Edukimi hap pas hapi në robotikë me një çantë: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:11

Pas disa muajsh të krijimit të robotit tim (ju lutemi referojuni të gjitha këtyre), dhe pasi dy herë pjesët dështuan, vendosa të bëj një hap prapa dhe të rimendoj strategjinë dhe drejtimin tim.

Përvoja disa mujore ishte nganjëherë shumë shpërblyese, dhe shumë herë shumë zhgënjyese, shumë e vështirë, shumë zhgënjyese. Shumë herë dukej si dy hapa përpara, një hap prapa.

Dhe unë mendoj se kjo është për shkak të një kombinimi të disa gjërave.

Qëllimi im ishte të ndërtoja një robot "të vërtetë" - jo një lodër. Një robot i madh, i fuqishëm, me pjesë të fuqishme dhe shumë energji në dispozicion të baterisë, që mund të funksionojë (gjatë gjithë ditës?) Dhe gjithashtu të jetë autonom. Që të mund të lundrojë në mënyrë të sigurt në të gjithë banesën time pa shkaktuar (vetveten ose këdo / asgjë).

Ndërsa unë isha shumë ngadalë duke përparuar, sasia e kërkimit, prova dhe gabim, provojeni këtë, provoni atë, ishte shumë kohë dhe merrte shumë energji mendore / emocionale.

Pasi të njëjtat pjesë të dështojnë dy herë, do të ishte çmenduri t'i zëvendësosh ato edhe një herë dhe të vazhdosh.

Me zemër të rëndë zgjodha që projekti aktual "Wallace" të kthehej në raft, veçanërisht pasi isha shumë afër përfshirjes së një IMU në programin operativ të robotëve.

Pra, çfarë të bëni tani

Ndodhi që gjatë javës së fundit të projektit tim robot "bëj vetë", në punë po merrja një kurs online të softuerit. Kursi është i parëndësishëm - ajo që më bëri përshtypje ishte sa mirë ishte. Instruktori praktikisht e drejtoi shikuesin me dorë, hap pas hapi, dhe dikush mund ta ndiqte, të ndalonte videon, të bënte problemin e programimit (vetëm një pjesë të vogël në të njëjtën kohë), dhe pastaj të shihte se si zgjidhja e dikujt përputhej me atë të instruktorit.

Dhe - edhe më mirë - e gjithë seria rrotullohet rreth një projekti të vërtetë softuerik, që është në të vërtetë lehtësisht i dobishëm për nevojat e biznesit të faqeve të internetit të botës reale.

Ishte aq shpërblyese, aq JO stresuese, që të mos pyesja "çfarë duhet të mësoj më tej? Si do të vazhdoja të bëja / mësoja 'X'"?

Pra, midis asaj që po ndodhte në punë, dhe pjesëve që dështonin në shtëpi dhe unë duke u lodhur aq shumë nga sasia e përpjekjeve, sa dëshiroja diçka të ngjashme me kursin online që po merrja për punë - por që të ishte për të mësuar robotikë Me

Ajo që NUK doja, është të përsëris muajt e fundit. Unë nuk doja të blija një komplet tjetër robot, dhe pastaj të vrapoja për të bërë atë që unë dua të bëjë. Dhe gjithashtu nuk doja një zgjidhje të ndërtuar plotësisht, gati për të shkuar, sepse atëherë çfarë do të mësoja? Unë tashmë kam bërë "montoni-robotin tuaj të parë".

Hapi 1: Robotika është…

Problemi me të mësuarit e vërtetë të robotikës është se ka kaq shumë të përfshirë. Isshtë kryqëzimi i të paktën (nëse jo më shumë) këtyre:

• inxhinieri mekanike
• inxhinieri elektrike / elektronike
• inxhinieri softuerike

Secila nga sa më sipër mund të shtjellohet më tej (gjë që nuk do ta bëj këtu). Çështja është: ka shumë për të mësuar.

Vendosa të shkoj me një qasje me dy drejtime, dhe kështu këtë "Të udhëzueshme", për ju që lexuesi të ketë parasysh. Vendosa të merrem ose të filloj në dy drejtime të ndryshme, por plotësuese njëkohësisht.

• Rishikoni / Përmirësoni On / Mësoni / Zgjeroni analizën e qarkut DC dhe AC
• Gjeni një Kurs / Program që është një kombinim i teorisë / ligjëratës dhe praktikës, dhe sillet rreth një kompleti roboti.

Hapi 2: Inxhinieri Elektrike DC dhe AC

Arsyeja që dua të kaloj kohë duke mësuar dhe rishikuar këtë fushë është sepse pjesët e robotëve ka shumë të ngjarë të dështojnë për shkak të mungesës sime në sigurimin e mbrojtjeve të duhura të qarkut në zona të caktuara. Nëse rishikoni Instructables të lidhura me robotët, unë ende mendoj se ato janë shumë të mira dhe të dobishme, edhe tani. Ishte vetëm një segment i caktuar i pjesëve që po dështonin, dhe vetëm pas një kohe të gjatë.

Për të qenë specifik, roboti përfshinte një sipërfaqe të nivelit të lartë mbi të cilin kishte atë që unë e quaj "qark qarkues". Këto janë qarqet e zgjerimit të portit GPIO dhe qarqet e lidhura me sensorin, bordet e prishjes, çipat, shpërndarjen e energjisë dhe kabllot e nevojshme për të monitoruar dhe kontrolluar të gjitha llojet e sensorëve, në mënyrë që roboti të jetë i sigurt dhe autonom.

Kishte vetëm disa nga ato pjesë që dështuan - por ato Dështuan.

Kam shkruar në një forum inxhinierik dhe kam marrë përgjigje. Ishte sasia e detajeve dhe niveli i përgjigjeve që me të vërtetë më goditën në shtëpi, sepse unë thjesht nuk jam i përgatitur për nivelin e robotit që kam në mendje.

Ekziston një ndryshim midis një kompleti të vogël robotik që ka dy motorë të lirë, ndoshta një kontrollues motorësh 2/3 Amp, ndoshta disa sensorë, që mund t’i mbani në njërën dorë - dhe një që peshon më shumë se 20 kg dhe ka motorë shumë të fuqishëm 20A, dhe më shumë se 15 sensorë, që mund të bëjnë dëme reale nëse diçka nuk shkon.

Pra, ishte koha për të hedhur një vështrim tjetër në elektronikën DC dhe AC. Dhe gjeta këtë faqe:

DVD Tutor i Matematikës. E gjeta titullin të ishte pak budalla dhe i vjetëruar. Unë nuk kam parë as CD ose DVD prej vitesh. E drejtë?

Por unë i hodha një sy. Dhe përfundimisht u pajtova dhe tani mund të transmetoj video gjatë gjithë ditës nëse dëshiroj. Të gjitha për 20 dollarë në muaj. Deri më tani kam mbuluar Vëllimin 1.

Mendoni të jeni në një klasë me një profesor në pjesën e përparme, me një dërrasë të bardhë, duke prezantuar lëndë, duke i përpunuar ato, dhe pastaj është praktikë, praktikë, praktikë. Dhe kjo është ajo që është kjo faqe.

Ne përfundimisht duhej të godisnim algjebrën e matricës sepse qarqet kishin shumë ekuacione të njëkohshme me një numër të ngjashëm të panjohurash. Por kjo është në rregull. Ai kalon mbi algjebër aq sa të kalojë problemet. Nëse studenti dëshiron më shumë, ka edhe kurse të veçanta të fizikës së matematikës gjithashtu. Ka qenë një program shumë i mirë deri më tani.

Shpresa ime është që kur të kaloj këto kurse, të arrij në përgjigjet e problemeve të mia me pjesët e mia që dështojnë, dhe të jem gati për robotikën e ardhshme në fushën e elektronikës.

Hapi 3: Trajnimi dhe Projekti i Robotikës

Por këtu është pjesa më e mirë. Hapi i mëparshëm ndoshta mund të jetë pak i thatë dhe jo shpërblyes. (Edhe pse, pasi të keni kaluar një pikë të caktuar, do të jeni në gjendje të zgjidhni pjesët tuaja, të krijoni qarkun tuaj dhe të ndërtoni çfarë të doni. Thoni se keni dashur të ndërtoni (vetëm për argëtim) një transmetues radio dhe një marrës. Thuaj që keni dashur që kjo të jetë me zgjedhjen tuaj të frekuencës dhe protokollit. Ju do të dini të krijoni qarqet tuaja.)

Ka diçka tjetër për të bërë në të njëjtën kohë: një kurs robotike. Një kurs i vërtetë i robotikës.

(Nëse dëshironi që bordi i mikro-kontrolluesit të bëjë punën tuaj (unë jam duke kompozuar një seri udhëzimesh që mund të jenë të dobishme), vetë bordi i zhvillimit MSP432 është relativisht i lirë me rreth 27 dollarë. Mund të kontrolloni me Amazon, Digikey, Newark, Element14 ose Mouser.)

Ndodh që kohët e fundit, Texas Instruments ka prodhuar një kurs kaq gjithëpërfshirës. Kompleti i të mësuarit të sistemeve robotike TI. Ju lutemi mos lejoni që pjesa "kit" t'ju mashtrojë. Kjo është shumë më tepër sesa thjesht një "ndërtim i një kompleti tjetër të vogël robotësh". Ju lutemi hidhini një sy seriozisht asaj lidhjeje.

Më kushtoi 200 dollarë për një komplet të plotë. Ju gjithashtu mund të shihni videon e bashkangjitur që kam vendosur për këtë hap.

Shikoni të gjitha këto module mësimore:

• Fillimi
• Moduli 1 - Kodi i ekzekutimit në LaunchPad duke përdorur CCS (vëzhgimet e mia të Lab 1)
• Moduli 2 - Tensioni, Rryma dhe Fuqia (udhëzues të sinjalit dhe kapacitetit të përpunuar nga Lab 2)
• Moduli 3 - ARM Cortex M (këtu janë Lab 3 shënimet Instructable - krahasimi i montimit me "C")
• Moduli 4 - Dizajni i softuerit duke përdorur MSP432 (video e shënimeve të Lab 4, video #2 e Lab 4)
• Moduli 5 - Rregullimi i baterisë dhe tensionit
• Moduli 6 - GPIO (shikoni një Lab 6 Instructable Pjesa 1, Pjesa 2 dhe Pjesa 3 por me fokus në programimin e montimit)
• Moduli 7 - Makinat me gjendje të fundme (Lab 7 Pjesa 1 Asambleja)
• Moduli 8 - Ndërfaqja e hyrjes dhe daljes
• Moduli 9 - Kohëmatësi SysTick
• Moduli 10 - Debugging Sistemet në kohë reale
• Moduli 11 - Ekran me kristale të lëngshme
• Moduli 12 - Motorët DC
• Moduli 13 - Kohëmatësit
• Moduli 14 - Sistemet në kohë reale
• Moduli 15 - Sistemet e marrjes së të dhënave
• Moduli 16 - Takometër
• Moduli 17 - Sistemet e Kontrollit
• Moduli 18 - Komunikimi Serial
• Moduli 19 - Energji e ulët Bluetooth
• Moduli 20 - Wi -Fi
• Konkurroni Sfidat

Kjo video nga TI mund të thotë atë që kam dashur të shpreh shumë më mirë sesa mundem.

Hapi 4: Përdorni kurrikulën e robotikës si pikënisje

Ndërsa nuk është e lehtë, ose jo siç është e ndaluar, ju mund të zgjeroheni mbi leksionet, laboratorët, aktivitetet, etj., Që ofron kurrikula.

Për shembull, unë kam lidhur disa udhëzues të tjerë në këtë (shiko hapin e mëparshëm duke renditur të gjitha modulet mësimore) ku u përpoqa ose të zgjerohesha duke bërë më shumë me elektronikën (kondensatorët), ose të përpiqesha të shkruaja kodin në montim në shtesë për ta shkruar atë në C.

Sa më shumë që jeni njohur me programimin e asamblesë, aq më i mirë programues i gjuhës së nivelit më të lartë mund të jeni; zgjedhjet më të mira që do të bëni në projekte.

Hapi 5: Arduino Vs MSP432 (puna në progres)

Unë në të vërtetë nuk e njihja atë me siguri në atë kohë, por kisha atë përshtypje … këtu është një fragment nga një artikull që mund ta shprehë atë më mirë se unë:

Dallimet midis Arduino dhe MSP432401R: Tani, ne do të shohim pse zgjodhëm MSP432 në krahasim me Arduino shumë të njohur. Arduino mund të jetë mjaft i thjeshtë për t'u programuar dhe prototipuar për shkak të të gjitha API -ve në dispozicion, por kur bëhet fjalë për kontroll më të mirë të harduerit, MSP432 ka përparësinë. Me ndihmën e CCS, ne jo vetëm që mund të hyjmë në hapësirën e adresave të MSP432, por edhe ne mund të ndryshojë një vlerë të regjistrave të ndryshëm të cilët do të ndikojnë në mënyrë të përshtatshme në cilësime të ndryshme. Arduino nuk është vetëm një mikrokontrollues, ai praktikisht është si një mbështjellës rreth një mikrokontrolluesi. Arduino është si një byrek i gatuar ndërsa MSP432 është si një portokall i papërpunuar të cilin duhet ta gatuajmë vetë. Shpresojmë, kjo sqaron aplikimet e ndryshme të të dyve. Për fazat fillestare Arduino mund të përdoret, por kur performanca bëhet kritike, TI MSP432 funksionon shumë më mirë për shkak të kontrollit mbi harduerin.

Ai fragment është marrë nga këtu.

Hapi 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (puna në progres)

Krahasimi nuk është vërtet i drejtë, pasi Pi është me të vërtetë një mikro kompjuter dhe MSP është një mikro kontrollues.

Sidoqoftë, me T. I. Kursi i Robotics Kit, ai po përdoret si truri për një robot.

Natyrisht, Pi ka shumë më tepër kujtesë.

Pi, me aksione Raspbian, nuk është një sistem operativ në kohë reale. Ky pengesë mund të hyjë në lojë nëse jeni të interesuar të merrni matje të sakta (kohën) nga një sensor.

MSP në tabelën e zhvillimit përfshin dy LED me qëllim të përgjithshëm (të paktën një, ndoshta të dyja, janë RGB), dhe bordi gjithashtu përfshin dy çelsa çelësash të përdorimit të përgjithshëm të çastit.