схема шасси тележки

В datasheet элементов Костя нашел следующую информацию: 1. Преобразователь напряжения, понижающий на оcнове XL4015 a. Входное напряжение 5-32В b. Выходное напряжение 0.8-30В c. Ток на выходе до 5А 2. Двигатель 25GA370 a. Номинальное напряжение - 12В b. Ток под нагрузкой - 0.25А c. Ток в блокировке - 1.2А 3. Сервопривод a. Ток в блокировке - 0.5А b. Напряжение - 5В 4. Датчик оптопара TCRT5000 a. Напряжение питания 3.3-5В b. Потребляемый ток – 10мА 5. Плата Arduino a. Рекомендованное напряжение питание - 7-16В b. Потребляемая мощность, максимум – 1300мВт 6. Аккумулятор LiIon a. Напряжение (при полном заряде) – 4.2В b. Выдаваемый ток, максимальный – 10А

Считать КПД для всех устройств – 100%. 12.1. Какой максимальный суммарный ток может потребоваться потребителям от системы питания при напряжении в системе питания 12,6В? Если ответ будет дробным, округлите до десятых. 12.2. Костя сделал сборку из аккумуляторов такую, чтобы обеспечить ток в два раза выше, чем могут одновременно потребовать потребители, и напряжением 12,6В (при полном заряде). Запишите сборку из LiIon аккумуляторов, удовлетворяющую параметрам, заданным Костей, и имеющую наименьшее число элементов. В обозначении сборки из элементов питания указываются количество последовательных и параллельных соединений. При этом параллельные линии из элементов питания состоят из одинакового числа последовательно соединенных элементов. Например, сборка 3S2P показана на рис. 5. 9

Рис.5. Пример сборки 3S2P

13. Марина написала программу синхронизации (поддержания заданного отношения скоростей) двигателей тележки с дифференциальным приводом по алгоритму на рис. 6. Чтобы тележка двигалась вперёд левый мотор (энкодер - encoderL) должен вращаться со знаком минус, а правый (энкодер - encoderR) со знаком плюс. Чтобы робот вращался на месте против часовой стрелки необходимо подать мощности на моторы со знаком плюс, а для вращения по часовой стрелке – со знаком минус. При не одинаковых по модулю мощностях робот будет двигаться по дуге. Мощности задаются входными параметрами – motorL и motorR.

10

Рис.6. Основная часть программы в виде блок-схемы

13.1. Какие переменные (которые есть в алгоритме) должны быть вместо X, Y и Z чтобы синхронизация работала, и робот двигался согласно заданным значениям motorL и motorR. Запишите имена переменных через запятую. 13.2. Марина запустила программу синхронизации по алгоритму с мощностями motorL=-60, motorR=30. 11

Таблица 6. Значения энкодеров двигателей Итерация encoderL encoderR 1 0 0 2 -50 25 3 -60 31 4 -73 36 5 -75 37

Какое значение будет у управляющего воздействия u в третьей итерации по Таблице 6? Округлить до целого числа. 13.3. Какое значение мощности будет у левого двигателя на пятой итерации по Таблице 6? Округлить до целого числа. 14. Для измерения тока используется шунт – резистор с сопротивлением 0.5 Ом. К контактам шунта подключен вольтметр с усилителем (рис. 7).

Рис. 7. Шунт с усилителем и вольтметром

Диапазон измеряемого тока – от 0 до 0.5 А. При этом диапазон измерения вольтметра – от 0 до 5 В. Для приведенной на рисунке схемы коэффициент усиления вычисляется по формуле k = R2/R1 (при R2/R1=R4/R3 – это условие считаем выполненным). 14.1 Вычислите сопротивление R2, обеспечивающее такой коэффициент усиления, чтобы весь диапазон измеряемого тока соответствовал всему диапазону вольтметра. В ответе укажите одно число – сопротивление в Омах (если оно получится дробным, то с точностью до 2 знаков после запятой).

12

Задания — прак.

Практическое задание для проведения регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по труду (технологии) 2024 / 2025 года Робототехника, 11 класс Навигация роботов и перемещение объектов Материальное обеспечение Arduino совместимая плата расширения (шилд) для подключения 1 датчиков и сервопривода, макетная плата не менее 170 точек (плата прототипирования) Шасси для робота в сборе, включающее: 1 • платформу произвольной формы с отверстиями для крепления компонентов вертикальная проекция, которой не выходит за пределы окружности диаметром до 250 мм, но не менее 122 мм; • два коллекторных электродвигателя с металлическими редукторами, припаянными проводами и следующими характеристиками:  максимальный ток (ток остановки) не превышает 2А;  номинальное напряжение от 6 до 12 В;  крутящий момент обеспечивает старт платформы на 30% мощности;  диаметр моторов от 12 до 25 мм;  максимальная угловая скорость на валу обеспечивает движение платформы со скоростью от 0,4 до 0,85 м/с, исходя из диаметра колёс;  опционально наличие инкрементального энкодера; • два комплекта креплений для двигателей; • два колеса диаметром от 42 до 100 мм; • две шаровые или роликовые опоры; • контроллер Arduino UNO или аналог; • драйвер двигателей (на основе микросхемы L298D или аналог) или шилд для ArduinoUno на их основе; • держатели для двух или трёх Li-ion аккумуляторов типоразмера «18650» или «14500» (в зависимости от номинального напряжения электродвигателей); • регулируемый стабилизатор напряжения (на основе микросхемы GS2678 или XL4015 или их аналогов, обеспечивающий ток достаточный для всех потребителей; • выключатель, разрывающий цепь от элементов питания к стабилизатору В качестве платформы не разрешается использовать конструктор с разъемами для однозначного подключения моторов и сенсоров. Рекомендуемые разъемы для электрических соединений – тип BLS Комплект из двух или трёх Li-ion аккумуляторов типоразмера 1 «18650» или «14500». Аккумуляторные батареи должны быть +1 запасной комплект новыми и полностью заряженными на каждых двух участников Инфракрасный дальномер (10-80 см) Sharp GP2Y0A21 или аналог 1 Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 или аналог 1 Пассивное крепление для дальномера 2 1

Аналоговый датчик отражения на основе оптопары (датчик линии) Серводвигатель с конструктивными элементами для крепления и построения манипулятора Кусок жесткой медной проволоки сечением 1,5-2,5 мм в изоляции или без, длиной от 30 до 40 см с крепежом на сервопривод Светодиод Тактовая кнопка Резисторы 220Ом, 10 КОм Провода перемычки для макетной платы (в количестве, необходимом для подключения всех датчиков, плюс 50%) Скобы и кронштейны для крепления датчиков Винты М3 Гайки М3 Шайбы 3 мм Шайбы пружинные 3 мм Стойки для плат шестигранные Соединительные провода Кабельные стяжки (пластиковые хомуты) 2,5х150 мм Инструменты и прочее Компьютер с установленной средой разработки ArduinoIDE. В качестве среды разработки допускается использование только Arduino IDЕ версии 1.8.x или 2.х.х без дополнительных установленных библиотек Кабель USB Крестовые отвёртки, подходящие под предоставленный крепёж Плоская отвёртка, подходящая под клеммы модулей Отвёртка с торцевым ключом, подходящим под предоставленный крепёж Маленькие плоскогубцы или утконосы Бокорезы Цифровой мультиметр Распечатанная техническая документация на платы расширения и датчики Зарядное устройство для аккумуляторов типа 18650 или 14500 Лист бумаги формата А3 с напечатанной рамкой чертежа и основной надписью в соответствии с ГОСТ 2.104-2006, внутри рамки печать тонкой разметки в клетку 5 мм Соревновательный полигон 1200×2400 мм с калибровочными квадратами 300×300 мм. • Печать в типографии на литом матовом баннере плотностью510 г/м². Рекомендован баннер FX FLEX Frontlit, литой, матовый, 510 г/м² или аналог. • Калибровочный фрагмент баннера 300х300 мм с черной разметкой на белом поле аналогичной разметке полигона, 7 шт. Дополнительные элементы • Кубики с ребром 40 мм с допуском 3 мм, 17 шт. на полигон (10 на полигоне, по 1 у каждого участника). Материал кубиков, например, дерево, картон или пластик, масса 60 г с допуском 10 г 2

2 2 2 3 2 по 3 шт. каждого номинала набор в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве 1

1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 на каждые 7 мест

Задание Участнику необходимо собрать робота, составить его электрическую принципиальную схему Э3, написать и отладить программу, обеспечивающую функционал робота в соответствии с задачами. • • • • • •

• • • • • • • • • • • • •

Задачи для робота Начинать движение в зоне старта. Двигаться по линии с перекрёстками и перемещать зелёные кубы между пустыми квадратными зонами. Разместить 2 зелёных куба в зоны, закрашенные зелёным цветом, находящиеся на одной горизонтали с изначальным расположением любого из зелёных кубов, по одному в каждой зоне. Синие кубы не должны покидать квадратные зоны. Зелёные кубы должны перемещаться от одной до другой белой квадратной зоны, ограниченной красной линией, и не должны оказаться полностью внутри зоны, окрашенной в розовый цвет. Робот не должен оказаться внутри двух жёлтых зон одновременно, переехав колесами из одной в другую. Перемещение из одной желтой зоны в другую возможно только через белую зону в верхней части полигона (рис. 1). Две разные желтые зоны разделены розовой зоной. Доставив зеленые кубы в зеленую зону, робот перемещается в зону финиша и останавливается. Примечания Размеры робота на старте не должны превышать 300х300х300 мм, в процессе выполнения задания размеры робота могут увеличиться. Перед стартом робота не допускается ввод в контроллер данных о расположении кубов. Куб считается размещенным в квадратнойзоне любого цвета, если любая часть его вертикальной проекции находится над этой зоной. Если зелёный куб оказался внутри зоны, окрашенной в розовый цвет, попытка останавливается. Если робот переехал любым колесом из одной желтой зоны в другую через розовую зону, попытка останавливается. Куб считается расположенным в розовой зоне, если он своей вертикальной проекцией полностью находится над розовой зоной. Робот считается расположенным в жёлтой зоне, если любая часть его вертикальной проекции находится над жёлтой зоной. Чёрные линии, проходящие сквозь жёлтую зону, являются частью жёлтой зоны. Чёрная линия, проходящая сквозь розовую зону, считается частью розовой зоны. Расположение кубов определяется жребием. Робот считается находящимся в зоне старта, если он своей вертикальной проекцией полностью находится внутри зоны, включая провода и все элементы конструкции. Робот считается находящимся в зоне финиша, если он любым колесом соприкасается с зоной финиша. Цветные линии, ограничивающие зоны старта и финиша, являются частью этих зон.

Рис. 1. Пример начального расположения кубов

Рис. 2. Пример правильного выполнения задания

Рис. 2. Пример перемещения робота и кубов

Требования к полигону 1. Полигоном является литая баннерная ткань с нанесённой типографским методом разметкой. 2. Размер баннера 2400х1200 мм (размер баннера и изображений может отличаться ±5%). 3. Ширина черных линий 30 мм. 4. Зонами старта/финиша являются квадраты 300х300 мм, очерченные желтой/синей линией. 5. На Т-образных перекрёстках расположены квадратные зоны 100х100 мм для установки кубов. 6. Всего на полигоне 6 кубов: 2 зеленых и 4 синих 1. Зеленые кубы расположены в квадратах, очерченных зелеными линиями, синие – в квадратах, очерченных красными линиями, по два в столбце. Сторона куба 40±3 мм. 7. Рекомендуемый внешний вид полигона приведен на рисунке 1. Общие требования • Организаторы практического тура предоставляют шасси робота в собранном виде. Все остальные части робота должны находиться в разобранном состоянии (все детали отдельно). При сборке робота нельзя пользоваться никакими инструкциями (в устной, письменном форме, в виде иллюстраций или в электронном виде), за исключением документации на компоненты, выданной организаторами олимпиады. • В конструкции робота допускается использование только тех деталей, которые выданы организаторами. • Все элементы робота, включая контроллер, систему питания, должны находиться на роботе. • Робот должен быть автономным, т.е. не допускается дистанционное управление роботом. • Перед зачетным заездом участник может поправить кубики в стартовых квадратах, после чего член жюри может внести окончательные поправки. • При зачетном старте робот должен быть включен вручную по команде члена жюри, после чего в работу робота нельзя вмешиваться. Если участник прикоснулся к роботу или полигону во время заезда, попытка немедленно останавливается и производится подсчет набранных баллов. • Зачетный заезд длится максимум 180 секунд, после чего, если робот еще не остановился, он должен быть остановлен вручную по команде члена жюри, зафиксировано его местоположение. • В том случае, если робот полностью выехал за пределы полигона, заезд прекращается, производится подсчет баллов. • Если робот съехал с линии (вертикальная проекция робота не над линией), попытка немедленно останавливается и производится подсчет набранных баллов. • Количество пробных стартов не ограничено. • В случае выхода из строя оборудования не по вине участника время подготовки участника приостанавливается до момента замены оборудования на работоспособное. Участник несет ответственность за то, чтобы на момент зачетной попытки батареи были заряжены в достаточной мере для выполнения задания.

Цвета кубов могут быть другими в зависимости от возможностей организаторов, но должны отличаться друг от друга. Всего цветов кубов на полигоне должно быть два.

Порядок проведения Каждому участнику должно быть дано две попытки. Первая попытка – через 120 минут после начала выполнения задания, вторая – через 60 минут после окончания первой попытки. Перед попыткой все участники сдают роботов жюри и забирают обратно только после завершения всех заездов попытки. Участник может отказаться от попытки, но робота сдает в любом случае. После каждой сдачи всех роботов в карантин члены жюри проводят жеребьевку, по которой определяется расположение объектов один раз для всех участников попытки. На второй попытке использованный на первой попытке жребий удаляется. В процессе выполнения попытки участнику разрешен один перезапуск не позднее 30 с после начала выполнения попытки. В этом случае набранные баллы первого запуска данной попытки не учитываются. При перезапуске участник может поправить конструкцию и электрические соединения робота, поменять батарейки, на что дается 1 минута. Использовать компьютер нельзя. Все элементы на поле перед перезапуском расставляются на исходные позиции. В зачет идет результат лучшей попытки, результаты вносятся в протокол сразу. Программы, схемы и роботы сдаются участниками жюри после завершения всех попыток. Оценивание корректности программ, схем и конструкций производится жюри без участников. Каждый час производится перерыв на 10 минут с выходом учащихся и проветриванием помещения. Время перерыва не входит во время подготовки участников.

Карта контроля для 11 классов Номер участника:_________________________

№ п/п 1 2

4 5

6 7

8 9

Макс. балл

Критерии оценивания

Робот полностью выехал со старта (все точки вертикальной проекции робота покинули стартовую зону) Робот разместил зелёный куб в белой квадратной зоне (за каждый куб в каждом столбце можно получить баллы только один раз; баллы не начисляются за размещение зелёного куба в зоне, где уже был размещён зелёный или синий куб) Зелёный куб размещён в зелёной зоне напротив зоны начального размещения любого зелёного куба (за один куб можно получить баллы только один раз; баллы не начисляются за размещение куба в зоне, где уже был размещён другой куб) Робот переместил синий куб из зоны изначального размещения. Робот остановился в зоне финиша после успешного выполнения любой части заданий пп. 2–3 (робот любым колесом соприкасается с зоной финиша) Составлена электрическая принципиальная схема Э3 робота на базе Arduino(в соответствии с ГОСТ 2.702-2011) Код программы оптимизирован (в коде используются циклы, ветвления, регуляторы). Код взаимосвязан с заданием и выполняет осмысленные действия. Программа компилируется без ошибок Читаемость кода (наличие комментариев к основным блокам кода, информативные имена переменных, выделение отступами циклов и т.д.) Отсутствие грубых ошибок в конструкции робота (незакрепленные или плохо закрепленные части, провод касается колеса и пола, шины соприкасаются с деталями шасси и т.д.) Максимальные баллы:

Кол-во баллов, выставленных членами жюри 1 по- 2 по- Лучшая пытка пытка попытка

3 4×4

3×2

-5×4 * 3

1 2

35

Итого:

*Общее количество баллов за выполнение задания (пп.1–5) не может быть меньше 0.

Ответы и решения — показать

Официальные ответы и критерии оценивания жюри. Сначала решите задания самостоятельно.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ И КЛЮЧИ ВЫПОЛНЕННЫХ ОЛИМПИАДНЫХ ЗАДАНИЙ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ТУРА регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по труду (технологии) 11 класс 2024-2025 учебный год Профиль «Робототехника»

Москва 2025 г. 1

По теоретическому туру максимальная оценка результатов участника 11 класса определяется арифметической суммой всех баллов, полученных за выполнение заданий и не должна превышать 30 баллов. Каждый ответ оценивается либо как правильный (полностью совпадает с ключом), либо как неправильный (отличается от ключа или отсутствует). Каждый правильный ответ имеет свой вес: 0,5 балла, 1 балл, 1,5 балла, 2 балла. В специальной части участникам предлагается 5 задач с несколькими заданиями в каждой. Наличие верного решения в явном виде может быть учтено при незначительных отклонениях в ответе. Общая часть 1. ОТВЕТ (0,5 балла): Промышленный интернет вещей (IIoT) 2. ОТВЕТ (1 балл): «UX»–User Experience И/ИЛИ пользовательский опыт (0,5 балла) «UI» –User Interface И/ИЛИ пользовательский интерфейс (0,5 балла) Примечание: верно также «опыт пользователя», «интерфейс пользователя» 3. ОТВЕТ (1 балл): Обозначение Элемент G генератор S1, S2 выключатели (ключи) F1, F2 предохранители R сопротивление (резистор) T трансформатор P1 амперметр P2 вольтметр E1, E2, E3 лампы накаливания Примечание: по 0,125 б. за каждый правильный ответ 4. ОТВЕТ (1 балл): а б в

OX

OY + + +

+ +

OZ + +

5. ОТВЕТ: (1 балл): Примечание: 0,5 б можно поставить, если указаны два верных значения в строке ИЛИ в столбце. Совпадения ответа участника с ключом по диагонали не учитывать Субъекты Среднеспис. численность Предельные значения работников, чел. дохода за год, млн.руб. 2

1. Микропредприятия

До __15__

До __120__

2. Малые предприятия

До __100__

До __800__

6. ОТВЕТ (1 балл): 1, 2, 3 7. ОТВЕТ (1,5 балла): Г2 РЕШЕНИЕ: Площадь колхозных полей составляет 30 км2. На дронах А, Б и В и двух первых аккумуляторах потребуется время работы и время перезарядок, превышающее 12 часов. При производительности Г потребуется 30/20=1,5 ч работы. Требуемая емкость = потребление * время полета = 80 * 1,5 = 120 Ач При емкости 1 время одного полета составит Время = Емкость / потребление = 10 / 80 = 0,125 ч = 7,5 мин Для полета 1,5 ч потребуется 12-1=11 перезарядок: 1,5/0,125=12. Таким образом, полное время составит 12,5 ч. Аккумулятор не подходит. При емкости 2 время одного полета составит Время = Емкость / потребление = 12 / 80 = 0,15 ч = 9 мин Для полета 1,5 ч потребуется 10-1=9 перезарядок: 1,5/0,15=10. Таким образом, полное время составит 10,5 ч. Это соответствует аккумулятору 2. 8. ОТВЕТ(1 балл): в инженер по тестированию и качеству Специальная часть 9. Задачаоб устройстве с модулем беспроводной связи. 9.1. ОТВЕТ:3300 (1 балл) Решение. Согласно схеме делителя напряжения, сигнал снимается с точки B и измеряется относительно «земли». То есть, на элементе, ограниченном этими точками (по схеме – резистор R2) должно быть напряжение UR2=3.3В – именно с таким напряжением работает модуль ESP8266. А на втором плече делителя напряжения (по схеме – резисторе R1) должно быть оставшееся напряжение UR1=1.7 В. Причем через оба резистор должен течь одинаковый ток Iобщ. Вычислим этот ток для резистора R1 по закону Ома: Iобщ = IR1 = U / R1 = 1.7 В / 1 500 Ом = 0.0011(3) А = 1.1(3) мА. Выразим из закона Ома сопротивление: R = U / I. Для резистора R2 подставим значения и вычислим сопротивление: R = UR2 / IR1 = UR1 / Iобщ = 3.3 В / 0.0011(3) ≈ 2 911 Ом. По таблице выбираем ближайшее большее значение (3.3) и приводим его к соответствующему порядку: 3 300 Ом. 3

9.2. ОТВЕТ: 1,15 (1 балл) Решение. Делитель напряжения может уменьшать напряжение, приложенное к точке А и на точке В делать его часть. В обратном направлении делитель не работает. То есть данные могут передаваться в направлении от точки А к точке В. Следовательно, точка А должна подключаться к «передатчику» платы ArduinoNano – контакту с функцией TX (transmitter – передатчик); а точка В должна подключаться к «приемнику» модуля ESP8266 – контакту RX (receiver – приемник). Функция TX у ArduinoNano реализована на ножке 1, функция RX на модуле ESP8266 реализована на ножке 15. 9.3. ОТВЕТ: 390(1 балл) Решение. Оптопара передает данные от модуля ESP8266 к плате ArduinoNano, следовательно, светодиод должен быть подключен к модулю ESP8266 с напряжением работы пинов 3.3 В. Кроме того, на самом светодиоде для его открытия падает напряжение 1.2 В. То есть, на резисторе R3 остается напряжение UR3 = 3.3 В – 1.2 В = 2.1 В. Выразим из закона Ома сопротивление R = U / I и подставим значения, известные для резистора R3: R3мах = UR3 / Imin = 2.1 В / 0.005 А = 420 Ом. Уменьшая номинал резистора получим больший ток через светодиод и эффективную работу оптопары. По таблице выбираем ближайшее меньшее значение (3.9) и приводим его к соответствующему порядку: 390 Ом. 9.4. ОТВЕТ: B(2 балла) Решение. Схема В – это схема эмиттерного повторителя, подключенная к пинуприемнику RX; это единственная схема, передающая сигнал оптопары без инверсии и подключенная верно. Схема Г неверна, так как подключена к пину-передатчику TX. У схемы Б нет стягивающего резистора, следовательно она не может обеспечить гарантированного «нулевого» сигнала. Схема А накоротко замыкает питание при открытии транзистора оптопары. Схемы Д и Е инвертируют сигналы интерфейса UART, то есть сигналы будут восприниматься неверно. 10.Задача о роботе-доставщике. 10.1. Ответ: 45 (1,5 балла) Обозначим C – центр тяжести. Точка А – точка касания колеса. СD=AD=400. Значит, прямоугольный треугольник ACD равнобедренный.

10.2. Ответ: 1425 (1,5 балла) Из прямоугольного треугольника POB: см. При таком радиусе кривизны происходит касание днищем лежачего полицейского. Значит, радиус кривизны должен быть больше 1425 мм. 11.Задача о точных перемещениях. Решение Посчитаем, на сколько изменяются показания энкодеров для каждого из мотора за указанные промежутки времени. Проанализировав изменение показаний энкодеров обоих моторов и проведя соответствующие вычисления, мы можем сделать вывод, что: Период времени, с С 0 по 3 С 3 по 21 С 21 по 45

Изменение Изменение показаний показаний энкодера энкодера мотора А, ° мотора В, ° -450 450 3240 3240 4050

3150 5

Движение робота (для точки, расположенной по середине между колёс) танковыйповоротналевона 180° проездпрямовперёд 9 оборотов поворот направо по дуге радиусом 160 см на 180°

С 45 по 50 С 50 по 56 С 56 по 58 С 58 по 76 С 76 по 77

-900 1080

900 1080

360 3240 225

-90 3240 -225

танковыйповоротна 360° проездпрямовперёд 3 оборота поворот направо по дуге радиусом 12 см на 90° проездпрямовперёд 9 оборотов танковыйповоротнаправона 90°

11.1. ОТВЕТ:Ж (0,5 балла) См. выше. 11.2. ОТВЕТ: 3 (0,25 балла) См. выше. 11.3. ОТВЕТ: 45,50 (0,5балла) См. выше. 11.4. ОТВЕТ: 452 (1 балл) Решение Длина отрезка, который робот начертил при первом проезде прямо: 11.5. ОТВЕТ: 180 (1 балл) См. выше. 11.6. ОТВЕТ: 1576 (1,25 балла) Решение Изобразим кривую, которую нарисует маркером робот:

Посчитаем длину линии, которую нарисовал робот:

11.7. ОТВЕТ: 922 (1,5 балла) Решение Данная фигура состоит из полукруга радиуса 160 см, четверти круга радиуса 12 см, и двух прямоугольников. Стороны одного из них равны 3 длины окружности колеса робота на 2*160 см. Стороны другого равны 12 см на 2*160-12 см:

Площадь фигуры равна:

12.Задачао системе питания 12.1. ОТВЕТ:2,9 (0,75 балла) Решение Максимальный ток, потребляемый Arduino при напряжении 12.6В I1 = 1.3 Вт / 12.6 В ≈ 0.103 А I2 = (2*0.5А + 6*0.01А)/12.6*5 ≈ 0.421 А Суммарный ток I = 2 * 1.2 А + 0.421 А + 0.103 А ≈ 2.9 А 12.2. ОТВЕТ:3S1P (1,25 балла) Решение Один элемент питания Аккумулятор LiIon при полном заряде выдает напряжение 4.2В и максимальный ток 10А. Для получения 12,6В необходимо 7

3 таких элемента последовательно. Каждый элемент выдает достаточный ток для задачи – параллельное соединение элементов не требуется. Параметры сборки: напряжение 12.6В, максимальный ток 10А. 13.Задача о синхронизации двигателей. 13.1. ОТВЕТ: sign, ratio, sign (2 балла) Решение. Ошибка (отклонение): еrr = encoderL*sign+encoderR*ratio В случае, когда двигатели вращаются с разными по знаку скоростями, энкодеры необходимо складывать, sign=1: егг = encoderL*1+encoderR*ratio, чтобы в итоге получить их разность. Когда двигатели вращаются со скоростями одного знака, необходимо в формуле нахождения ошибки(отклонения) сменить знак суммы на разность с помощью sign=-1: егг = encoder*(-1) + encoderR*ratio ratio – задает отношение скоростей, когда «центр вращения ∉ ∞» и «центр вращения ≠ центру оси колес» и «скорости двигателей ≠ 0». 13.2. ОТВЕТ: 22(1 балл)

Решение. errold = 0 (вторая итерация), err = 2 13.3. ОТВЕТ: -59(1 балл) Решение. ratio=2, sign=1, errold = -1(четвертаяитерация), err = -1, u = -1, powerL = -60-(1*1)=-59 14.Задача о шунте 14.1. ОТВЕТ: 20000(2 балла) Решение. Выразим падение напряжения на шунте из закона Ома: U = I * R. При максимальном измеряемом токе имеем на шунте напряжение U = 0.5 A * 0.5 Ом = 0.25 В. Коэффициент усиления вычисляем как простое отношение максимального напряжения диапазона измерения вольтметра к максимальному напряжению на шунте: k = 5 В / 0.25 В = 20. Из формулы вычисления коэффициента усиления, приведенной в условии, выразим сопротивление второго резистора: R2 = k * R1 = 20 * 1 кОм = 20 кОм = 20000 Ом (по условиям задачи ответ должен быть указан в Омах). 8

Региональный этап 2024/2025 — другие классы

Все классы →

Олимпиада по робототехнике 11 класс — другие годы и этапы

Все комплекты →