Цифровые сенсорные системы

Профиль посвящён получению, обработке и передаче информации с помощью сенсоров в цифровых системах. Участники познакомятся с технологиями Интернета вещей и цифровой обработки сигналов, а также с принципами работы современных умных устройств.

Вы научитесь работать с электронными компонентами, микроконтроллерами и MEMS-датчиками, обрабатывать данные сенсоров и создавать программные и аппаратные решения для цифровых систем.

Первый этап состоит из двух туров.

Инженерный тур знакомит с тематикой профиля. Участники решают задачи, связанные с проектированием MEMS-датчиков.

Предметный тур проверяет уровень школьной подготовки:

• по физике;
• по информатике.

Также участники проходят образовательный курс по программированию ПЛИС и цифровой схемотехнике. Материалы курса помогут подготовиться к следующему этапу.

Ко второму этапу участники собираются в команды и получают знания и навыки, необходимые для проектирования MEMS-датчиков и решения задачи финала.

Участники:

• изучают основы механики;
• знакомятся с аналоговой и цифровой схемотехникой;
• изучают цифровую обработку сигналов;
• осваивают основы электротехники и электроники;
• программируют микроконтроллеры;
• разрабатывают программное обеспечение с графическим интерфейсом;
• знакомятся с инерциальными навигационными системами на основе интегральных MEMS-датчиков.

Работа над задачами II этапа и изучение образовательных материалов профиля помогут участникам подготовиться к финалу.

Инерциальные навигационные системы используются в беспилотных летательных аппаратах, автомобилях, умных часах и оборудовании дополненной реальности. Основой таких систем могут быть интегральные MEMS-датчики. При этом данные датчиков содержат шумы и другие погрешности, поэтому для их использования необходима обработка сигналов.

Финалистам предстоит разработать элемент инерциальной навигационной системы для беспилотного летательного аппарата — инклинометр.

Инклинометр должен:

• вычислять поворот объекта относительно начального положения;
• определять направление вектора ускорения свободного падения при движении летательного аппарата;
• обрабатывать данные, полученные с инерциальных датчиков.
• Участники объединят аппаратные и программные решения, разработают схему устройства, запрограммируют микроконтроллер и создадут алгоритмы обработки данных.