Олимпиада по робототехнике 9 класс — школьный этап ВсОШ 2023/2024: задания и ответы

Задания теории

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ТЕХНОЛОГИЯ. ПРОФИЛЬ «РОБОТОТЕХНИКА». 2023–2024 уч. г. ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП. 9 КЛАСС Максимальный балл за работу – 30. Общая часть 1. Стены станции «Давыдково» Большой кольцевой линии московского метрополитена украшены барельефами с изображениями работников МЧС (Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий). Рассмотрите фотографию.

Изображение представителя какой профессии приведено на данной фотографии?     

сапёр лётчик водолаз кинолог пожарный

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс

2. Среди предложенных изображений выберите то, на котором приведена маркировка с упаковки изделия, указывающая на то, что данный груз является скоропортящимся (требует специальных условий хранения).

3. Выберите, к какому виду художественной росписи относится изделие, изображённое на рисунке.

     

гжельская роспись мезенская роспись городецкая роспись жостовская роспись хохломская роспись семикаракорская роспись

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс

4. В апреле 1899 года состоялось открытие первой линии трамвая в Москве. Она прошла от Бутырской заставы до Петровского парка. Проезд на трамвае стоил 6 копеек. Иван работает у Романа помощником. Роман дал Ивану на транспортные расходы на месяц 5 рублей. Однако, к середине месяца у Ивана из выданных Романом денег осталась только одна монета, изображённая на рисунке. Определите, сколько поездок на трамвае сможет оплатить Иван данной монетой.

Монета Ответ: __________________________. 5. Деревянный брус из осины имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Длина бруса равна 350 мм, ширина 2,3 дм, высота 18 см. Плотность осины равна 510 кг/м³. Определите массу данного бруса. Ответ выразите в граммах, округлив результат до целого. Ответ: __________________________.

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс

Специальная часть 6. Робота поместили в лабиринт (см. лабиринт). Направление «вперёд» робота соответствует направлению стрелки. Робот должен, двигаясь по правилу «левой руки», пройти по лабиринту и вернуться в клетку, из которой он стартовал.

Лабиринт Определите, сколько клеток посетит робот, двигаясь по лабиринту по правилу «левой руки». Каждая посещённая роботом клетка считается по одному разу, включая клетку старта. Справочная информация Кратко алгоритм прохождения лабиринта по правилу «левой руки» можно сформулировать так: двигаясь по лабиринту, надо всё время касаться левой рукой его стены. Придётся пройти долгий путь, заходя во все тупики, но в итоге цель будет достигнута. Ответ: __________________________. 7. Рома записал пример в четверичной системе счисления: 3234 + 22334 Определите, какое число получится после сложения. Ответ запишите с помощью арабских цифр в четверичной системе счисления. Индекс системы счисления в ответ записывать не надо. Ответ: __________________________. 8. Первую треть пути робот проехал со скоростью 2 см/с, вторую треть пути робот проехал со скоростью 3 см/с. Последнюю часть пути длиною 3 дм робот проехал со скоростью 4 см/с. Определите, чему равна средняя скорость робота на всём пути, ответ дайте в сантиметрах в секунду, округлив результат до десятых. Для получения более точного результата, округление стоит производить только при получении финального ответа. Ответ: __________________________. 4

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс

9. Робот оснащён двумя отдельно управляемыми колёсами, диаметр каждого из них равен 6 см. Левым колесом управляет мотор А, правым колесом управляет мотор В. Колёса напрямую подсоединены к моторам. Робот движется прямолинейно. В начале работы программы энкодеры моторов были обнулены. Дальнейшее изменение показаний энкодера мотора А показано на графике.

Определите расстояние, на которое робот переместился за первые 15 секунд движения. Ответ дайте в сантиметрах, округлите результат до целого. При расчётах примите π ≈ 3,14. Для получения более точного результата, округление стоит производить только при получении финального ответа. Ответ: __________________________. 10. Выберите два изображения, на которых даны зубчатые рейки.

11. Упругую невесомую балку длиной 1,5 м подвесили на расстоянии 50 см от её правого конца. На расстоянии 30 см от правого конца балки к балке подвесили гирю массой 3 кг. Определите, на каком расстоянии от левого конца балки нужно подвесить гирю массой 2 кг, чтобы балка заняла горизонтальное положение. Ответ дайте в сантиметрах. Ответ: __________________________.

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс

12. Иван собрал из шестерёнок двухступенчатую передачу (см. схему передачи). К передаче он прикрепил мотор и картонную стрелку.

Схема передачи Первоначально стрелка ориентирована горизонтально. Число зубьев шестерёнок указано в таблице. Условные обозначения z1 z2 z3 z4 z5 z6

Число зубьев 25 32 15 18 54 18

Мотор включили на 70 секунд, при этом ось мотора вращается по часовой стрелке с частотой 6 оборотов в минуту. Определите, какое положение займёт стрелка после выключения мотора. В ответе укажите угол, который образует стрелка с горизонталью в пределах от –180° до 180° включительно. Если стрелка расположена выше горизонтальной оси, то направление считается положительным, если стрелка расположена ниже горизонтальной оси, то направление считается отрицательным. В начальный момент времени стрелка направлена горизонтально (под углом 0° к горизонтали). Ответ дайте в градусах (см. пример записи угла стрелки), например, –10.

Пример записи угла стрелки Ответ: __________________________.

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс

13. Манипулятор робота может совершать поступательные движения звеньев в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости XOY. Координата положения захвата манипулятора вдоль оси ОХ может меняться от –200 до 100, координата положения захвата манипулятора вдоль оси ОY может меняться от –200 до 400. Считайте, что 1 единица по каждой из осей соответствует 3 мм. Определите площадь рабочей зоны манипулятора. Ответ дайте в квадратных дециметрах.

Ответ: __________________________. 14. Рома собрал на макетной плате следующую схему (см. схему цепи).

Схема цепи При сборке он пользовался только резисторами номиналом 200 Ом. Определите сопротивление участка АВ. Сопротивлением источника тока и проводов можно пренебречь. Ответ выразите в омах. Справочная информация Подключение резисторов, которое можно представить в виде комбинации участков, на которых резисторы соединены последовательно и/или параллельно, называется смешанным соединением. При последовательном соединении резисторов общее сопротивление участка цепи можно посчитать, сложив номиналы резисторов. Рассмотрим пример параллельного соединения участка цепи:

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс

При параллельном соединении резисторов общее сопротивление участка BC можно посчитать следующим образом (при R1 = R3 = 10 Ом, R2 = 40 Ом):

Тогда сопротивление участка BC будет равно: Ответ: __________________________. 15. На полигоне около стены установлено несколько объектов – прямоугольных параллелепипедов. Объекты отличаются только шириной. В комплекте полигона всего 6 объектов: 3 широких и 3 узких. На полигоне может быть установлено только 4 объекта. Для определения параметров объектов было решено использовать ультразвуковой датчик, расположив его так, чтобы он был направлен перпендикулярно поверхности стены, вдоль которой стоят объекты. Данные, полученные роботом с датчика, были представлены в виде графика (см. график).

График С помощью объектов происходит кодирование номера зоны, из которой нужно забрать кубик. Узкий объект соответствует цифре 0, широкий – цифре 1. Кодирование происходит в двоичной системе счисления. Робот движется по полигону, от объекта, кодирующего старший разряд к объекту, кодирующему младший разряд. Определите номер зоны, из которой роботу нужно забрать кубик. Ответ запишите в десятичной системе счисления. Ответ: __________________________. Максимальный балл за работу – 30. 8

Задания и критерии практики

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ТЕХНОЛОГИЯ. ПРОФИЛЬ «РОБОТОТЕХНИКА». 2023–2024 уч. г. ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП. 9 КЛАСС Практический тур Необходимое оборудование • • • • • • • • • •

Arduino UNO или аналог – 1 шт. Компьютер с установленной средой программирования Arduino IDE. Макетная плата (170 контактов и более) – 1 шт. Коллекторный электродвигатель – 1 шт. Драйвер двигателя (на основе чипа L293D или аналог) – 1 шт. Ультразвуковой датчик HC-SR04 (или аналог) – 1 шт. Светодиод красный – 1 шт. Светодиод зелёный – 1 шт. Источник питания 6–12В. Иные компоненты при необходимости (участник может использовать дополнительные электронные компоненты при необходимости).

Практическое задание может быть выполнено в симуляторе TinkerCad https://www.tinkercad.com или с использованием электронных компонентов. Легенда: В конструкторском бюро разрабатывается новая модель системы автоматического торможения беспилотного автомобиля. Датчик расстояния отслеживает препятствие перед автомобилем и пропорционально снижает скорость его двигателя. Также присутствует аварийная кнопка, которая останавливает двигатель. В системе есть два светодиода: красный горит при аварийной остановке, зелёный в обычном режиме. Необходимо собрать устройство и написать управляющую работой электродвигателя.

для

него

программу,

• при отсутствии препятствия перед ультразвуковым датчиком, электродвигатель вращается со своей максимальной скоростью при данном напряжении; • если перед ультразвуковым датчиком появляется препятствие, скорость двигателя пропорционально снижается (от максимальной скорости при отсутствии препятствия перед датчиком до полной остановки двигателя при минимальном расстоянии); • нажатие на кнопку аварийной остановки выключает двигатель и переключает зелёный светодиод на красный; • повторное нажатие на аварийную кнопку переводит систему в обычный режим, включает электродвигатель и переключает красный светодиод на зелёный. Составьте принципиальную собранного вами устройства.

схему

электрических

соединений,

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс. Практический тур

Методика тестирования устройства 1. При запуске программы должен начать светиться зелёный светодиод, красный не светится. Результат фиксируется. 2. После запуска программы необходимо переместить ползунок ультразвукового датчика за пределы области срабатывания датчика. Двигатель должен начать вращаться с максимальной скоростью. Результат фиксируется. 3. Ползунок ультразвукового датчика смещается на расстояние 168 см. Мотор должен вращаться со скоростью 50 % от максимальной. Результат фиксируется. 4. Ползунок ультразвукового датчика смещается на расстояние 84 см. Мотор должен вращаться со скоростью 25 % от максимальной. Результат фиксируется. 5. При нажатии на кнопку аварийной остановки красный светодиод включается, зелёный светодиод и мотор выключаются. Результат фиксируется. 6. При повторном нажатии на кнопку система переходит в стандартный режим работы (скорость мотора меняется пропорционально расстоянию перед ультразвуковым датчиком). Результат фиксируется. 7. Оцениваются программа, схема (см. приложение) и сборка устройства. На выполнение практического задания участнику даётся 120 минут. За это время ему предоставляются 2 попытки. Участник может сообщить о своём желании сделать зачётную попытку в любое время. Время тестирования не входит во время подготовки (120 минут). Если по истечении времени подготовки участник не сделал ни одной попытки, производятся сразу две попытки подряд. В зачёт идёт результат лучшей из попыток.

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс. Практический тур

Критерии оценки № Действие Баллы 1 Мотор вращается в одном из состояний системы 5 2 Мотор изменяет свою скорость пропорционально расстоянию 6 перед ультразвуковым датчиком 3 Нажатие кнопки останавливает мотор 4 4 Повторное нажатие кнопки переводит систему в стандартный 5 режим (двигатель работает со скоростью, пропорциональной расстоянию) 5 При работе в стандартном режиме горит зелёный светодиод, 5 при аварийной остановке – красный 6 Код программы оптимизирован 2 (в коде используются циклы, ветвления) 7 Читаемость кода (наличие комментариев к основным блокам 2 кода, информативные имена переменных, выделение отступами циклов и т. д.). Возможно выставление частичных баллов 8 Составлена принципиальная схема электрических соединений 4 собранного устройства. Возможно выставление частичных баллов (см. критерии оценки) 9 Устройство собрано верно и аккуратно. 2 (Использованы разноцветные перемычки для соединения контактов компонентов, отсутствуют ошибки при подключении компонентов, соединения выполнены должным образом.) Возможно выставление частичных баллов Итого 35

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс. Практический тур

Индивидуальный протокол участника № участника________________ №

Критерии

Макс 1 2 балл попытка попытка 5

1 Мотор вращается в одном из состояний системы 2 Мотор изменяет свою скорость 6 пропорционально расстоянию перед ультразвуковым датчиком 3 Нажатие кнопки останавливает мотор 4 4 Повторное нажатие кнопки переводит 5 систему в стандартный режим (двигатель работает со скоростью, пропорциональной расстоянию) 5 При работе в стандартном режиме горит 5 зелёный светодиод, при аварийной остановке – красный 6 Код программы оптимизирован 2 (в коде используются циклы, ветвления) 7 Читаемость кода (наличие комментариев 2 к основным блокам кода, информативные имена переменных, выделение отступами циклов и т. д.). Возможно выставление частичных баллов 8 Составлена принципиальная схема 4 электрических соединений собранного устройства. Возможно выставление частичных баллов (см. критерии оценки) 9 Устройство собрано верно и аккуратно. 2 (Использованы разноцветные перемычки для соединения контактов компонентов, отсутствуют ошибки при подключении компонентов, соединения выполнены должным образом.) Возможно выставление частичных баллов Итого за попытку Итого за задание В зачёт идёт результат лучшей из попыток. Максимальный балл за работу – 35.

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс. Практический тур

Рекомендации по составлению и оценке электрической схемы Схема электрическая принципиальная – графически конструкторский документ, отображающий составные части электротехнического устройства и связи между ними. 1. Схема должна соответствовать устройству участника (должны быть использованы все элементы, оговорённые в задании). 2. В схеме используются верные графические обозначения элементов (см. Условные графические обозначения элементов). 3. Функциональные части на схеме изображаются в виде прямоугольников или в виде УГО (например: резистор, кнопка, светодиод и др.). Рекомендуемое соотношение сторон прямоугольников: 1:1,5; 1:2. 4. Все соединения проводников обозначаются точкой. Отсутствие точки говорит о том, что проводники не пересекаются. 5. Все соединения выполняются горизонтальными и вертикальными линиями, повороты под углом 90о, пересечения проводников под углом 90о. 6. Каждый элемент на принципиальной электрической схеме подписывается в соответствии с УГО (условное обозначение и номинал резисторов). 7. В принципиальной электрической схеме все используемые порты контроллера Arduino должны быть подписаны. 8. На схеме должны быть указаны наименования каждой функциональной части устройства. Наименования, обозначения или типы изделий рекомендуется вписывать внутрь прямоугольников. 9. Функциональные части и линии электрической связи следует выполнять сплошными линиями одинаковой толщины. По одному баллу можно снизить за каждую из следующих ошибок: – обозначение одного элемента на схеме не соответствует устройству; – на схеме не указаны наименования функциональной части устройства; – использовано неверное графическое изображение одного типа элементов; – схема выполнена небрежно, неаккуратно. Большое количество исправлений, линии неровные, разной толщины; – дополнительно для принципиальной электрической схемы: • ни один из элементов не подписан; • не обозначен номинал резисторов; • не подписаны порты контроллера к которым подключены проводники.

Всероссийская олимпиада школьников. Технология. Профиль «Робототехника» 2023‒2024 уч. г. Школьный этап. 9 класс. Практический тур

Пример выполнения схемы электрической принципиальной

Условные графические обозначения элементов Источник питания

Резистор (R)

Светодиод

Кнопка (S / SW)

Фоторезистор

Драйвер моторов L293D

Контроллер Arduino

Максимальный балл за работу – 35. 6