Soli pa solim izglītība robotikā ar komplektu: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Pēc dažiem mēnešiem, kad būvēju savu robotu (lūdzu, skatiet visus šos), un pēc tam, kad divas reizes detaļas bija sabojājušās, es nolēmu atkāpties un pārdomāt savu stratēģiju un virzienu.

Vairāku mēnešu pieredze dažkārt bija ļoti izdevīga, un daudzas reizes ļoti nomākta, ļoti smaga, ļoti neapmierinoša. Daudzas reizes tas šķita kā divi soļi uz priekšu, viens solis atpakaļ.

Un es domāju, ka tas ir saistīts ar vairāku lietu kombināciju.

Mans mērķis bija izveidot "īstu" robotu - nevis rotaļlietu. Liels, jaudīgs robots ar izturīgām detaļām un daudz pieejamās akumulatora enerģijas, kas varētu darboties (visu dienu?) Un būt arī autonoms. Ka tā varētu droši pārvietoties visā manā dzīvoklī, neradot (sev vai nevienam / neko) bojājumus.

Lai gan es ļoti lēnām gāju uz priekšu, pētījumu, izmēģinājumu un kļūdu daudzums, izmēģiniet to, izmēģiniet to, bija ļoti laikietilpīgs un prasīja daudz garīgās / emocionālās enerģijas.

Pēc tam, kad vienas un tās pašas detaļas sabojājas divas reizes, būtu neprāts tās vēlreiz nomainīt un turpināt.

Tieši ar smagu sirdi es izvēlējos ļaut pašreizējam "Wallace" projektam atgriezties plauktā, jo īpaši tāpēc, ka biju tik tuvu tam, lai robotu darbības programmatūrā iekļautu IMU.

Tātad, ko darīt tagad

Tā notika, ka mana robota projekta “dari pats” pēdējās nedēļas laikā darbā es apmeklēju tiešsaistes programmatūras kursu. Kursam nav nozīmes - tas, kas uz mani atstāja iespaidu, bija tas, cik labi tas bija. Instruktors praktiski vadīja skatītāju aiz rokas, soli pa solim, un varēja sekot līdzi, apturēt video, veikt programmēšanas problēmu (tikai nelielu gabalu vienlaikus) un tad redzēt, kā viņa risinājums atbilst instruktora risinājumam.

Un - vēl labāk - visa sērija griežas ap reālu programmatūras projektu, kas patiesībā ir viegli noderīgs reālās tīmekļa vietnes biznesa vajadzībām.

Tas bija tik izdevīgi, tāpēc NAV stresa, ka nebija jābrīnās par to, "kas man jāmācās tālāk? Kā es darītu" X "?

Tātad, starp to, kas notika darbā, un daļām, kas mājās atteicās, un es biju tik nogurusi no piepūles, ka es vēlējos kaut ko līdzīgu tiešsaistes kursam, kuru apmeklēju darbā, bet lai tas būtu robotikas apgūšanai..

Es negribēju atkārtot pēdējos mēnešus. Es negribēju nopirkt vēl vienu robotu komplektu un pēc tam plīvot, lai tas darītu to, ko es vēlos. Un es arī negribēju pilnīgi uzbūvētu gatavu risinājumu, jo ko tad es iemācītos? Es jau esmu izveidojis "saliec savu pirmo robotu".

1. darbība: robotika ir…

Robotikas apgūšanas problēma ir tā, ka tajā ir tik daudz. Tas ir vismaz (ja ne vairāk):

• mehāniskā inženierija
• elektrotehnika / elektronika
• programmatūras inženierijas

Katru no iepriekš minētajiem var sīkāk izstrādāt (ko es šeit nedarīšu). Lieta ir tāda, ka daudz ir jāmācās.

Es nolēmu izmantot divvirzienu pieeju un līdz ar to arī šo "pamācāmo", lai jūs, lasītājs, apsvērtu. Es nolēmu vienlaicīgi risināt vai sākt divos dažādos, bet savstarpēji papildinošos virzienos.

• Pārskatiet / uzlabojiet ieslēgšanu / uzziniet / paplašiniet līdzstrāvas un maiņstrāvas ķēdes analīzi
• Atrodiet kursu / programmu, kas apvieno teoriju / lekciju un praktisku darbu, un kura pamatā ir robotu komplekts.

2. solis: līdzstrāvas un maiņstrāvas elektrotehnika

Iemesls, kāpēc es vēlos pavadīt laiku, lai mācītos un pārskatītu šo jomu, ir tas, ka robota daļas, visticamāk, neizdevās, jo man nebija nodrošināta pienācīga ķēdes aizsardzība noteiktās vietās. Ja jūs pārskatāt ar robotiem saistītās instrukcijas, es joprojām domāju, ka tās ir ļoti labas un noderīgas pat tagad. Neveiksmīgs bija tikai noteikts detaļu segments, un tikai pēc kāda laika.

Precīzāk sakot, robots ietvēra augstākā līmeņa virsmu, uz kuras bija tā saucamā "atbalsta shēma". Tās ir GPIO portu paplašināšanas un ar sensoru saistītās shēmas, sadalīšanas plates, mikroshēmas, strāvas sadale un kabeļi, kas nepieciešami, lai uzraudzītu un kontrolētu visu veidu sensorus, lai robots būtu drošs un autonoms.

Bija tikai dažas no šīm daļām - bet tās BIJA neveiksmes.

Es rakstīju inženieru forumā un saņēmu atbildes. Tieši detaļu apjoms un atbilžu līmenis mani patiesi pārsteidza, jo es vienkārši neesmu gatavs tam robotam, ko es domāju.

Pastāv atšķirība starp nelielu robotu komplektu, kuram ir divi lēti motori, varbūt 2/3 ampēru motora kontrolleris, varbūt pāris sensori, kurus var nēsāt vienā rokā - un tādu, kas sver vairāk nekā 20 mārciņas un kuram ir ļoti jaudīgi 20A motori un vairāk nekā 15 sensori, kas var radīt reālus zaudējumus, ja kaut kas noiet greizi.

Tātad, bija pienācis laiks vēlreiz apskatīt līdzstrāvas un maiņstrāvas elektroniku. Un es atradu šo vietni:

Matemātikas skolotājs DVD. Es uzskatu, ka nosaukums ir mazliet neērts un novecojis. Es pat gadus neesmu redzējis CD vai DVD. Taisnība?

Bet es to paskatījos. Un galu galā abonēju, un tagad es varu straumēt videoklipus visas dienas garumā, ja vēlos. Viss par USD 20 USD mēnesī. Līdz šim esmu apskatījis 1. sējumu.

Padomājiet par to, ka atrodaties klasē ar profesoru priekšgalā, ar tāfeli, iepazīstiniet ar priekšmetiem, izstrādājiet tos, un tad tā ir prakse, prakse, prakse. Un tāda ir šī vietne.

Galu galā mums bija jāsasniedz matricas algebra, jo ķēdēm bija pārāk daudz vienādojumu ar līdzīgu nezināmo skaitu. Bet tas ir labi. Viņš iet pāri algebrai tieši tik daudz, lai tiktu galā ar problēmām. Ja students vēlas vairāk, ir arī atsevišķi matemātikas fizikas kursi. Tā ir bijusi ļoti laba programma līdz šim.

Es ceru, ka līdz tam laikam, kad es apgūstu šos kursus, es nonācu pie atbildēm uz savām problēmām, kad detaļas nedarbojas, un būšu gatavs nākotnes robotikai elektronikas jomā.

3. solis: Robotikas apmācība un projekts

Bet šeit ir labākā daļa. Iepriekšējais solis, iespējams, var būt nedaudz sauss un nav izdevīgs. (Lai gan, kad esat pagājis noteiktā brīdī, jūs varēsit izvēlēties savas detaļas, izveidot savu ķēdi un veidot visu, ko vēlaties. Teiksim, ka vēlējāties izveidot (tikai prieka pēc) radio raidītāju un uztvērēju. Sakiet, ka vēlaties, lai tas būtu ar jūsu izvēlēto frekvenci un protokolu. Jūs zināt, kā izveidot savas shēmas.)

Tajā pašā laikā ir vēl kaut kas jādara: robotikas kurss. Īsts robotikas kurss.

(Ja vēlaties, lai mikrokontrollera dēlis darītu tikai jūsu darbu (es veidoju virkni pamācību, kas varētu būt noderīgi), pati MSP432 izstrādes plate ir salīdzinoši lēta-aptuveni USD 27 USD. Jūs varat pārbaudīt vietnē Amazon, Digikey, Newark, Element14 vai Mouser.)

Tā notiek, ka nesen Texas Instruments ir sagatavojis tik visaptverošu kursu. TI Robotikas sistēmu mācību komplekts. Lūdzu, neļaujiet "komplekta" daļai jūs apmānīt. Tas ir daudz vairāk nekā tikai “uzbūvēt citu mazu robotu komplektu”. Lūdzu, nopietni apskatiet šo saiti.

Par pilnu komplektu man izmaksāja 200 USD. Varat arī apskatīt pievienoto videoklipu, ko ievietoju šim solim.

Apskatiet visus šos mācību moduļus:

• Darba sākšana
• 1. modulis - koda palaišana LaunchPad, izmantojot CCS (mani 1. laboratorijas novērojumi)
• 2. modulis - spriegums, strāva un jauda (signālu ģeneratora un kapacitātes instrukcijas, kas izstrādātas no 2. laboratorijas)
• 3. modulis - ARM Cortex M (šeit ir 3. laboratorijas piezīmes Instructable - salīdzinot montāžu ar "C")
• 4. modulis - programmatūras projektēšana, izmantojot MSP432 (4. laboratorijas piezīmju video, 4. laboratorijas 2. video)
• 5. modulis - akumulatora un sprieguma regulēšana
• 6. modulis - GPIO (skatiet 6. laboratorijas instrukcijas 1., 2. un 3. daļu, bet koncentrējoties uz montāžas programmēšanu)
• 7. modulis - ierobežota stāvokļa mašīnas (7. laboratorijas 1. daļas montāža)
• 8. modulis - saskarnes ievade un izvade
• 9. modulis - SysTick taimeris
• 10. modulis - reāllaika sistēmu atkļūdošana
• 11. modulis - šķidro kristālu displejs
• 12. modulis - līdzstrāvas motori
• 13. modulis - Taimeri
• 14. modulis - reālā laika sistēmas
• 15. modulis - Datu iegūšanas sistēmas
• 16. modulis - tahometrs
• 17. modulis - vadības sistēmas
• 18. modulis - Seriālā komunikācija
• 19. modulis - Bluetooth zema enerģija
• 20. modulis - Wi -Fi
• Sacensties Izaicinājumi

Šis video no TI var pateikt to, ko es gribēju izteikt daudz labāk nekā es varu.

4. solis. Kā sākumpunktu izmantojiet robotikas mācību programmu

Lai gan tas nav viegli vai nav aizliegts, jūs varētu paplašināt lekcijas, laboratorijas, aktivitātes utt., Ko piedāvā mācību programma.

Piemēram, es esmu saistījis dažus citus Instructables ar šo (skatiet iepriekšējo soli, kurā uzskaitīti visi mācību moduļi), kur es mēģināju paplašināties, darot vairāk ar elektroniku (kondensatoriem), vai mēģināju uzrakstīt kodu montāžā papildus tā rakstīšanai C.

Jo vairāk jūs esat iepazinies ar montāžas programmēšanu, jo labāks varat būt augstākā līmeņa valodu programmētājs; labākas izvēles, ko izdarīsit projektos.

5. solis: Arduino vs MSP432 (darbs turpinās)

Es toreiz īsti nezināju, bet man radās tāds iespaids … šeit ir fragments no raksta, kas to var izteikt labāk nekā es varu:

Atšķirības starp Arduino un MSP432401R: Tagad mēs redzēsim, kāpēc mēs izvēlējāmies MSP432, nevis ļoti populāro Arduino. Arduino programmēšana un prototips varētu būt diezgan vienkāršs visu pieejamo API dēļ, taču, runājot par labāku aparatūras kontroli, MSP432 ir priekšrocība. Ar CCS palīdzību mēs varam ne tikai piekļūt MSP432 adrešu telpai, bet arī mums var mainīt dažādu reģistru vērtības, kas attiecīgi ietekmēs dažādus iestatījumus. Arduino nav tikai mikrokontrolleris, tas praktiski ir kā iesaiņojums ap mikrokontrolleri. Arduino ir kā vārīts pīrāgs, turpretī MSP432 ir kā neapstrādāts apelsīns, kas mums pašiem jāgatavo. Cerams, ka tas izskaidro abu to dažādās lietojumprogrammas. Sākuma stadijās var izmantot Arduino, bet, kad veiktspēja kļūst kritiska, TI MSP432 darbojas daudz labāk, jo tiek kontrolēta aparatūra.

Šis fragments ir ņemts no šejienes.

6. darbība: Raspberry Pi 3 B vs MSP432 (darbs turpinās)

Salīdzinājums nav īsti godīgs, jo Pi patiešām ir mikrodators un MSP ir mikrokontrolleris.

Tomēr ar T. I. Robotikas komplekta kurss, tas tiek izmantots kā robota smadzenes.

Acīmredzot Pi ir daudz vairāk atmiņas.

Pi, kas darbojas ar Raspbian, nav reālā laika OS. Šis trūkums varētu parādīties, ja jūs interesētu iegūt precīzus mērījumus (laiku) no sensora.

Izstrādes paneļa MSP ir divas vispārējas nozīmes gaismas diodes (vismaz viena, varbūt abas ir RGB), un tāfele ietver arī divus vispārējas nozīmes īslaicīgus spiedpogas slēdžus.