A számítógép külső rendszerekhez kapcsolódó mérési és vezérlési feladatait meg lehet fogalmazni a legkülönfélébb tantárgybeli (fizika, kémia, biológia, sőt ipari) feladatok alapján.
A mérés, vezérlés, szabályozás témaköre túlmutat az informatikán, elektronikai tudást is igényel. Főként programozható elektronikai eszközök alkalmazása, készítése során találkozhatnak vele a diákok tanulmányaik során. Bár többnyire elektronikai szakközépiskolákban foglalkoznak jobban a témával, mégis indokolt lehet az általános iskolákban és a gimnáziumokban is foglalkozni vele. Itt elsősorban a robotika oktatásban való megjelenése lehet indokolt. A robotok alkalmazása a programozás tanításának egy lehetséges útja. Akár lehet ezzel is kezdeni a programozás tanulását, de akik már programoztak korábban, a számukra is van mindig továbblépési lehetőség. A különböző szenzorok segítségével különféle méréseket végezhetünk el. Sok közülük önállóan is működik, de egybeépítve egy vezérelhető robottal automatikus méréseket is végezhetünk.
A külső rendszerek szolgáltatta jelek a technika világában sokszor analógok (azaz folytonosak), ami a „számjegyes gondolkozású” (digitális) számítógép számára földolgozhatatlan. Ezért a jelek transzformálására van szükség, amit az ún. A/D átalakító végzi.
A méréssel és a vezérléssel kapcsolatban tudnivaló: a célgép működését különböző erre alkalmas jelekkel programozott időközökben irányítja, tekintet nélkül annak pillanatnyi állapotára.
A szabályozásról: a számítógép fogad és küld adatokat a célgépbe, illetve kimeneti kapujára (portjára). A program értékeli a fogadott adatokat és ezek alapján küldi az irányító adatokat.
A mérési, vezérlési, szabályozási feladatok megoldásra a legjobb modellt a robotok adják (aminek alapja sok más informatikai eszközhöz hasonlóan a játék).
A számítógéppel egyszerű automatákat (Lego játékok, robotok) vezérelhetünk, mozgathatunk, velük célfeladatokat oldhatunk meg.
Fogalmak:
Egyes automaták a külvilágot érzékelhetik (mikrofon, kamera, ...) és ezek alapján módosíthatják tevékenységüket (például automata jármű vezérlése, robotpilóta). Meg kell érteniük, hogy ezek az automaták az érzékelt külvilág hatására is csak azok között a lehetőségek (illetve viselkedési formák) közül választhatnak, amelyeket a programozójuk kitalált.
Fogalmak:
Meg kellene ismerni a szaktárgyak kísérleteiben megjelenő mérőeszközt (hőmérő, fénymérő, feszültségmérő, árammérő, ...), legyenek tisztában azzal, hogy ezeket a mérőeszközöket számítógéphez lehet csatolni, s a mérést számítógéppel kiértékelni.
Meg kell ismerni, hogy a robotok nemcsak programmal „taníthatók”, hanem mintával/utánzással is (pl. egy robotkart először mi mozgatunk egy adott tárgy megfogásához és elmozdításához, és eközben az operációs rendszere feljegyzi, hogy milyen lépéseket tett meg, majd legközelebb ezeket a lépéseket, mint tárolt programot, már önállóan is végre tudja hajtani).
Fogalmak:
Számítógépes mérések természettudományos órákon, a mérések számítógépes feldolgozása. A tanulók értsék meg, hogy a számítógép képes különböző más berendezéseket vezérelni, érzékelők által a külvilágból adatokat szerezni.
Legyenek tisztában a vezérlés és szabályozás alapelvével, ismerjenek egyszerű példákat (pl. világítás bekapcsolása, ha sötét van, száraz virágföld érzékelése esetén az öntöző bekapcsolása)! Az analóg, illetve a digitális jeleket különböztessék meg egymástól, az A/D, illetve a D/A átalakítás szükségességével legyenek tisztában. Tudják, hogy az intelligens gyártórendszerek a számítógépek mérési, vezérlési lehetőségeire épülnek!
Fogalmak:
  |
 |
 |
A tananyag az ELTESCORM keretrendszerrel készült