ნაბიჯ-ნაბიჯ განათლება რობოტიკაში ნაკრებით: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

რამდენიმე თვის შემდეგ საკუთარი რობოტის შექმნის შემდეგ (გთხოვთ, გაეცნოთ ამ ყველაფერს) და მას შემდეგ, რაც ნაწილები ორჯერ ჩავარდა, გადავწყვიტე უკან გადამედგა ნაბიჯი და გადამეფიქრებინა ჩემი სტრატეგია და მიმართულება.

რამოდენიმე თვის გამოცდილება ზოგჯერ იყო ძალიან მომგებიანი და ბევრჯერ ძალიან იმედგაცრუებული, ძალიან მძიმე, ძალიან იმედგაცრუებული. ბევრჯერ ჩანდა ორი ნაბიჯი წინ, ერთი უკან.

და მე ვფიქრობ, რომ ეს გამოწვეულია რამდენიმე რამის კომბინაციით.

ჩემი მიზანი იყო "ნამდვილი" რობოტის შექმნა - არა სათამაშო. დიდი, მძლავრი რობოტი, ძლიერი ნაწილებითა და ბატარეის უამრავი ენერგიით, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს (მთელი დღე?) და ასევე იყოს ავტონომიური. რომ მას შეეძლო უსაფრთხოდ ნავიგაცია ჩემს მთელ ბინაში (თავად ან ვინმეს / არაფერს) დაზიანების გარეშე.

მიუხედავად იმისა, რომ მე ასე ნელა პროგრესს მივაღწევდი, კვლევის რაოდენობამ, ცდა-შეცდომამ, სცადე ეს, სცადე, იყო ძალიან შრომატევადი და ბევრი გონებრივი / ემოციური ენერგია დამჭირდა.

მას შემდეგ, რაც ერთი და იგივე ნაწილები ორჯერ ჩავარდა, სიგიჟე იქნებოდა მათი კიდევ ერთხელ შეცვლა და გაგრძელება.

მძიმე გულით შევარჩიე, რომ ახლანდელი "უოლესის" პროექტი თაროზე დაებრუნებინა, მით უმეტეს, რომ ძალიან ახლოს ვიყავი IMU რობოტების ოპერაციული პროგრამული უზრუნველყოფის ჩართვაში.

ასე რომ, რა უნდა გავაკეთოთ ახლა

მოხდა ისე, რომ ჩემი "გავაკეთე საკუთარი თავის" რობოტ-პროექტის ბოლო ერთი კვირის განმავლობაში, სამსახურში, ვიღებდი პროგრამული უზრუნველყოფის ონლაინ კურსს. კურსი შეუსაბამოა - ჩემზე შთაბეჭდილება მოახდინა, რამდენად კარგი იყო. ინსტრუქტორმა პრაქტიკულად მიიყვანა მაყურებელი ხელით, ეტაპობრივად, და შეეძლო გაჰყოლოდა, შეეწყვიტა ვიდეო, გაეკეთებინა პროგრამირების პრობლემა (ერთ ჯერზე მხოლოდ მცირე ნაწილი) და შემდეგ გაერკვია, თუ როგორ ემთხვეოდა ერთი გამოსავალი ინსტრუქტორს.

და - კიდევ უკეთესი - მთელი სერია ტრიალებს რეალური პროგრამული პროექტის გარშემო, რომელიც რეალურად ადვილად გამოსაყენებელია რეალურ სამყაროში ვებსაიტების ბიზნეს საჭიროებისთვის.

ეს იყო იმდენად მომგებიანი, ისე სტრესული, რომ არ უნდა მეფიქრა "რა უნდა ვისწავლო შემდეგ? როგორ გავაგრძელო" X " - ის სწავლა?"

ასე რომ, იმას შორის, რაც ხდებოდა სამსახურში და იმ ნაწილებს შორის, რომლებიც სახლში არ მეშლებოდა და მე იმდენად დავიღალე ძალისხმევით, რომ ვნატრობდი რაღაც მსგავს ონლაინ კურსს, რომელსაც სამსახურში ვიღებდი - მაგრამ ეს უნდა ყოფილიყო რობოტიკის სწავლისთვის რა

რაც მე არ მსურდა, არის გავიმეორო ბოლო რამდენიმე თვე. მე არ მსურდა კიდევ ერთი რობოტის ნაკრების ყიდვა და შემდეგ კიდევ რამოდენიმე რამის გაკეთება, რათა გამეკეთებინა ის, რისი გაკეთებაც მსურს. მე ასევე არ მინდოდა სრულად აგებული, მზა გამოსავალი, რადგან შემდეგ რას ვისწავლიდი? მე უკვე გავაკეთე "შეკრება-შენი-პირველი რობოტი".

ნაბიჯი 1: რობოტიკა არის…

პრობლემა რობოტიკის სწავლაში მდგომარეობს იმაში, რომ მასში მხოლოდ ბევრია ჩართული. ეს არის სულ მცირე (თუ არა მეტი) კვეთა:

• მექანიკური ინჟინერია
• ელექტრო / ელექტრონული ინჟინერია
• პროგრამული ინჟინერია

ყოველივე ზემოთქმულიდან შეიძლება შემდგომი დამუშავება (რასაც აქ არ გავაკეთებ). საქმე იმაშია: სასწავლი ბევრია.

მე გადავწყვიტე წასვლა ორმხრივი მიდგომით და, ამრიგად, ამ "ინსტრუქციით", რაც თქვენ უნდა გაითვალისწინოთ მკითხველმა. მე გადავწყვიტე დამეწყო ან დავიწყო ორი განსხვავებული, მაგრამ დამატებითი მიმართულებით ერთდროულად.

• მიმოხილვა / გაუმჯობესება / სწავლა / გაფართოება DC და AC მიკროსქემის ანალიზი
• იპოვეთ კურსი / პროგრამა, რომელიც არის თეორიის / ლექციისა და პრაქტიკული კომბინაცია და ტრიალებს რობოტის ნაკრების გარშემო.

ნაბიჯი 2: DC და AC ელექტროტექნიკა

მიზეზი, რის გამოც მსურს დროის გატარება ამ სფეროს სწავლასა და მიმოხილვაზე, არის ის, რომ რობოტის ნაწილები, სავარაუდოდ, ჩავარდა იმის გამო, რომ მე არ მქონდა გარკვეული სფეროების სათანადო დაცვის უზრუნველყოფა. თუ გადახედავთ რობოტთან დაკავშირებულ ინსტრუქციებს, მე მაინც ვფიქრობ, რომ ისინი ძალიან კარგი და სასარგებლოა, ახლაც. ეს იყო ნაწილების მხოლოდ გარკვეული ნაწილი, რომელიც ჩავარდა და მხოლოდ გარკვეული დროის შემდეგ.

უფრო კონკრეტულად რომ ვთქვათ, რობოტი მოიცავდა ზედა დონის ზედაპირს, რომელზედაც იყო ის რასაც მე ვუწოდებ "დამხმარე სქემას". ეს არის GPIO პორტის გაფართოება და სენსორთან დაკავშირებული სქემები, გამანადგურებელი დაფები, ჩიპები, ენერგიის განაწილება და კაბელები, რომლებიც საჭიროა ყველა სახის სენსორის მონიტორინგისა და კონტროლისთვის, რათა რობოტი იყოს უსაფრთხო და ავტონომიური.

ეს მხოლოდ რამდენიმე ნაწილი იყო წარუმატებელი - მაგრამ ისინი წარუმატებელი აღმოჩნდნენ.

მე ნამდვილად მივწერე საინჟინრო ფორუმს და მივიღე პასუხები. ეს იყო დეტალების რაოდენობა და პასუხების დონე, რაც ნამდვილად მომივიდა სახლში, რომ მე არ ვარ მზად იმ დონის რობოტისთვის, რაც მე მაქვს მხედველობაში.

პატარა განსხვავებაა რობოტების ნაკრებში, რომელსაც აქვს ორი იაფი ძრავა, შესაძლოა 2/3 ამპერიანი ძრავის კონტროლერი, შესაძლოა რამდენიმე სენსორი, რომლის ტარება ერთ ხელში შეგიძლიათ - და ის, რომელიც იწონის 20 კილოგრამს ზემოთ ძალიან ძლიერი 20A ძრავა და 15 სენსორი, რომელთაც შეუძლიათ რეალური ზიანი მიაყენონ, თუ რამე არასწორედ წავა.

ასე რომ, დრო იყო კიდევ ერთხელ გადახედოთ DC და AC ელექტრონიკას. და ვიპოვე ეს საიტი:

DVD მათემატიკის მასწავლებელი. მე აღმოვაჩინე, რომ სათაური ცოტა სასაცილო და მოძველებულია. CD და DVD არც მინახავს წლების განმავლობაში. არა?

მაგრამ მე მას შევხედე. საბოლოოდ გამოიწერე ხელმოწერა და ახლა მსურს ვიდეოების გადაცემა მთელი დღის განმავლობაში. ყველაფერი თვეში 20 დოლარად. ჯერჯერობით მე შევაჯამე 1 ტომი.

იფიქრეთ იმაზე, რომ იყოთ კლასში პროფესორთან ერთად წინ, დაფაზე, საგნების დანერგვა, მათი შემუშავება და შემდეგ ეს არის პრაქტიკა, პრაქტიკა, პრაქტიკა. და ეს არის ეს საიტი.

ჩვენ საბოლოოდ მოგვიწია მატრიცის ალგებრაში მოხვედრა, რადგან სქემებს ჰქონდათ ძალიან ბევრი ერთდროული განტოლება უცნობთა რაოდენობის მსგავსი. მაგრამ ეს ნორმალურია. ის ისე გადადის ალგებრაზე, რომ პრობლემების გადალახვა შეძლოს. თუ სტუდენტს მეტი სურს, ასევე არის ცალკე მათემატიკის ფიზიკის კურსებიც. აქამდე ძალიან კარგი პროგრამა იყო.

ვიმედოვნებ, რომ სანამ ამ კურსებს გავივლი, მივაღწევ პასუხებს ჩემს ნაწილებთან დაკავშირებული პრობლემების შესახებ და მზად ვიქნები მომავალი რობოტექნიკისთვის ელექტრონიკის სფეროში.

ნაბიჯი 3: რობოტიკის სწავლება და პროექტი

მაგრამ აქ არის საუკეთესო ნაწილი. წინა ნაბიჯი შეიძლება იყოს ცოტა მშრალი და არა დაჯილდოვებული. (მიუხედავად იმისა, რომ როდესაც თქვენ გადალახავთ გარკვეულ წერტილს, თქვენ შეძლებთ აირჩიოთ თქვენი საკუთარი ნაწილები, შეიმუშაოთ თქვენი წრე და ააწყოთ ის, რაც გსურთ. თქვით, რომ გსურთ რადიო გადამცემის და მიმღების (უბრალოდ გასართობად) აშენება. თქვით, რომ გინდოდათ ეს ყოფილიყო თქვენი არჩევანის სიხშირით და პროტოკოლით. თქვენ გეცოდინებოდათ თქვენი სქემების დიზაინი.)

ამავე დროს არის კიდევ რაღაც გასაკეთებელი: რობოტიკის კურსი. ნამდვილი რობოტიკის კურსი.

(თუ თქვენ მხოლოდ მიკრო კონტროლერის დაფა გინდათ გააკეთოთ საკუთარი თავი (მე ვადგენ ინსტრუქციათა სერიას, რომელიც შეიძლება იყოს სასარგებლო), MSP432 განვითარების დაფა თავისთავად შედარებით იაფია დაახლოებით $ 27 აშშ დოლარი. შეგიძლიათ შეამოწმოთ Amazon, Digikey, ნიუარკი, Element14, ან Mouser.)

ეს ხდება ისე, რომ ცოტა ხნის წინ, Texas Instruments– მა შექმნა ასეთი ყოვლისმომცველი კურსი. TI Robotics Systems სასწავლო ნაკრები. გთხოვთ, ნუ მისცემთ "ნაკრების" ნაწილს თქვენ მოტყუებას. ეს უფრო მეტია ვიდრე უბრალოდ "კიდევ ერთი პატარა რობოტის ნაკრების აშენება". გთხოვთ სერიოზულად გადახედეთ იმ ბმულს.

200 დოლარი დამიჯდა სრული ნაკრები. თქვენ ასევე შეგიძლიათ ნახოთ თანდართული ვიდეო, რომელიც მე ამ ნაბიჯისათვის დავდე.

შეხედეთ ყველა ამ სასწავლო მოდულს:

• Ვიწყებთ
• მოდული 1 - გაშვებული კოდი LaunchPad– ზე CCS– ის გამოყენებით (ჩემი ლაბორატორიის 1 დაკვირვება)
• მოდული 2 - ძაბვა, დენი და სიმძლავრე (სიგნალის გენერატორი და ტევადობის ინსტრუქციები შემუშავებულია ლაბორატორიიდან 2)
• მოდული 3 - ARM Cortex M (აქ არის ლაბორატორია 3 შენიშვნები Instructable - შედარების შედარება "C")
• მოდული 4 - პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი MSP432– ის გამოყენებით (ლაბორატორიის 4 ჩანაწერის ვიდეო, ლაბორატორი 4 – ის ვიდეო #2)
• მოდული 5 - ბატარეისა და ძაბვის რეგულირება
• მოდული 6 - GPIO (შეამოწმეთ ლაბორატორია 6 ინსტრუქციული ნაწილი 1, ნაწილი 2 და ნაწილი 3 მაგრამ შეკრების პროგრამირებაზე ორიენტირებული)
• მოდული 7 - სასრული მდგომარეობის მანქანები (ლაბორატორია 7 ნაწილი 1 ასამბლეა)
• მოდული 8 - ინტერფეისის შეყვანა და გამოსავალი
• მოდული 9 - SysTick ტაიმერი
• მოდული 10 - რეალურ დროში სისტემების გამართვის გამართვა
• მოდული 11 - თხევადი ბროლის ჩვენება
• მოდული 12 - DC მოტორსი
• მოდული 13 - ქრონომეტრები
• მოდული 14 - რეალურ დროში სისტემები
• მოდული 15 - მონაცემთა მოპოვების სისტემები
• მოდული 16 - ტაქომეტრი
• მოდული 17 - კონტროლის სისტემები
• მოდული 18 - სერიული კომუნიკაცია
• მოდული 19 - Bluetooth დაბალი ენერგია
• მოდული 20 - Wi -Fi
• კონკურენცია გაუწიეთ გამოწვევებს

TI– ს ამ ვიდეოს შეუძლია თქვას რისი გამოხატვაც მსურს ბევრად უკეთესად ვიდრე შემიძლია.

ნაბიჯი 4: გამოიყენეთ რობოტიკის სასწავლო გეგმა, როგორც ამოსავალი წერტილი

მიუხედავად იმისა, რომ ადვილი არ არის, ან არ არის აკრძალული, თქვენ შეგიძლიათ გააფართოვოთ ის ლექციები, ლაბორატორიები, აქტივობები და ა.შ., რასაც სასწავლო გეგმა გვთავაზობს.

მაგალითად, მე დავუკავშირე სხვა ინსტრუქციები ამ ერთს (იხ. წინა ნაბიჯი ყველა სასწავლო მოდულის ჩამონათვალში), სადაც მე შევეცადე გამეფართოვებინა უფრო მეტი ელექტრონიკით (კონდენსატორებით), ან ვცდილობდი კოდის ჩაწერაში გარდა ამისა, იგი დაწერილია C.

რაც უფრო კარგად იცნობთ ასამბლეის პროგრამირებას, მით უკეთესი იქნება უმაღლესი დონის ენის პროგრამისტი; უკეთესი არჩევანი თქვენ გააკეთებთ პროექტებში.

ნაბიჯი 5: Arduino Vs MSP432 (მუშაობა მიმდინარეობს)

მე ნამდვილად არ ვიცოდი მაშინ, მაგრამ მე მქონდა ასეთი შთაბეჭდილება … აქ არის ამონარიდი სტატიიდან, რომელსაც შეუძლია ეს ჩემზე უკეთ გამოხატოს:

განსხვავებები Arduino– სა და MSP432401R– ს შორის: ახლა ჩვენ ვნახავთ, თუ რატომ ავირჩიეთ MSP432 განსხვავებით ძალიან პოპულარული Arduino– სგან. Arduino შეიძლება საკმაოდ მარტივი პროგრამირება და პროტოტიპი იყოს ყველა არსებული API– ს გამო, მაგრამ რაც შეეხება ტექნიკის უკეთეს კონტროლს, MSP432 უპირატესობას ანიჭებს. CCS– ის დახმარებით ჩვენ შეგვიძლია არა მხოლოდ MSP432 მისამართის სივრცის წვდომა, არამედ ჩვენც შეუძლია შეცვალოს სხვადასხვა რეესტრის მნიშვნელობა, რაც სათანადოდ იმოქმედებს სხვადასხვა პარამეტრებზე. Arduino არ არის მხოლოდ მიკროკონტროლერი, ის პრაქტიკულად ჰგავს მიკროკონტროლერის შემოხვევას. Arduino ჰგავს მოხარშულ ტორტს, ხოლო MSP432 ჰგავს უმი ფორთოხალს, რომელიც ჩვენ თვითონ უნდა მოვამზადოთ. იმედია, ეს განმარტავს ორივე მათგანის განსხვავებულ პროგრამებს. საწყის ეტაპზე Arduino შეიძლება გამოყენებულ იქნას, მაგრამ როდესაც შესრულება კრიტიკული ხდება, TI MSP432 ბევრად უკეთესად მუშაობს აპარატურაზე კონტროლის გამო.

ეს ნაწყვეტი აღებულია აქედან.

ნაბიჯი 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (მუშაობა მიმდინარეობს)

შედარება ნამდვილად არ არის სამართლიანი, რადგან Pi ნამდვილად არის მიკრო კომპიუტერი და MSP არის მიკრო კონტროლერი.

თუმცა, T. I. რობოტიკის ნაკრების კურსი, ის გამოიყენება როგორც რობოტის ტვინი.

ცხადია, Pi- ს გაცილებით მეტი მეხსიერება აქვს.

Pi, გაშვებული საფონდო Raspbian, არ არის რეალურ დროში ოპერაციული სისტემა. ეს ნაკლი შეიძლება გამოჩნდეს, თუ თქვენ დაინტერესებული ხართ სენსორისგან ზუსტი გაზომვების (დროის) მიღებით.

MSP განვითარების დაფაზე შედის ორი ზოგადი დანიშნულების LED (მინიმუმ ერთი, შესაძლოა ორივე, იყოს RGB) და დაფაზე ასევე არის ორი ზოგადი დანიშნულების მომენტალური ღილაკზე გადამრთველი.