Программы лекций

Кремний лежит в основе большинства современных микросхем. Его проводимость можно изменять добавлением примесей, а поведение носителей заряда позволяет создавать диоды и транзисторы.

Начнём с различия между проводником, изолятором и полупроводником. Затем разберём p–n-переход и сравним два применения транзистора: усиление сигнала и переключение.

Программа

1. Электроны и дырки. Собственная и примесная проводимость.
2. Полупроводники n- и p-типа. Образование p–n-перехода.
3. Прямое и обратное смещение: как работает диод.
4. Биполярные и полевые транзисторы: основные различия.
5. Отдельный транзистор и интегральная схема.

Подготовка

Достаточно школьных представлений о токе, напряжении и сопротивлении. Опыт сборки электронных схем не нужен.

Вычисления нужны астрономии и до наблюдения, и после него: чтобы предсказать положение объекта, спланировать работу прибора и обработать полученные данные.

Разберём три задачи: расчёт движения небесных тел, управление космическим аппаратом и обработку изображений. Отдельно обсудим, чем численная модель отличается от наблюдения и как проверяют её точность.

Программа

1. Астрономические таблицы и переход к электронным вычислениям.
2. Численное интегрирование: расчёт орбит с конечным шагом времени.
3. Бортовые компьютеры и ограничения по ресурсам.
4. Калибровка снимков, шум и объединение наблюдений.
5. Моделирование физических систем и сравнение с данными.

Подготовка

Специальные знания астрономии и программирования не требуются. Основные термины рассматриваются на примерах.

Привод преобразует энергию в движение. В роботе это обычно не один двигатель, а система с передачей, датчиками и управлением.

Рассмотрим электрические приводы небольших манипуляторов и мобильных роботов. Обсудим, зачем нужен редуктор, как измеряют положение и почему точность зависит не только от количества шагов двигателя.

Программа

1. Момент, скорость и мощность: основные параметры привода.
2. Двигатели постоянного тока и шаговые двигатели.
3. Редукторы: передаточное отношение, потери и люфт.
4. Датчики положения и обратная связь в сервоприводе.
5. Подбор привода под нагрузку и режим работы.

Подготовка

Материал рассчитан на знакомство с основами механики. Наличие собственного робота или набора электроники не требуется.