ббк76. 0 Қ 54 Редакционная коллегия

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

194 

 

УДК 537.3  

 

АБАХОВА А.А.  

 

МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫЙ КОМПЛЕКС ARDUINO КАК СРЕДА В НАУЧНЫХ 

ИССЛЕДОВАНИЯХ  

 

(Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан) 

 

Микроконтроллеры широко используются в изделиях которые содержат всю систему 

целиком 

исключительно 

в  одной  миниатюрной 

микросхеме, 

часто 

называемой 

микросборкой. Например «чиповая» кредитная карточка содержит микроконтроллер внутри 

в пластиковой основе. Таблетка домофона так же внутри себя содержит микроконтроллер. И 

примеров  использования  и  применения  микроконтроллеров  настолько  обширен  в 

современном  мире,  что  легко  обнаружить  наличие  контроллера  в  любом  мало-мальски 

интеллектуальном  устройстве  от  детской  игрушки  до  беспроводной  гарнитуры  сотового 

телефона.  

Микроконтроллер -  это  специальная  микросхема,  предназначенная  для  управления 

различными  электронными  устройствами.  Микроконтроллер  имеет  внутри  себя  процессор, 

оперативную память, память программ, а кроме этого целый набор периферийных устройств, 

которые  превращают  процессор  в  полнофункциональную  ЭВМ.  Они  позволяют  гибко 

управлять  различными  электронными  и  электрическими  устройствами.  Кроме  памяти 

процессор должен взаимодействовать с внешними устройствами – периферией. Иначе какой 

пользы можно ожидать от работы процессора, перемешивающего и перемещающего данные 

туда-сюда. Смысл возникает тогда, когда процессор взаимодействует с устройствами ввода-

вывода.  У  компьютера  это  клавиатура,  манипулятор  мышь  и  устройства  отображения  как 

дисплей, опционально – принтер и, например, сканер опять же для ввода информации [1]. 

Микроконтроллеры  для  Arduino  отличаются  наличием  предварительно  прошитого  в 

них загрузчика (bootloader).  С  помощью  этого  загрузчика  пользователь  загружает  свою 

программу 

в 

микроконтроллер 

без 

использования 

традиционных 

отдельных 

аппаратных программаторов.  Загрузчик  соединяется  с  компьютером  через  интерфейс  USB 

(если  он  есть  на  плате)  или  с  помощью  отдельного  переходника  UART-USB.  Поддержка 

загрузчика встроена в Arduino IDE и выполняется в один щелчок мыши. 

На  случай  затирания  загрузчика  или  покупки  микроконтроллера  без  загрузчика 

разработчики  предоставляют  возможность  прошить  загрузчик  в  микроконтроллер 

самостоятельно.  Для  этого  в  Arduino  IDE  встроена  поддержка  нескольких  популярных 

дешевых  программаторов,  а  большинство  плат  Arduino  имеет  штыревой  разъем  для 

внутрисхемного программирования (ICSP для AVR, JTAG для ARM). 

В Arduino IDE от компании, базирующейся на сайте arduino.cc, встроена возможность 

создания своих программно-аппаратных платформ и при этом вам не понадобится паяльник. 

Полноценные  устройства  можно  собирать,  используя  специальную  макетную  доску, 

перемычки и провода абсолютно без пайки. Arduino — это сердце конструктора, в котором 

нет  конечного, определённого  набора  деталей,  и  нет  ограничений  в  разнообразии  того,  что 

можно  собрать.  Этой  возможностью  пользуются  сторонние  компании,  добавляющие  в 

Arduino IDE свои наборы плат и компиляторов-загрузчиков к ним [2]. 

Arduino  —  это  небольшая  плата  с  собственным  процессором  и  памятью.  На  плате 

также  есть  пара  десятков  контактов,  к  которым  можно  подключать  всевозможные 

компоненты:  лампочки,  датчики,  моторы,  чайники,  роутеры,  магнитные  дверные  замки  и 

вообще  всё,  что  работает  от  электричества.  В  процессор  Arduino  можно  загрузить 

программу,  которая  будет  управлять  всеми  этими  устройствами  по  заданному  алгоритму. 

Таким  образом  можно  создать  бесконечное  количество  уникальных  классных  гэджетов, 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

195 

 

сделанных  своими  руками  и  по  собственной  задумке.  Для  того,  чтобы  понять  идею, 

взгляните на иллюстрацию. Она не отражает и миллионной доли всех возможностей, но всё 

же даёт первичное представление (рисунок 1). 

Программы  для  Arduino  можно  писать  на  обычном  C++,  дополненным  простыми  и 

понятными  функциями  для  управления  вводом/выводом  на  контактах.  Если  вы  уже  знаете 

C++  —  Arduino  станет  дверью  в  новый  мир,  где  программы  не  ограничены  рамками 

компьютера,  а  взаимодействуют  с  окружающим  миром  и  влияют  на  него.  Рассмотрим 

пример  микроконтроллерной  реализации  солнечного  трекера  [3].  Солнечный  трекер 

позволяет отслеживать текущее положение источника света и корректировать угол поворота 

сенсоров таким образом, чтобы поток солнечного света на них был максимален. В качестве 

сенсоров выступают фоторезисторы (рисунок 2).  

 

 

Рисунок 1- Расширенная архитектура микроконтроллерной системы Arduino 

 

 

 

Рисунок 2 -Схема солнечного трекера 

 

Схема состоит из одного сервопривода и 2-х фоторезисторов. Фоторезисторы меняют 

свое  сопротивление  в  зависимости  от  падающего  света,  далее  происходит  сравнение  этих 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

196 

 

двух  величин.  И  в  зависимости  от  того  где  полученное  цифровое  значение  больше  туда  и 

происходит поворот сервопривода.  

Поворот  осуществляется  до  тех  пор,  пока  цифровое  значение   света  обоих 

фоторезисторов  не  уровняется.  Другими  словами  сервопривод  солнечного  трекера 

перестанет поворачиваться, когда свет будет одинаково падать на оба фоторезистора. Ниже 

приведен небольшой код трекера из которого все понятно, что происходит.  

Полученные  значения  сохраняются  в  переменные  val1  и  val2,  далее  происходит  их 

сравнение.  Если  они  равны  то  солнечный  трекер  находиться  в  покое,  а  если  их  разница 

больше или меньше нуля, то сервопривод начинает работать. 

Фоторезисторы  подключены  по  схеме  делителя  напряжения,  через  дополнительное 

сопротивление  в  10  кОм  подключенные  к  земле.  При  изменении  сопротивления 

фоторезисторов, меняется напряжение на вывода A0 и A1 платы Arduino. Ниже приведен код 

программы  

#include  Servo myservo;  

int pos = 90;   // initial position 

int sens1 = A0; // LRD 1 pin 

int sens2 = A1; //LDR 2 pin 

int tolerance = 2; 

 void setup()  

{  

  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object  

  pinMode(sens1, INPUT); 

  pinMode(sens2, INPUT); 

  myservo.write(pos); 

  delay(2000); // a 2 seconds delay while we position the solar panel 

}   

 void loop()  

{  

  int val1 = analogRead(sens1); // read the value of sensor 1 

  int val2 = analogRead(sens2); // read the value of sensor 2 

   if((abs(val1 - val2) <= tolerance) || (abs(val2 - val1) <= tolerance)) { 

    //do nothing if the difference between values is within the tolerance limit 

  } else {     

    if(val1 > val2) 

    { 

      pos = --pos; 

    } 

    if(val1 < val2)  

    { 

      pos = ++pos; 

    } 

  } 

   if(pos > 180) { pos = 180; } // reset to 180 if it goes higher 

  if(pos < 0) { pos = 0; } // reset to 0 if it goes lower 

  myservo.write(pos); // write the position to servo 

  delay(50); 

} 

Для  удобства  работы  с  Arduino  существует  бесплатная  официальная  среда 

программирования  «Arduino  IDE»,  работающая  под  Windows,  Mac  OS  и  Linux.  С  помощью 

неё  загрузка  новой  программы  в  Arduino  становится  делом  одного  клика,  только  лишь 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

197 

 

подключите  плату  к  компьютеру  через  USB.  Хотя  для  более  пытливых  умов  возможна 

работа и через Visual Studio, Eclipse, другие IDE или командную строку. 

Таким  образом,  микроконтроллерный  комплекс  Arduino  предоставляет  широкие 

возможности  для  экспериментатора  и  позволяет  создавать  из-  мерительные  комплексы, 

обеспечивающие не только сбор данных, но и организацию обратной связи для управления 

экспериментальным  макетом.  При  этом  данный  комплекс  отличает  низкая  цена,  наличие 

бесплатного  программного  обеспечения,  возможность  быстрого  освоения  за  счет 

использования упрощенных языков программирования, минимальные требования к наличию 

дополнительных элементов. 

 

Список использованной литературы: 

 

1.http://electrik.info/main/automation/549-chto-takoe-mikrokontrollery-naznachenie-ustroystvo-

princip-raboty-soft.html 

2.http://nettips.ru/article/chto_takoe_arduino.html 

3.Белов  А.В. Микроконтроллеры  AVR:  от азов программирования до создания практических 

устройств, Санкт-Петербург: Издательство «Наука и Техника», 2016 

 

 

ӘОЖ  378 

 

АБИЛКАЙЫРОВ А. Т. 

 

БЕЙІНДІК ОҚЫТУ МЕН ОНЫ ҰЙЫМДАСТЫРУ МӘСЕЛЕЛЕРІ 

 

(Қазақстан Республикасы, Алматы қаласы, Абай атындағы Қазақ ұлттық педагогикалық 

университеті) 

 

Елдің  білім  беру  жүйесі  оның жетекші  елдер  қатарындағы  орнын,  өз  кезегінде  білім 

беру  деңгейіне  тәуелді  болатын  мәдениет  пен  ғылымның  жоғары  деңгейіне  ие  болып 

табылатын  ел  ретіндегі,  оның  халықаралық  беделін  сақтайтын  аса  маңызды  факторлардың 

бірі  болып  табылады.  Кез  келген  қоғамға  қиын,  көбіне  стресстік  жағдайларда  жауапкерлігі 

жоғары  шешімдерді  өзбетімен  қабылдай  алатын,  бірлесе  жұмыс  істей  алатын,  мобильділік, 

динамизм, құрылымдаушылыққа ие болатын, жаңашыл білімді, жоғары мамандандырылған, 

тез  үйренетін,  тапқыр  адамдар  қажет.  Сонымен  қоса,  әрбір  мұғалім,  өзінің  мемлекет 

алдындағы  борышын  толығымен  орындауға  тырыса  отырып,  өз  пәнін  толық  көлемде 

оқытуға  тырысады,  оның  үстіне,  оқушы  жағынан  да  осындай  ыңтаны  талап  етеді,  ал  бұл 

оқушылардың үдемелі шамадан тыс жұмыс істеуіне, оқушының іштей қарсылық тудыруына, 

және осының нәтижесі ретінде – сабақ оқуды қаламауына алып келеді. 

Жас  ерекшелік  психологиясы  тұрғысынан,  жоғарғы  мектеп  жасын  немесе  жастық 

шақты,  басты  ерекшелігі,  жоғарғы  сынып  оқушыларының  оқу  іс-әрекеті  сипатын 

анықтайтын,  өзін-өзі  анықтау  қажеттілігі  болып  табылатын,  жасөспірімді  дамытудың  жаңа 

кезеңі ретінде сипаттауға болатындығын ескерген маңызды.   «Жалпы білім берудің жоғарғы 

сатысында  бейіндік  оқыту  тұжырымдамасының»  негізгі  міндеті  «еңбек  нарқының  шынайы 

қажеттіліктерін ескере отырып ,жалпы білім беретін мектептің жоғары сыныптарында 

оқытуды 

жекешелендіруге 

және 

оқушыларды 

әлеуметтендіруге 

бағытталған 

мамандандырылған  дайындау  (бейіндік  оқыту)  жүйесін  бастауыш,  орта  және  жоғары 

кәсіби білім беру мекемелері бар мектептің жоғарғы сатысында бейінді оқытудың икемді 

жүйесін жасауды» дамыту болып табылады [1]. 

Оның басты міндеттерінің бірі мыналар: 

- 

 оқушылардың 

АКТ-құзырлылығын 

қалыптастыру; 

«Ақпараттандыру 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

198 

 

мектептері» моделін білім беру мекемелері  іс-әрекетінің ең маңызды мазмұндық бағыттары 

ретінде жүзеге асыру; 

-   білім беруді басқару жүйесінің бірыңғай ақпараттық - білім беру ортасын құру; 

-   білім  беру  үдерісінің  субъектілері  (оқушылар  мен  олардың  ата-аналары,  педагогтар 

мен  білім  беру  мекемелері)  үшін  білім  алу  траекториясының  көп  нұсқаларын  және  оны 

таңдау еркіндігін дамыту; 

-   мектепшілік  бейіндеу,  ұйымдастырудың  желілік  және  дистантты  формалары  сияқты 

бейіндік оқытудың түрлі модельдерін енгізу; 

-   интернет желісінің нормативті, құқықтық, анықтамалық, кітапханалық және басқа да 

ақпараттық ресурстарына кеңінен қол жеткізуді ұйымдастыру және т.б [2]. 

Сонымен,  бейіндік  оқыту  –  оқушылардың  икемділіктері  мен  мүмкіндіктерін 

толығырақ 

ескеру, 

сонымен 

қоса 

жоғарғы 

сынып 

оқушыларының 

кәсіби 

қызығушылықтарына  сәйкес  оқыту  үшін  жағдай  жасау  мүмкіндігін  беретін,  білім  беруді 

саралау  және  жекешелендіру  құралы  болып  табылады.  Бейіндік  оқыту,  тұлғаны 

қалыптастырудың негізгі принциптерінің бірі болып табылатын, саралау құралдары арқылы 

әр  оқушының  танымдық  сұраныстары  мен  қызығушылықтарын  қанағаттандыруға, 

мүмкіндіктері мен икемлідіктерін дамытуға бағытталған.  

Оқытуды  саралауды  оқушылардың  қабілеттіліктері  мен  қызығушылықтарын 

дамытуға,  олардың  шығармашылық  мүмкіндіктерін  анықтауға  бағытталған  үдеріс  ретінде 

қарастырады.  Оның  негізінде  оқушылардың  жеке  ерекшеліктерін  ескеру  мүмкіндігі  және 

әрбір  оқушының,  саралап  оқытудың  түрлі  формалары  мен  білім  беру  мекемесінің  оқу 

бағдарламалары типінің, мамандандырылған сыныптар типінің, оқыту қарқынының, әр түрлі 

сыныптан  тыс  және  оқудан  тыс  іс-әрекет  түрлерінің  арасында  таңдау  жасауын  қамтамасыз 

ету мүмкіндігі жатыр [3,4].  

Оқушылардың 

танымдық 

қажеттіліктеріне, 

қызығушылықтарына 

және 

қабілеттіліктеріне  байланысты  оқытудың  мазмұны,  ұйымдастыру  формалары,  әдістерінің 

көп  нұсқалылығы  мектептің  барлық  кезеңдерінде,  бірақ  әсіресе  мектептің  білім  беру 

жүйесінің  жоғарғы  сатысында  аса  маңызды  болып  табылады.  Бұл,  ең  алдымен, 

оқушылардың психологиялық ерекшеліктеріне негізделеді. Оқытудың жоғарғы сатысы – бұл 

жас  өспірімнің  өзіне  ересек  ретінде  қарай  бастайтын  жеткіншек  шағы.  Сондықтан  жоғарғы 

сынып оқушыларының көбі (70% астам) басты пәндердің негіздерін ғана, ал мамандану үшін 

таңдалатын пәндерді тереңірек игеруді қалайды [1]. 

Қоғамның  қазіргі  даму  кезеңінде  бейіндік  оқытудың  пайда  болуының  тағы  бір 

маңызды  себебі,  оқуға  түсу  сынақтарынан  өтуі  үшін  және  ары  қарай  білім  алуы  үшін 

оқушыларды дайындайтын, жаппай репетиторлықтың жүргізілуі, жоғарғы оқу орындарының 

ақылы дайындық курстарының және т.б. пайда болуы болып табылады. Осыған байланысты, 

бейіндік оқытуға өту үдерісі келесі мақсаттардың жүзеге асуына бағытталған: 

- 

 толық  жалпы  білім  беру  бағдарламасының  жеке  пәндерін  терең  игеруді  қамтамасыз 

ету; 

- 

 кең және икемді мүмкіндіктері бар жоғарғы сынып оқушыларын оқытудың мазмұнын 

елеулі  саралау  үшін  және  оқушылардың  өздерінің  жеке  білім  алу  бағдарламаларын  құруы 

үшін жағдай жасау; 

- 

 түрлі  категориядағы  оқушылардың  барлығының,  өздерінің    қабілеттіліктері, 

икемділіктері  мен  қажеттіліктеріне  сәйкес,  толыққанды  білім  алуына  теңдей  қол  жеткізуіне 

мүмкіндік туғызу; 

- 

 оқушылардың  әлеуметтену  мүмкіндіктерін  кеңейту,  жалпы  және  кәсіби  білім 

арасындағы  сабақтастықты  қамтамасыз  ету,  жоғары  кәсіби  білім  беру  бағдарламаларын 

игеруге мектеп түлектерін аса тиімді дайындау [1]. 

Оқытуды  бейіндеудің  кез  келген  формасы  инвариантты  компоненттің  қысқаруына,  яғни 

бейіндік емес пәндердің оқу материалдарының салыстырмалы қысқаруына алып келеді. Бұл, 

ең  алдымен,  жеке  пәндерді  тереңірек  оқытатын  үйреншікті  мектеп  модельдерінде  барлық 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

199 

 

цикл  пәндері  емес,  бір-екі  пәндердің  терең  игерілетіндігіне  байланысты.  Бейінді  оқыту 

деңгейін  қамтамасыз  ететін,  оқу  пәндерінің  түрлі  комбинациялар  жүйесі  оқу  курстарының 

келесі типтерінен тұруы керек: базалық жалпы білім беретін, бейінді және элективті [5]. 

Сонымен,  мектепте  бейіндік  білім  беруді  жүзеге  асыру  бір  жағынан  жоғарғы  сынып 

оқушыларының жеке қызығушылықтарын, қабілеттіліктерін, икемділіктерін ескере отырып, 

оқушыларға өздерінің бар күшін болашақ мамандық алу үшін қажет пәндерді терең игеруге 

бағыттау  мүмкіндігін  береді,  екінші  жағынан  аталған  оқытуды  жүзеге  асыру  бейіндеу 

үдерісіне  кедергі  келтіретін  бірнеше  факторлармен  байланысты.  Бейіндік  оқытуды  енгізу 

мәселелеріне,  ең  алдымен,  нормативті-құқықтық  базаның  тез  өзгеруі,  ұсыныс  құжаттардың 

әр  түрлі  жазылуы,  қажет  әдебиеттердің    жеткіліксіз  болуымен  байланысты  болып  келетін 

бағдарламалық-әдістемелік  қамтамасыз  ету  мәселесі,  бейіндік  оқытуға  мұғалімдерді 

дайындау мәселесі және т.б. жатады.  

Бейіндік мектептің мұғалімі мыналарды қамтамасыз ету керек: 

- 

 білім  беру  үдерісінің  тұлғалық  бейімделуін  (жеке  білім  беру  траекторияларын 

жобалау) және вариативтілікті; 

- 

 интерактивті,  іс-әрекеттік  компоненттердің  енуіне  байланысты  білім  беру  үдерісінің 

практикалық бағытын (жобалық-зерттеушілік және қатынастық әдістерді меңгеру); 

- 

 жоғарғы сынып оқушыларының өздерінің кәсіби орнын ақытауын аяқтау және сәйкес 

кәсіби  білім  беру  саласында  білімін  жалғастыру  үшін  қажет  қабілеттіліктер  мен 

құзырлылықтарды қалыптастыру [35]. 

Бейіндік  оқытуды  жүзеге  асыру  барысында  педагогтар  мынадай  қиыншылықтарға 

кездескен: 

- 

 нормативті-құқықтық базаны білмеу, бейіндік оқытудың мақсаттары мен міндеттерін 

түсінбеу; 

- 

 бейіналды дайындық пен бейіндік оқытуды жүзеге асыру мақсаттары, міндеттері мен 

құралдарындағы айырмашылықты түсінбеу; 

- 

 бейіндік  білім  беру  мазмұнын  және  оның  оқу-дидактикалық  және  әдістемелік 

қамсыздануын толық білмеу; 

- 

 жобалау  біліктіліктері  жоқ,  яғни  мұғалімдер  базалық,  бейіндік  немесе  элективті 

курстарды  жобалауға,  көрсетілген  курстарға  адекватты  мақсаттар  қоюға,  оның  мазмұнын 

құрастыруға қиналады; 

- 

 оқушының  өз  орнын  анықтау,  өзін-өзі  жетілдіру  және  өзінің  беделін  арттыру 

үдерістерін,  бейіндік  және  кәсіби  бағытын,  оның  «Мен-бейнесін»  қалыптастыру  үдерісін 

тиімді ұйымдастыруға мүмкіндік беретін психологиялық білімдердің жеткіліксіздігі; 

- 

 әдістемелерді білмеу және қолжетімді диагностика жасай алмау; 

- 

 кеңінен  тараған  педагогикалық  технологияларды  білім  беру  үдерісінде  пайдалана 

алмау; 

- 

 базистік оқу жоспары деңгейінде белгіленген жобалар әдісінен, зерттеуіс-әрекетінен, 

оқу практикаларынан тұратын белсенді оқыту әдістерінің жеткілікті арсеналының болмауы; 

- 

 оқушылардың 

субъектілі 

тәжірибесін 

пайдалану 

және 

өзіндік 

білім 

алу 

мүмкіндіктерін  едәуір  кеңейтетін  оқытудың  интерактивті  әдістерін,  мультимедиа  және 

интернет-технологияларды  білім  беру  үдерісіне  енгізуге  мүмкіндік  беретін  компьютерлік 

сауаттылықтың төмен болуы. 

Бейіндік  деңгейде  білім  алуға  кірісе  отырып,  оқушылар  олар  үшін  жаңа  болып 

табылатын,  өзгерген  жұмыс  көлемі  мен  ойлау  әрекеттерінің  сипаты,  жаңа  әлеуметтік  орта, 

жаңа  жұмыс  түрлері,  жаңа  сабақтар  жүйесі  сияқты  жағдайларға  енеді.  Аталған 

факторлардың  жиынтығы  көптеген  жасөспірімдерде  эмоциялық  жайсыздық  және  осының 

салдарынан,  дұрыс  шешім  қабылдауға  қиындық  тудыратын  ішкі  сақтық  пен  шиеленіс 

жағдайын  тудырады.  Ұзақ  психологиялық  шиеленіс  алаңғасарлыққа,  тәртіпсіздікке,  оқуға 

ілісе  алмаушылыққа,  жауапсыздыққа,  жылдам  шаршау  және  мектепке  баруға  деген 

ыңтасының  жоғалуына  алып  келуі  мүмкін.  Осылайша  дағдылана  алмаудың  салдарынан 

жүктеу/скачать 14,62 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: