Korak po korak edukacija iz robotike s kompletom: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Nakon nekoliko mjeseci izgradnje vlastitog robota (molimo pogledajte sve ovo), i nakon što su mi dijelovi dva puta otkazali, odlučio sam napraviti korak unatrag i ponovno razmisliti o svojoj strategiji i smjeru.

Višemjesečno iskustvo bilo je ponekad vrlo korisno, a mnogo puta i frustrirajuće, jako teško, vrlo razočaravajuće. Mnogo puta se činilo kao dva koraka naprijed, jedan korak natrag.

Pretpostavljam da je to posljedica kombinacije nekoliko stvari.

Moj cilj je bio izgraditi "pravog" robota - ne igračku. Veliki, snažan robot, s robusnim dijelovima i puno raspoložive energije iz baterije, koji bi mogao raditi (cijeli dan?), A također biti i autonoman. Da se može sigurno kretati cijelim mojim stanom, a da ne izazove (sebe ili bilo koga / bilo što) štetu.

Iako sam vrlo sporo napredovao, količina istraživanja, pokušaja i pogrešaka, pokušajte ovo, pokušajte ono, oduzimala je mnogo vremena i oduzimala je puno mentalne / emocionalne energije.

Nakon što isti dijelovi dvaput ne uspiju, bilo bi ludilo samo ih još jednom zamijeniti i nastaviti.

Teška sam srca odlučila dopustiti da se trenutni "Wallaceov" projekt vrati na policu, pogotovo jer sam bila tako blizu uključivanja IMU -a u radni softver robota.

Pa što sada učiniti

Dogodilo se da sam posljednji tjedan svog projekta "uradi sam" robota na poslu pohađao online tečaj softvera. Tečaj je nevažan - ono što je na mene ostavilo utisak bilo je koliko je dobro. Instruktor je praktički vodio gledatelja za ruku, korak po korak, a mogao se pratiti, pauzirati videozapis, riješiti problem programiranja (samo mali komad odjednom), a zatim vidjeti kako se nečije rješenje podudara s instruktorovim.

I - što je još bolje - cijela serija se vrti oko pravog softverskog projekta, koji je zapravo lako koristan za poslovne potrebe web stranica u stvarnom svijetu.

Bilo je toliko nagrađujuće, pa NIJE stresno, da se ne morate pitati "što bih trebao sljedeće naučiti? Kako bih mogao raditi / učiti 'X'"?

Dakle, između onoga što se događalo na poslu, i dijelova koji su kod kuće otkazivali i mene toliko iscrpljenog količinom napora, da sam poželio nešto slično online tečaju koji sam pohađao za posao - ali da to bude za učenje robotike.

Ono što NISAM želio je ponoviti zadnjih nekoliko mjeseci. Nisam htio kupiti još jedan komplet robota, a zatim se još malo namučiti kako bih učinio ono što želim. I također nisam želio potpuno izgrađeno, spremno rješenje, jer što bih onda naučio? Već sam napravio "assemble-your-first-robot".

Korak 1: Robotika je …

Problem sa stvarnim učenjem robotike je u tome što je toliko toga uključeno. To je sjecište barem (ako ne i više) ovih:

• strojarstvo
• elektrotehnike / elektronike
• softversko inženjerstvo

Svaki od gore navedenih može se dodatno razraditi (što ovdje neću učiniti). Poanta je u tome: ima mnogo toga za naučiti.

Odlučio sam se za dvostrani pristup, a time i ovaj "Instructable", za vas da čitatelj razmotri. Odlučio sam se uhvatiti u koštac ili započeti u dva različita, ali komplementarna smjera istovremeno.

• Pregledajte / Poboljšajte Uključeno / Naučite / Proširite analizu krugova istosmjernih i izmjeničnih struja
• Pronađite tečaj / program koji je kombinacija teorije / predavanja i praktičnog rada, a vrti se oko robotskog kompleta.

Korak 2: Elektrotehnika istosmjerne i izmjenične struje

Razlog zašto želim potrošiti vrijeme na učenje i pregled ovog područja je taj što su dijelovi robota najvjerojatnije zakazali zbog mog nedostatka pružanja odgovarajuće zaštite strujnog kruga u određenim područjima. Ako pregledate instruktore vezane uz robote, i dalje mislim da su vrlo dobri i korisni, čak i sada. Samo je određeni segment dijelova propadao i tek nakon nekog vremena.

Točnije, robot je sadržavao površinu najviše razine na kojoj se nalazilo ono što ja nazivam "pomoćna kola". To su sklopovi za proširenje GPIO portova i senzori povezani, ploče za probijanje, čipovi, raspodjela energije i kabeli potrebni za nadzor i kontrolu svih vrsta senzora, kako bi robot bio siguran i autonoman.

Samo je nekoliko tih dijelova zakazalo - ali oni su propali.

Pisao sam na inženjerski forum i dobio sam odgovore. Količina detalja i razina odgovora koji su me zaista pogodili jest da jednostavno nisam spreman za razinu robota koju imam na umu.

Postoji velika razlika između malog kompleta robota koji ima dva jeftina motora, možda motorni kontroler od 2/3 Amp, možda nekoliko senzora, koje možete nositi u jednoj ruci - i jedan koji teži 20 funti i ima vrlo snažni 20A motori i više od 15 senzora koji mogu nanijeti stvarnu štetu ako nešto pođe po zlu.

Dakle, došlo je vrijeme da još jednom pogledamo istosmjernu i izmjeničnu elektroniku. I našao sam ovu stranicu:

DVD učitelj matematike. Otkrio sam da je naslov pomalo hokejski i zastario. Godinama nisam ni vidio CD ili DVD. Pravo?

Ali sam je ipak pogledao. Na kraju sam se i pretplatio i sada mogu streamirati videozapise po cijeli dan ako želim. Sve za 20 USD mjesečno. Do sada sam obradio svezak 1.

Zamislite da budete u razredu s profesorom sprijeda, s bijelom pločom, uvodite predmete, razrađujete ih, a onda je to praksa, praksa, praksa. I to je ovo mjesto.

Na kraju smo morali pogoditi matričnu algebru jer su sklopovi imali previše istovremenih jednadžbi sa istim brojem nepoznanica. Ali to je u redu. Prelazi algebru tek toliko da prebrodi probleme. Ako student želi više, postoje i zasebni tečajevi fizike matematike. Do sada je to bio jako dobar program.

Nadam se da ću, dok prođem ove tečajeve, doći do odgovora na svoje probleme s pokvarenim dijelovima i biti spreman za buduću robotiku u području elektronike.

Korak 3: Obuka i projekt robotike

Ali evo najboljeg dijela. Prethodni korak može biti pomalo suh i ne isplati se. (Iako, kad prijeđete određenu točku, moći ćete izabrati vlastite dijelove, dizajnirati vlastiti krug i izgraditi sve što želite. Recite da ste htjeli izgraditi (samo radi zabave) radio odašiljač i prijemnik. Recite da ste htjeli da to bude prema vlastitom izboru frekvencije i protokola. Znali biste dizajnirati vlastite sklopove.)

U isto vrijeme morate učiniti još nešto: tečaj robotike. Pravi tečaj robotike.

(Ako samo želite da ploča mikrokontrolera radi svoje (sastavljam niz instrukcija koje bi mogle biti od pomoći), sama razvojna ploča MSP432 relativno je jeftina i iznosi oko 27 USD. Možete provjeriti na Amazonu, Digikeyu, Newark, Element14 ili Mouser.)

Dogodilo se da je nedavno tvrtka Texas Instruments proizvela tako opsežan tečaj. Komplet za učenje TI Robotics Systems. Nemojte dopustiti da vas dio "kompleta" zavara. Ovo je waaaay više od samo "izgraditi još jedan mali komplet robota". Molim vas da ozbiljno pogledate tu vezu.

Kompletan komplet koštao me 200 USD. Također možete pogledati priloženi video koji sam stavio za ovaj korak.

Pogledajte sve ove module učenja:

• Početak rada
• Modul 1 - Pokretanje koda na LaunchPadu pomoću CCS -a (moja zapažanja o laboratoriju 1)
• Modul 2 - Napon, struja i snaga (generator signala i kapacitivnost Instrukcije razrađene iz Lab 2)
• Modul 3 - ARM Cortex M (ovdje Lab 3 bilješke upućuju - usporedba sklopa sa "C")
• Modul 4 - Dizajn softvera pomoću MSP432 (videozapis bilješki Lab 4, video br. 2 Lab 4)
• Modul 5 - Regulacija baterije i napona
• Modul 6 - GPIO (provjerite Lab 6, dio 1, dio 2 i dio 3, ali s naglaskom na programiranju sklopova)
• Modul 7 - Strojevi konačnih stanja (Lab 7, 1. dio, montaža)
• Modul 8 - Povezivanje ulaza i izlaza
• Modul 9 - SysTick mjerač vremena
• Modul 10 - Otklanjanje pogrešaka u sustavima u stvarnom vremenu
• Modul 11 - Zaslon s tekućim kristalima
• Modul 12 - DC motori
• Modul 13 - Mjerači vremena
• Modul 14 - Sustavi u stvarnom vremenu
• Modul 15 - Sustavi prikupljanja podataka
• Modul 16 - Tahometar
• Modul 17 - Sustavi upravljanja
• Modul 18 - Serijska komunikacija
• Modul 19 - Bluetooth s niskom potrošnjom energije
• Modul 20 - Wi -Fi
• Natječite se s izazovima

Ovaj video iz TI -a može reći ono što sam htio izraziti puno bolje nego što mogu.

Korak 4: Koristite kurikulum robotike kao polazište

Iako nije lako ili nije tako propisano, mogli biste proširiti predavanja, laboratorije, aktivnosti itd. Koje nudi nastavni plan i program.

Na primjer, povezao sam neke druge Instructables s ovim (pogledajte prethodni korak u kojem su navedeni svi moduli za učenje) gdje sam pokušao ili proširiti radeći više s elektronikom (kondenzatori), ili pokušati napisati kod u sklopu u pored pisanja na C.

Što ste više upoznati sa programiranjem montaže, to možete biti bolji jezični programer više razine; bolji izbor koji ćete napraviti u projektima.

Korak 5: Arduino vs MSP432 (rad u tijeku)

Tada to nisam znao sa sigurnošću, ali sam imao takav dojam … evo odlomka iz članka koji to može izraziti bolje nego ja:

Razlike između Arduina i MSP432401R: Sada ćemo vidjeti zašto smo odabrali MSP432 za razliku od popularnog Arduina. Arduino bi mogao biti prilično jednostavan za programiranje i prototip zbog svih dostupnih API -ja, ali što se tiče bolje kontrole hardvera, prednost ima MSP432. Uz pomoć CCS -a, ne samo da možemo pristupiti adresnom prostoru MSP432, već i može promijeniti vrijednosti različitih registara što će na odgovarajući način utjecati na različite postavke. Arduino nije samo mikrokontroler, on je praktički poput omota oko mikrokontrolera. Arduino je poput kuhane pite, dok je MSP432 poput sirove naranče koju moramo sami skuhati. Nadajmo se da ovo pojašnjava različite primjene oboje. Za početne faze može se koristiti Arduino, ali kad performanse postanu kritične, TI MSP432 radi puno bolje zbog kontrole nad hardverom.

Taj je odlomak preuzet odavde.

Korak 6: Raspberry Pi 3 B vs MSP432 (rad u tijeku)

Usporedba nije baš poštena jer je Pi doista mikro računalo, a MSP mikrokontroler.

Međutim, s T. I. Tečaj Robotics Kit, koristi se kao mozak za robota.

Očigledno, Pi ima mnogo više memorije.

Pi, koji pokreće dionički Raspbian, nije OS u stvarnom vremenu. Ovaj nedostatak mogao bi doći u obzir ako ste zainteresirani za dobivanje preciznih mjerenja (vremena) sa senzora.

MSP na razvojnoj ploči uključuje dvije LED opće namjene (najmanje jedna, možda obje su RGB), a ploča također uključuje dva trenutna prekidača opće namjene.