Izobraževanje po korakih v robotiki s kompletom: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Po kar nekaj mesecih izdelave lastnega robota (oglejte si vse to) in po dvakratnem odpovedi delov sem se odločil, da naredim korak nazaj in premislim svojo strategijo in smer.

Večmesečna izkušnja je bila včasih zelo koristna in večkrat zelo frustrirajoča, zelo težka, zelo razočarana. Velikokrat se je zdelo, da gre za dva koraka naprej, korak nazaj.

In mislim, da je to posledica kombinacije več stvari.

Moj cilj je bil zgraditi "pravega" robota - ne igrače. Velik, zmogljiv robot z robustnimi deli in veliko razpoložljive energije baterije, ki bi lahko deloval (ves dan?) In bil tudi avtonomen. Da bi lahko varno krmaril po celotnem stanovanju, ne da bi povzročil (sam ali kdorkoli / karkoli) škodo.

Čeprav sem zelo počasi napredoval, so bile količine raziskav, poskusov in napak, poskusite to, poskusite tako, zelo dolgotrajne in so vzele veliko duševne / čustvene energije.

Ko dva dela odpovejo enake dele, bi bilo noro, če bi jih samo še enkrat zamenjali in nadaljevali.

S težkim srcem sem se odločil, da bom sedanji projekt "Wallace" spet pustil na polici, še posebej, ker sem bil tako blizu vključitvi IMU v programsko opremo za robote.

Kaj torej storiti zdaj

Zgodilo se je, da sem v zadnjem tednu svojega projekta "naredi sam" robota v službi obiskoval spletni tečaj programske opreme. Tečaj ni pomemben - na mene je naredil vtis, kako dober je bil. Inštruktor je gledalca praktično vodil po roki, korak za korakom, in lahko bi spremljal, ustavil video, naredil težavo s programiranjem (le majhen kos naenkrat) in nato videl, kako se njegova rešitev ujema z inštruktorjevo.

In - še bolje - celotna serija se vrti okoli pravega projekta programske opreme, ki je pravzaprav zlahka uporaben za poslovne potrebe spletnih mest v resničnem svetu.

Bilo je tako nagrajujoče, zato NE stresno, da se mi ni treba spraševati, "kaj naj se naslednji naučim? Kako bi se lotil / učil" X ""?

Torej, med tem, kar se je dogajalo v službi, in deli, ki so odpovedali doma, in jaz, ki sem bil tako izčrpan s količino napora, da sem si zaželel nekaj podobnega spletnemu tečaju, ki sem ga opravljal za delo - vendar naj bo to za učenje robotike.

Kar NISEM želel, je ponoviti zadnjih nekaj mesecev. Nisem hotel kupiti še enega kompleta robotov, nato pa se še malo sprehajati, da bi naredil, kar želim. In tudi nisem želel popolnoma zgrajene rešitve, pripravljene za uporabo, kaj bi se potem naučil? "Sestavi svojega prvega robota" sem že naredil.

1. korak: Robotika je…

Težava pri resničnem učenju robotike je, da je v to vpleteno toliko stvari. Je presečišče vsaj (če ne celo več) teh:

• strojništvo
• elektrotehnika / elektronika
• inženiring programske opreme

Vsakega od zgoraj naštetega je mogoče nadalje obdelati (česar tukaj ne bom). Bistvo je: veliko se je treba naučiti.

Odločil sem se, da bom bralca upošteval dvostranski pristop in s tem ta "Instructable". Odločil sem se, da se lotim ali začnem v dveh različnih, a komplementarnih smereh hkrati.

• Preglejte / Izboljšajte Vklop / Naučite se / Razširite analizo enosmernega in izmeničnega tokokroga
• Poiščite tečaj / program, ki je kombinacija teorije / predavanja in praktičnega dela ter se vrti okoli kompleta robotov.

2. korak: DC in AC elektrotehnika

Razlog, da želim porabiti čas za učenje in pregled tega področja, je, ker so robotski deli najverjetneje odpovedali zaradi mojega pomanjkanja ustrezne zaščite vezja na določenih področjih. Če pregledate robote, povezane z Instructables, mislim, da so še vedno zelo dobri in uporabni. Odpovedali so le določen segment delov in šele čez nekaj časa.

Natančneje, robot je vseboval površino najvišje ravni, na kateri je bilo tisto, čemur pravim "podporno vezje". To so vezja za razširitev vrat GPIO in s senzorji povezana vezja, odklopne plošče, čipi, porazdelitev moči in kabli, potrebni za spremljanje in nadzor vseh vrst senzorjev, da bi bil robot varen in avtonomen.

Le nekaj teh delov je propadlo - vendar so bili neuspešni.

Pisal sem na inženirski forum in dobil odgovore. Količina podrobnosti in stopnja odgovorov, ki sta me resnično prizadela, je ta, da preprosto nisem pripravljen na raven robota, ki ga imam v mislih.

Obstaja velika razlika med majhnim kompletom robotov, ki ima dva poceni motorja, morda krmilnik motorja 2/3 Amp, morda nekaj senzorjev, ki jih lahko nosite v eni roki - in enega, ki tehta 20 funtov in ima zelo močni motorji 20A in navzgor 15 senzorjev, ki lahko povzročijo resnično škodo, če gre kaj narobe.

Tako je bil čas, da si še enkrat ogledamo elektroniko DC in AC. In našel sem to spletno stran:

DVD z učiteljem matematike. Zdelo se mi je, da je naslov nekoliko nor in zastarel. Že leta nisem videl niti CD -ja niti DVD -ja. Prav?

Ampak sem si ga ogledal. Na koncu sem se naročil in zdaj lahko po cele dneve pretakam videoposnetke. Vse za 20 USD na mesec. Doslej sem zajel 1. zvezek.

Pomislite, da ste v razredu s profesorjem na sprednji strani, na beli tabli, uvajate predmete, jih obdelujete, potem pa je to praksa, vaja, vaja. In to je to mesto.

Na koncu smo morali zadeti matrično algebro, ker so imela vezja preveč istočasnih enačb s podobnim številom neznank. Ampak to je v redu. Preide algebro ravno toliko, da premaga težave. Če študent želi več, obstajajo tudi ločeni tečaji fizike matematike. Doslej je bil to zelo dober program.

Upam, da bom, ko bom opravil te tečaje, prišel do odgovorov na svoje težave z odpovedjo delov in bil pripravljen na prihodnjo robotiko na področju elektronike.

3. korak: Usposabljanje in projekt robotike

Ampak tukaj je najboljši del. Prejšnji korak je morda nekoliko suh in ne koristi. (Čeprav boste, ko boste presegli določeno točko, lahko sami izbrali svoje dele, oblikovali svoje vezje in zgradili vse, kar želite. Recimo, da ste radi zabave zgradili radijski oddajnik in sprejemnik. Recimo, da bi to želeli po lastni izbiri frekvence in protokola. Znali bi oblikovati svoja vezja.)

Hkrati je treba narediti še nekaj: tečaj robotike. Pravi tečaj robotike.

(Če želite, da mikrokrmilna plošča naredi samo svoje (sestavljam vrsto navodil, ki bi lahko bila v pomoč), je razvojna plošča MSP432 relativno poceni in znaša približno 27 USD. Preverite pri Amazonu, Digikeyju, Newark, Element14 ali Mouser.)

Tako se je zgodilo, da je pred kratkim Texas Instruments izdelal tako obsežen tečaj. Učni komplet TI Robotics Systems. Prosim, naj vas del "kompleta" ne zavede. To je več kot le "zgraditi še en majhen komplet robotov". Prosimo, da resno pogledate to povezavo.

Za kompleten komplet sem stal 200 USD. Ogledate si lahko tudi priloženi videoposnetek, ki sem ga dal za ta korak.

Oglejte si vse te učne module:

• Začetek
• Modul 1 - Zagon kode na LaunchPad -u z uporabo CCS (moja opažanja laboratorija 1)
• Modul 2 - Napetost, tok in moč (generator signala in kapacitivnost Navodila iz Lab 2)
• Modul 3 - ARM Cortex M (tukaj je Lab 3 notes Instructable - primerjava sklopa s "C")
• Modul 4 - Oblikovanje programske opreme z uporabo MSP432 (video zapiskov Lab 4, video #2 Lab 4)
• Modul 5 - Regulacija baterije in napetosti
• Modul 6 - GPIO (oglejte si 1. del, 2. in 3. del, ki ga lahko poučite v Lab 6, vendar s poudarkom na programiranju sklopov)
• Modul 7 - Stroji za končno stanje (Lab 7, 1. del, montaža)
• Modul 8 - Vmesni vhod in izhod
• Modul 9 - Časovnik SysTick
• Modul 10 - Odpravljanje napak v sistemih v realnem času
• Modul 11 - Zaslon s tekočimi kristali
• Modul 12 - DC motorji
• Modul 13 - Merilniki časa
• Modul 14 - Sistemi v realnem času
• Modul 15 - Sistemi za pridobivanje podatkov
• Modul 16 - Merilnik vrtljajev
• Modul 17 - Krmilni sistemi
• Modul 18 - Serijska komunikacija
• Modul 19 - Bluetooth z nizko porabo energije
• Modul 20 - Wi -Fi
• Tekmujte z izzivi

Ta video iz TI lahko pove, kaj sem hotel izraziti veliko bolje, kot lahko.

4. korak: Uporabite učni načrt robotike kot izhodišče

Čeprav ni enostavno ali ni tako prepovedano, bi lahko razširili predavanja, laboratorije, dejavnosti itd., Ki jih ponuja učni načrt.

Na primer, v to sem povezal še nekaj drugih navodil (glej prejšnji korak, v katerem so navedeni vsi učni moduli), kjer sem jih poskušal razširiti tako, da sem naredil več z elektroniko (kondenzatorji), ali pa skušal kodo sestaviti v sestavi v poleg tega, da ga napišem v C.

Bolj ko ste seznanjeni s programiranjem sklopov, boljši ste lahko jezikovni programer na višji ravni; boljše odločitve pri projektih.

5. korak: Arduino Vs MSP432 (delo v teku)

Takrat res nisem z gotovostjo vedel, vendar sem imel tak vtis … tukaj je odlomek iz članka, ki ga lahko izrazi bolje kot jaz:

Razlike med Arduinom in MSP432401R: Zdaj bomo videli, zakaj smo izbrali MSP432 v nasprotju z zelo priljubljenim Arduinom. Arduino je lahko zelo preprost za programiranje in izdelavo prototipa zaradi vseh razpoložljivih API -jev, a ko gre za boljši nadzor strojne opreme, ima prednost MSP432. S pomočjo CCS ne moremo dostopati le do naslovnega prostora MSP432, ampak tudi lahko spremeni vrednosti različnih registrov, kar bo ustrezno vplivalo na različne nastavitve. Arduino ni samo mikrokrmilnik, je skoraj kot ovitek okoli mikrokrmilnika. Arduino je kot kuhana pita, medtem ko je MSP432 kot surova pomaranča, ki jo moramo sami skuhati. Upajmo, da to pojasnjuje različne aplikacije obeh. Za začetne stopnje je mogoče uporabiti Arduino, ko pa zmogljivost postane kritična, TI MSP432 deluje veliko bolje zaradi nadzora nad strojno opremo.

Ta odlomek je vzet od tukaj.

Korak 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (delo v teku)

Primerjava ni res poštena, saj je Pi res mikro računalnik, MSP pa mikro krmilnik.

Vendar pa je s T. I. Tečaj Robotics Kit, ki se uporablja kot možgani za robota.

Očitno ima Pi veliko več spomina.

Pi, ki izvaja zalogo Raspbian, ni operacijski sistem v realnem času. Ta pomanjkljivost bi lahko prišla v poštev, če bi vas zanimale natančne meritve (čas) od senzorja.

MSP na razvojni plošči vključuje dve LED-lučki za splošno uporabo (vsaj ena, morda oba sta RGB), plošča pa vključuje tudi dve trenutni stikalni stikali za splošno uporabo.