«Қазақстан ғылымының дамуы мен келешегі жастар көзімен»

*мин 
Жер бетіндегі 
энергия 
2*10
19
 
дж/см
2
*мин 
2*10
15
дж/м
2
*мин 
2*10
12
кв
т/сағ. 
48*10
12
кв
т/сағ 
Жердегі жылу 
мөлшері энергиясы 
 
2кал/см
2
 
 
2*10
4
кал/м
2
 
 
5*10
3
квт/
сағ 
 
2*10
4
квт/
сағ. 
Линзалар 
жиынын 
қолданғандағы 
энергия  
 
8*10
26
дж/см
2
*мин 
 
8*10
22
дж/м
2
*мин 
 
8*10
19
кв
т/сағ. 
 
2*10
21
квт
/сағ. 
                                                                       
Қорытынды 
Қазіргі  уақыттағы  энергетика  мәселесіне  көз  жүгіртсек,  есепсіз  пайдаланып  жатқан  энергия 
көздері  көмір  мен  мұнай,  газ  өнімдерін  көреміз.  Сол  қорларды  бей-берекет  пайдаланудың 
арқасында түбі көріне бастады. Яғни, осы қорлар бітпей тұрып жаңа энергия көздерін пайдалану 
әдістерін  меңгеруді  қолға  алмасақ  болмайды.  Қазіргі  уақыттағы  ғылымның  жетістіктеріне 
тоқталып көрейік. Ураны және оның изотоптары жануы кезінде теңдесі жоқ көп энергия бөлінеді. 
Сутегі, гелий, бор сияқты жеңіл элементтердің ядроларын қосуды, яғни, синтездеудің арқасында 
көп энергия алуға болады. Кез-келген электр станциясының мақсаты суды қыздыру нәтижесінде 
буға  айналдырып,  бумен  қалақшаны  ұру  арқылы  энергия  өндіруге  бағытталған.  Жел  энергиясы 
биіктіктен  құлаған  судың  энергиясын  және  күн  энергиясын  осы  мақсатта  пайдалану  жолдарын 
қарастырып отырмыз.  Жер серіктерін пайдаланып күн энергиясын жерге жеткізу арқылы электр 
энергиясын  алуды  қарастырып  отырмыз.  Сонымен  қатар  жер  асты  жылуының  энергиясын  және 
жер  асты  суларының  энергиясын  пайдалану  алдағы  уақыттың  жұмысы.  Жердің  2500-3000  км 
тереңдіктегі судың температурасы 150С-200С дейінгі аралықта болады екен. Міне осы энергияны 
жер  бетіне  шығарып  қолдану  керектігі  шығып  отыр.  Жер  бетінде  шағын  күндер  орналастыру 
арқылы да энергия өндіру жұмыстары қазіргі уақытта ғылыми негізде жүргізіліп жатыр. Келешек 
осы жолмен де энергия алуға болады. Осы жасанды күнді күшті магниттік қондырғылармен ұстап 
тұру  жолдары  қарастырылып  жатыр.  Бірақ  бұл  жоба  кез-келген  қондырғыны  күлге  айналдырып 
жіберуде.  Сондықтан  оссы  энергияны  ұстап  тұратын  қондырғылар  жасау  үшін  қазіргі  уақытта 
жұмыс жүргізіліп жатыр.    
 
Әдебиеттер тізімі: 
1. /Тихонов А.Н. Трансформация энергии в хлоропластах — энергообразующих органеллах 
растительной клетки // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. /. 
2./Климов В.В. Фотосинтез и биосфера // Там же. № 8. С. 6-13/. 
3./Скулачев В.П. Эволюция биологических механизмов запасания энергии // Там же. 1997/.  
4.http://www.eren.doe.gov. 
5./Мэрфи Л. M. Перспективы развития и финансирование технологий использования 
возобновляемых источников энергии в США // Труды Междунар. конгресса "Бизнес и инвестиции 
в области возобновляемых источников энергии в России", Москва, 31.05—4.06. 1999. M.: НИЦ 
"Инженер", 1999. C. 59-67/. 
6./Программа США "Миллион солнечных крыш" // Возобновляемая энергия. 1998/. 
7./СтребковД. С. Новые экономически эффективные технологии солнечной энергетики // Труды 
Междунар. конгресса "Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в 
России". M. 1999. C. 187—208/. 
8./Бусаров B. Успех поиска путей. Концепция перехода к устойчивому развитию и 
особенности региональной энергетической политики. - Зеленый мир,1999, № 16-17/. 
9./Бутузов B. A. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии в системах 
теплоснабжения Краснодарского края. - Краснодар: ККП Союза НИО CCCP, 1989/. 
10./Системы солнечного тепло- и хладоснабжения/ P. P. Авезов, M. A. Барский-Зорин, И. M. 
Васильева и др. Под. ред. Э. B. Сарнацкого и C. A. Чистовича. - M.: Стройиздат, 1990/. 

11. /Бутузов B. A. Анализ опыта проектирования и эксплуатации гелиоустановок горячего 
водоснабжения/. 
Сборник "Энергосбережение на Кубани"/ Под общ ред. Э. Д. Митус. Краснодар: "Советская 
Kyбань", 1999. 
12./ Государственный доклад- "O состоянии окружающей природной среды Российской 
Федерации в1997 г." - Зеленый мир, 1998, / 
 
УДК004.383.8 
 
Ж. К. КЕНЖЕКЕЙ 
 
SULEYMAN DEMIREL UNIVERSITY 
E-mail: kenjekey@gmail.com 
 
PHYSICS WITH ROBOTICS 
Annotation 
Why  physics  with  robotics?  Two  reasons  -  inherent  to  robotics  is  measurement  and  actuation.  In 
other words, in order for a robot to interact with the world, it has to investigate and do something with 
that investigation. It has to apply what it has "learned". Therefore, we can say that inherent to robotics is 
investigation  and  application.  The  same  is  true  for  physics  education.  In  classroom,  I  encourage  my 
students to investigate and apply what they have learned to something in the real world. Robotics gives 
us these two aspects of physics education in one very well connected package. Throughout this work, I 
will try to explain about opportunities to use robotics in classroom for investigation and applied physics 
projects. 
These are not, however, the only reasons we use robotics in our classrooms. Robotics is engaging, 
promotes creative problem solving, encourages students to represent their ideas in the real world with a 
precision system,  provides  excellent  feedback and finally,  robotics can be easily connected to  knowing 
and learning a great diversity of physics concepts and skills. 
Why  LEGO® MINDSTORMS® based robotics? Combined, teachers  around the world  have more 
than 15  years of experience with  this  system.  I have used the MINDSTORMS system the most. I have 
found it to  be an  affordable, durable, and flexible solution  for our project  needs.  The  core of my ideas 
will work with most any sensor/motor based robotics system. 
Whether  it  is  LEGO  based  or  not,  robotics  is  a  great  hook  in  a  classroom  environment,  engaging 
reluctant and enthusiastic learners. Teachers will see that these systems provide students with exceptional 
feedback, helping them to  develop  their ideas and successfully tinker with  physical  phenomena as  they 
endeavor to take on various science and engineering challenges. Furthermore, teachers will see that after 
class has  ended, they still have students  in  the room.  Students  do not  want  to  leave. They are having a 
great  time  challenging  themselves  and  they  are  often  so  proud  of  what  they  have  made  that  they  bring 
friends later in the day to see their creations. 
Key  words:physics,  robotics,  LEGO  MINDSTORMS,  school  education,  experiments, 
demonstrations. 
 
Physics and robotics 
 
Supplement to Existing Curriculum 
The purpose of this work is not to replace current school physics curriculum. Instead, the purpose of 
my  work  is  to  supplement  school  curriculum.  I  will  try  to  share  with  teachers  in  Kazakhstan  a  set  of 
activities  centered  on  LEGO  robotics  because  they  work  well  to  engage  students  in  the  process  of 
learning  the  concepts  and  skills  of  physics.  But  I  know  that  every  school  and  every  class  within  every 
school  is  different  and those differences warrant adaption.  In writing this work,  I wanted to  focus how 
every teacher in Kazakhstan can utilize LEGO® MINDSTORMS® in every classroom. Therefore, while 
the activities of this work do not require any modification to use in the classroom, I encourage teachers 

and  students  to  do.  I  supplement  my  own  physics  class  with  new  ideas.  The  ideas  that  inspired  the 
activities  of  this  work  often  came  from  conversations  I  had  with  my  own  students,  teachers  and  other 
specialists in fields related to physics education. I hope that the ideas will help to teachers and students to 
create unique and powerful learning opportunities in classrooms in Kazakhstan. 
LEGO® as a Physics Learning Technology 
The goal of this work is to describe how the tools of a LEGO® MINDSTORMS® robotics kit fits 
into a physics learning environment. Because the work itself serves to demonstrate specifically how the 
LEGO® MINDSTORMS®kit is used in a physics class, my approach in this section is to treat the topic 
more  generally,  explaining  more  about  why  I  chose  these  tools  in  our  own  physics  classrooms.  This 
section  is  also  designed  to  be  "food  for  thought"  for  teachers  and  students  as  they  start  to  modify  and 
create  activities.  Generally  speaking,  the  components  of  a  LEGO®  MINDSTORMS®kit  serve  as  both 
measurement  and  design  tools.  As  a  measurement  tool,  they  are  only  limited  by  the  type  of  sensor  to 
which you can connect. Both the NXT and RCX can be connected to many LEGO and non-LEGO based 
sensors. As a design tool, they afford the student a great deal of precision in their measurements and they 
allow  students  to  use  the  same  medium  for  designing  scientific  experiments  as  well  as  solutions  to 
engineering design challenges. 
LEGO® MINDSTORMS® as a measurement tool. 
With  LEGO  built  light  sensors,  thermometers,  angle  sensors,  microphones,  and  distance  sensors, 
both  the  RCX  and  NXT  serve  as  stand-alone  measurement  tools.  Both  the  NXT  and  the  RCX  have  a 
"view" option that allows to see the data streaming in on any sensor directly on the device's screen. The 
NXT can be set-up quickly for a diversity of short and simple investigations. 
With a little more effort, the NXT can be extended to display data from third party sensors as well. 
For example, teacher can connect the NXT and sensors made by Vernier Software and Technology. Used 
this way, one can turn the NXT into a customizable data display center. 
Using  LEGO®  MINDSTORMS®  for  accuracy  and  precision  investigation  and  design 
activities. 
How often do students discuss "human error" in their lab reports? How often are the data collected 
by students inconclusive? How often are discussions with students less about what the data are and more 
about  what  the  data  should  be?  The  final  point  that  I  wish  to  discuss  in  this  section  about  the  role 
LEGO®  MINDSTORMS®plays  in  physics  classroom  is  the  issue  of  accuracy  and  precision  in  robot 
based physics investigations. 
While the robotic tools used in the activities of this work enhance student investigations and applied 
physics design projects,  they do not take the thinking out of the process.  LEGO® MINDSTORMS®do 
not  necessarily  make  a  student's  measurements  more  accurate.  Students  will  still  need  to  learn  and 
practice  the  essential  skills  of  experimental  design  and  the  methods  of  science.  They  will  need  to 
determine the parameters of their experiment such as which variables to control, instruments to use, units 
of  measurement,  the  duration  of  each  run,  and  the  number  of  runs.  They  will  practice  how  to  analyze 
data,  reading  trends  and  fitting  appropriate  models.  They  will  practice  evaluating  the  results  of  an 
investigation and comparing their results with their predictions.  
LEGO® MINDSTORMS®is very helpful in improving the precision of student measurements. The 
precision of a set of measurements communicates how close the measurements are to each other. Precise 
measurements have a very small variance. NXT and RCX based experiments come in quite handy when 
precision is  needed.  If teacher program  the robot to  move for 5 wheel  rotations,  it will travel  the  same 
distance every single time. If student program the robot to move its motor at a specified speed, it will do 
that every single time.  
With the exception of low battery issues, students will be very pleased with the precision of the data 
collected.  This  will  be  evident  in  the  activities  of  this  work.  Experiencing  the  precision  of  data  in  a 
LEGO® MINDSTORMS®based investigation opens up students mind to investigations that students did 
not think possible before. 
LEGO® MINDSTORMS® as a physics investigation and design tool. 
 

As  a  measurement  tool,  the  NXT  and  RCX  stand  with  meter  sticks,  stop  watches,  spring  scales, 
thermometers, digital force meters, digital motion detectors, voltmeters, ammeters, and other instruments 
in  your  physics  equipment  inventory.  But,  what  about  the  rest  of  the  pieces  that  come  in  a  LEGO® 
MINDSTORMS®kit? LEGO  is,  after all, known as  a construction medium.  The  LEGO blocks, beams, 
wheels,  gears,  etc  allow  students  to  build  a  myriad  of  set-ups  for  investigations  and  applied  physics 
projects. 
Bridging the gap between physics and engineering 
Engineering  design  challenges  are  not  new  to  physics  classes.  From  paper  airplanes,  egg  drops, 
water rockets, toothpick bridges and mousetrap cars, engineering challenges in physics instruction allow 
students  the  opportunity  to  engage  in  creative,  enjoyable,  and  practical  ways.  Engineering  design 
challenges  gives  students  an  opportunity  to  talk  about  physics  as  it  relates  to  something  they  created, 
something  practical.  Engineering  design  challenges  puts  physics  to  use  and  immediately  answers  the 
question, "Why are we learning this?" 
If  physics  teachers  already  do  engineering  design  challenges,  how  doLEGO®  MINDSTORMS® 
kits enhance this form of instruction? They maximize the ratio of equipment to project possibilities. With 
egg drops, toothpick bridges and mousetrap cars, teacher need to obtain and maintain a steady supply of 
materials,  each  set  of  materials  dedicated  to  only  a  few  types  of  projects.  With  LEGO® 
MINDSTORMS®  the  number  of  projects  is  almost  limitless.  Perhaps  teacher  will  not  do  an  egg  drop 
project with MINDSTORMS or launch an NXT in a rocket, but with one kit of materials, teacher can do 
many other very engaging applied physics projects. 
Summary 
In  this  work,  I  emphasize  the  link  between  physics  investigations  and  engineering  design  by 
providing  activities  that  show  students  the  need  to  investigate  while  taking  on  an  engineering  design 
challenge. For example, students will investigate gear ratios while creating a motorized crane or drag car 
and investigate sound waves while creating a system to make the best ear protection. By having students 
engaged in projects that synthesize investigations with engineering design, teacher are helping them close 
the gap between the concepts and skills of physics and the practical use of those skills. In closing the gap, 
I try to help students take what they learn in the classroom and use it in the rest of their lives. 
 
References: 
1.
 
www.phvsicswithrobotics.com 
2.
 
www.legoengineering.com  
3.
 
www.MINDSTORMS.lego.com  
4.
 
www.vernier.com/nxt  
5.
 
www.education.rec.ri.cmu.edu/index.htm.  
6.
 
www.lugnet.com 
7.
 
www.domabotics.com/index.php 
8.
 
www.philohome.com 
9.
 
www.extremenxt.com/lego.htm 
10.
 
www.legoeducation.com 
11.
 
www.hitechnic.com 
12.
 
www.mindsensors.com 
13.
 
www.dcpmicro.com 
14.
 
Bratzel, B. (2007). Physics by Design, 2nd Edition, ROBOLAB Activities for the NXT and 
RCX. Knoxville, TN: College House Enterprises, LLC. 
15.
 
Erwin,  B.  (2001).  Creative  Projects  With  LEGO®  MINDSTORMS®.  Boston,  MA: 
Addison- Wesley. 
16.
 
Wang,  E.  (2007).  Engineering  With  LEGO®  Bricks  and  ROBOLAB™,  3rd  Edition. 
Knoxville, TN: College House Enterprises, LLC. 

Түйін 
Мақалада  мен  физикалық  ізденістер  мен  инжинериялық  дизайн  арасындағы  байланысты 
көрсету  арқылы  студенттерге  ижинериялық  дизайнмен  жұмыс  кезінде  зерттеу  жұмыстарының 
қажеттігін  көрсеттім.Студенттерді  зерттеу  жұмыстарына  қатыстыра  отырып,  мұғалім  оларға 
физика негіздері мен тәжірибелер арасындағы бос орынды толтыруға көмектеседі. 
 
Resume 
In  this  work,  I  emphasize  the  link  between  physics  investigations  and  engineering  design  by 
providing  activities  that  show  students  the  need  to  investigate  while  taking  on  an  engineering  design 
challenge. By having students engaged in projects that synthesize investigations with engineering design, 
teacher are helping them close the gap between the concepts and skills of physics and the practical use of 
those skills. 
 
Özet 
Bu  makale,  ben  öğrencilerin  bir  mühendislik  tasarım  sorunu  üzerine  çekerken  araştırmaya  ihtiyaç 
gösteren  aktiviteler  sunarak  fizik  araştırmaları  ve  mühendislik  tasarım  arasındaki  bağlantıyı  vurgular. 
Mühendislik tasarımı ile soruşturma sentez projeleri yapan öğrenciler, onlara kavram ve becerileri fiziğin 
ve bu becerileri pratik kullanımı arasındaki boşluğu kapatıyor. 
 
УДК 62-501 
Kanatbekkyzy Aidana 
Suleyman Demirel University 
 
Smart home assistant based on Arduino platform 
 
Abstract:  
This research paper describes the overall architecture of small robot called “Smart Home Assistant”. 
Imagine a situation when you leave home and there is nobody at home or just your kids’ stay at home all 
alone.  In  this  kind  of  situations,  this  robot  serves  as  an  assistant  for  you.  Because,  it  will  protect  your 
home from suspicious smells, like gas and fire smells; room temperature changes by informing the owner 
of this apartment via SMS.  
Generally a robot is a mechanical or virtual artificial agent, usually an electro-mechanical machine 
that  is  guided  by  a  computer  program  or  electronic  circuitry.  Robots  can  be  autonomous,  semi-
autonomous  or  remotely  controlled.  By  mimicking  a  lifelike  appearance  or  automating  movements,  a 
robot may convey a sense of intelligence or thought of its own. The branch of technology that deals with 
robots is called robotics. [1] Nowadays, robots do a lot of different tasks in many fields and the number 
of  jobs  entrusted  to  robots  is  growing  steadily.  That's  why  in  my  opinion  one  of  the  best  ways  how  to 
divide robots into types is a division by their application. There are: 
Industrial robots - industrial robots are robots used in an industrial manufacturing environment. 
Domestic or household robots - robots used at home. 
Medical robots - robots used in medicine and medical institutions. 
Service  robots  –  are  robots  that  don’t  fall  into  other  types  by  usage.  These  could  be  different  data 
gathering robots, robots made to show off technologies, robots used for research, etc. 
Military robots - robots used in military. This type of robots includes bomb disposal robots, different 
transportation robots, reconnaissance drones.  
Entertainment  robots  -  these  are  robots  used  for  entertainment.  It  starts  with  toy  robots  or  the 
running  alarm  clock  and  ends  with  real  heavyweights  such  as  articulated  robot  arms  used  as  motion 
simulators. 
Space robots - this type would include robots used on the International Space Station, Canadarm that 
was used in Shuttles, as well as Mars rovers and other robots used in space.  
School bots - these types of robots assist teachers in getting children more motivated about learning. 

Hobby and competition robots – are robots that you create. Line followers, sumo-bots, robots made 
just for fun and robots made for competition. [2] 
This robot is a type of domestic or household robots as it helps you control the house, and helps you 
to  keep a house clean, by  vacuuming any rooms inside this  house. Moreover, this  type of robot  has  an 
excellent future since it has a broad use in every field of human life. In near years, every household will 
have Domestic Bots which then will perform a substantial amount of chores.  
The  vision  of  this  research  is  to  develop  interesting  and  useful  robot,  which  provides  efficiency, 
usability, reliability and we consider the fact that the user is interested in using this robot.  
Efficiency:  The  robot  is  effective,  because  it  is  very  easy  to  use  and  is  suitable  not  only  for 
specialized  workers,  but  also  for  the  general  population,  especially  for  mothers.  And  this  robot  is 
effective because it inform you when something happens in home. It will effectively protect your home.  
Usability:    Author  thinks  that  it  is  the  most  useful  tool  in  home.  It  will  inform  people  by  sending 
message, and then people can quickly go home, and then prevent from possible dangerous accidents. And 
it is useful when your children are all alone at home.  
Reliability:  The  reliability  of  this  project  is  also  provided,  because  in  this  robot,  there  are  sensors, 
each of which performs its own work. And in these sensors, there are ranges of temperature, voltage for 
signaling. Project is the reliable too, because it does not need to be updated, and anybody can use it for 
many years. 
To  construct  this  robot,  the  Arduino  platform  was  used.  Arduino  is  an  open-source  electronics 
prototyping platform based on flexible, easy-to-use hardware and software. The Arduino project is a fork 
of  the  open  source  Wiring  platform  and  is  programmed  using  an  Arduino  programming  language 
(Wiring-based (syntax and libraries)), similar to C++ with some slight simplifications and modifications, 
and  a  Processing-based  integrated  development  environment  (IDE).    Also  Arduino  can  sense  the 
environment by receiving input from a variety of sensors and can affect its surroundings by controlling 
lights,  motors,  and  other  actuators.  For  this  research,  sensors  like  gas,  microphone,  temperature,  flame 
and motion were used. By using these sensors, the robot is enabled to detect gas smells, fire, sound and 
any unpredictable motion. 
In  Figure-1  showed  connection  of  Arduino  platform  and  XBee  shield.  And  for  using  this  shield 
author uses program called “X-CTU” which showed in Figure-2. 
 
Figure 1- The combo of Arduiono microcontroller and Xbee shield 
 
Figure 2- The software package called “X-CTU” for XBee shield. 

Also in Figure-3 showed how connect temperature & humidity sensor to Arduino and in Figure-4, 
there is source code of this connection. 
 
Figure 3 – The connection of temperature sensor into Arduion MC. 
 
Figure 4- The fragment of code for temperature sensor detection 
 

жүктеу/скачать 5,89 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: