НА ПРАЗДНИКЕ УМА

В пятницу, 2 марта, в Таштаголе, на базе школы №2 прошла научно-практическая конференция «Шаг в науку» среди школьников 1-11 классов. На этот раз была представлена 71 научная работа.

Открывая эту, четвёртую по счёту, конференцию, директор школы №2 Е.Е. Зайцева отмечает растущий интерес школьников к научной деятельности: если на первой конференции было 35 работ, сегодня их 71.

Как поясняет заместитель директора по научной работе И.В. Шепета, работа конференции проходит в 6-ти секциях: 1 и 2 классы; 3 и 4 классы; исследовательские работы 5-11 классов по точным наукам — физике и математике; проектные работы 5-11 классов; гуманитарные науки и естественные науки — биология, химия, география.

Сыграть на лазерной арфе

Это сумели сделать ребята из школы №1 Владимир Сергеев (10 класс) и Данил Шляхтинцев (9 класс). Прежде всего, они изготовили сами необычный инструмент, прототип которого разработал в 1979 году француз Бернард Шайнер, а первым сыграл на лазерной арфе с 12-ю лучами знаменитый французский инструменталист Жан-Мишель Жарр.

Принцип действия инструмента таков: вместо струн в нём используются лазерные лучи, попадающие точно в фотоприёмники, и, если прервать луч, приёмник выдаст сигнал о потере света на электронную схему, которая генерирует звук в зависимости от настройки. Главное, что расположение лучей соответствуют струнам определённой тональности.

-Мы решили создать лазерную арфу закрытого типа на основе микроконтроллера Arduino Nano, — поясняет Данил Шляхтинцев. — В качестве фотоприёмников использовали фотодиоды, они особенно чувствительны к красному спектру излучения и имеют быстрое время отклика.

И вот Владимир Сергеев исполняет простенькие мелодии — «В лесу родилась ёлочка» и «Калинка-малинка» и т. п. Звучит инструмент, как детский синтезатор, изображая что-то среднее между флейтой или колокольчиком. Но всё это напоминает волшебство: «музыкант» делает руками движения в воздухе, и льётся музыка. За свою работу авторы получили диплом 3 степени.

Что значит «андроид»?

Оказалось, микропроцессоры  Arduino у юных разработчиков очень популярны. Вот и восьмиклассники из школы №9 Андрей Дадочкин и Александр Тузиков (дипломы 1 степени) создали на его  основе колёсный самоходный робот. Их «питомец» довольно резво «бегает» по ровным поверхностям, а увидев на пути препятствие, сворачивает в сторону. Секрет в том, что робот оснащён ультразвуковыми сенсорами, а благодаря микроконтроллеру, обладает некоторыми рефлексами.

Чудеса стали возможными — дети самостоятельно делают роботов! Прогресс, одним словом.  Но путь к этому был неблизким. О чём и рассказали ребята. Первых механических роботов делал ещё Леонардо да Винчи, а механизмы Анри Дро, выполненные в XVIII веке в виде  человекоподобных манекенов, умели даже рисовать! Это в его честь появился термин «андроид», обозначающий робота человекоподобного.

Устройство, которое представили Андрей и Александр, выглядит, как трёхколёсная тележка с парой «глаз». На самом деле, это ультразвуковые сенсоры – передатчик  и приёмник, сканирующие пространство перед собой. Если приёмник получает сигнал, отражённый от препятствия, микропроцессор Arduino выдаёт команды на управление электродвигателями для поворота вправо на 90˚.

Было забавно смотреть, как взрослые люди принялись играть с «питомцем», подставляя ему ногу, и как робот успешно отворачивал от мужских ботинок и… упирался в женские. Ребята пояснили, в чём дело: сенсоры установлены так, что ультразвук пролетает выше узких женских сапожек. Но дело поправимое, а совершенствовать робота можно сколько угодно.

Знакомьтесь — EV3

Видимо теперь это надолго, если не навсегда: именно роботы становятся фаворитами всех технических форумов. Что было и на этой конференции. «Робот третей эволюции» — так переводится название робота, которого представил в секции проектных работ ученик 7 класса школы №10 Герхард Монингер (диплом 1 степени).

Сделан EV3 из модулей электронного конструктора Lego Mindstorms. Это трёхколёсная машина, чем-то схожая с «питомцем», у неё ведущие передние колёса и заднее рулевое. «Глазами», точнее ушами робота служит ультразвуковой эхолокатор, благодаря которому машина отворачивает от препятствий. Но есть и ещё два сенсора, и первый из них — вынесенная на штанге кнопка остановки. Она сработает, если ультразвуковые сенсоры не заметят препятствия. Второй канал восприятия — световой — пока не задействован. Это направленный вниз прямо по ходу движения фотодатчик. Автор намерен перепрограммировать робота таким образом, что если датчик не получит отраженного сигнала, робот свернёт. За счёт этого EV3 сможет двигаться по какой-нибудь поверхности, например, по столу и не падать.

-Половина конструкции из стандартных деталей, которые я собирал по инструкции, — рассказывает Герхард Монингер. — А самое сложное было рассчитать установку и работу датчиков, потому что именно это — моё. А писать программу пришлось несколько недель.

«Поливалка» с интеллектом

Учащиеся 10 класса Елизавета Левина и Артём Шлейгер задумали облегчить труд цветоводов и просто домохозяек, любящих растения, создав устройство автополива. В основу изделия авторы заложили уже знакомый  микропроцессор семейства Arduino — Arduino Uno, соединив его выход с электронным ключом, запускающим небольшой насос.

Вот как это работает: датчик влажности — пара металлических контактов находится в цветочном горшке. Пока почва влажная, между контактами протекает слабый ток, при котором схема в состоянии покоя. Когда почва пересохнет и ток прекратится, микроконтроллер откроет электронный ключ, и заработает помпа, поливающая растение. И цветок по имени Гоша доволен жизнью.

Но схема нуждалась в калибровке, для этого разработчикам пришлось определить минимальное и максимальное значения влажности почвы, затем с помощью подключенного компьютера ввести их в программу.

То есть, ребята проделали большую работу, освоив не только конструирование, но и программирование. К тому же их устройство легко может быть подвержено апгрейду и обслуживать не одно, а несколько растений.

Чудеса в зазеркалье

Семиклассник из школы №1 Андрей Жиркин изучил свойства зеркал и сконструировал действующий калейдоскоп. Он же представил интересный доклад об истории зеркал:

-Учёные считают, что зеркалу более 7 тысяч лет, но годом рождения настоящего зеркала всё-таки считается 1279-й, когда был изобретён способ покрытия стекла тонким слоем свинца…   Великий учёный Леонардо да Винчи, боясь, что его идеи и изобретения могут быть похищены, делал свои записи справа налево, и прочесть их можно было только с помощью зеркала…

Как рассказал докладчик, изобрёл калейдоскоп в 1816 году физик Дэвид Брюстер, но ещё раньше его придумал великий М.В. Ломоносов, который и не подумал о том, чтобы его запатентовать. Шотландец оказался практичнее…

Итак, три зеркала, картон, ножницы, клей, цветная бумага и бусинки — в результате на столе готовый калейдоскоп, вращая который, видишь постоянно меняющийся узор. А свой калейдоскоп автор решил подарить группе продлённого дня своей школы.

Как мы поём и говорим

Что такое речь, как мы издаём звуки и какие именно — на все эти вопросы ответили в своей  проектно-исследовательской работе «Физическая модель голосообразования» Елизавета Кейс и Диана Шулбаева из 11 класса школы №9. Оказывается, голосовой тембр у мужчин  как правило в диапазоне 85 — 200 Гц, у детей от 160 до 340 Гц, а у женщин 160 — 600 Гц. Понятно, что чем выше частота, тем тоньше голос. А происходит это из-за строения голосовых связок. К тому же в процессе участвуют резонаторы — грудной и головной.

Устройство речевого аппарата девушки продемонстрировали на красочном стенде, а ещё сделали  два источника звука по образцу гортани. Их работу жюри отметило дипломом 2 степени.

 Парад идей

Семиклассник из школы № 10 Ярослав Гордеев (диплом 1 степени) изучал особенности работы микроконтроллера Arduino. Он изготовил контрольное устройство, сочетающее в себе микроконтроллер и электроконструктор, работавший в качестве индикатора. Проверялась работа микроконтроллера, точнее, правильность его программирования. Если с программой полный порядок, на приборе горит лампочка, и — наоборот.

Светлана  Зензина (11 класс) изготовила сувенир, в котором материал совершенно не похож на исходный. Её цапля — вся из берёсты, но выглядит, словно покрытая перьями. Для этого ей пришлось освоить технологию обработки этого природного материала, пригодились фантазия и вкус.

Виктория Карпова и Виктория Жиглова (дипломы 3 степени) создали искусственные цветы из фоамирана, похожие на живые.

P.S. Как уже сказано, на конференции представлена 71 работа, все участники отмечены сертификатами и дипломами трёх степеней.

Кирилл САЗАНОВ, фото автора

 АНОНС

О работах 4-й школьной научно-практической конференции «Шаг в науку» в секции гуманитарных наук мы расскажем в следующем номере газеты. А самые интересные из них будут опубликованы на нашем сайте.

Похожие сообщения

Оставить комментарий

Войти с помощью: