Քայլ առ քայլ կրթություն ռոբոտաշինության մեջ `հանդերձանքով. 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Իմ սեփական ռոբոտը կառուցելուց մի քանի ամիս անց (խնդրում եմ անդրադառնալ այս բոլորին), և երկու անգամ մասերի խափանումից հետո, ես որոշեցի մի քայլ հետ գնալ և նորից մտածել իմ ռազմավարության և ուղղության մասին:

Մի քանի ամսվա փորձը երբեմն շատ շահավետ էր, և շատ անգամ ՝ շատ հիասթափեցնող, շատ դժվար, շատ հիասթափեցնող: Շատ անգամ թվում էր, թե երկու քայլ առաջ է, մեկ քայլ հետ:

Եվ ես ենթադրում եմ, որ դա պայմանավորված է մի քանի բաների համադրությամբ:

Իմ նպատակն էր կառուցել «իսկական» ռոբոտ, ոչ թե խաղալիք: Մեծ, հզոր ռոբոտ, հզոր մասերով և մարտկոցի մեծ էներգիայով, որը կարող է աշխատել (ամբողջ օրը) և նաև ինքնավար լինել: Որ այն կարողանա ապահով նավարկել իմ ամբողջ բնակարանը ՝ առանց (ինքն իրեն կամ որևէ մեկին / որևէ մեկին) վնաս պատճառելու:

Մինչ ես շատ դանդաղ էի առաջադիմում, հետազոտությունների ծավալը, փորձեր և սխալներ, փորձեք սա, փորձեք դա, շատ ժամանակատար էր և շատ մտավոր / հուզական էներգիա խլեց:

Նույն մասերը երկու անգամ խափանելուց հետո խելագարություն կլինի պարզապես դրանք մեկ անգամ փոխարինել և շարունակել:

Aանր սրտով ես որոշեցի թույլ տալ, որ ներկայիս «Ուոլաս» նախագիծը վերադառնա դարակում, մանավանդ որ ես շատ մոտ էի IMU- ն ռոբոտների գործառնական ծրագրում ներառելուն:

Այսպիսով, ինչ անել հիմա

Պատահեց այնպես, որ իմ «ինքնուրույն» ռոբոտ-նախագծի վերջին շաբաթվա ընթացքում աշխատավայրում անցնում էի ծրագրային ապահովման առցանց դասընթաց: Դասընթացն անտեղի է. Այն, ինչ ինձ վրա տպավորություն թողեց, այն էր, թե որքան լավն էր: Ուսուցիչը գործնականում քայլ առ քայլ տանում էր հեռուստադիտողին, և կարելի էր հետևել դրան, դադարեցնել տեսանյութը, կատարել ծրագրավորման խնդիրը (միանգամից մի փոքր կտոր), իսկ հետո տեսնել, թե ինչպես է մեկի լուծումը համապատասխանում ուսուցչի լուծմանը:

Եվ, նույնիսկ ավելի լավ, ամբողջ շարքը պտտվում է իրական ծրագրային նախագծի շուրջ, որն իրականում հեշտությամբ օգտակար է իրական վեբ կայքերի բիզնես կարիքների համար:

Այնքան հատուցող էր, այնքան ոչ սթրեսային, որ պետք չէր մտածել, թե «ի՞նչ պետք է սովորեմ հետո: Ինչպե՞ս կվարվեի / սովորեցի« X »»:

Այսպիսով, այն, ինչ տեղի էր ունենում աշխատանքում, և այն մասերը, որոնք տանը խափանում էին, և ես այնքան ուժասպառ եղած լինելով ջանքերիս չափով, որ ցանկացա նման բան ունենալ առցանց դասընթացին, որը ես անցնում էի աշխատանքի համար, բայց դա լիներ ռոբոտաշինություն սովորելու համար:.

Այն, ինչ ՉԵՄ ուզում, դա կրկնելն է վերջին մի քանի ամիսների ընթացքում: Ես չէի ուզում գնել ևս մեկ ռոբոտի հավաքածու, այնուհետև ինչ -որ բան շրջել, որպեսզի այն անի այն, ինչ ուզում եմ, որ նա անի: Եվ ես չէի ուզում ամբողջովին կառուցված, պատրաստ լուծում, քանի որ այդ դեպքում ի՞նչ կսովորեի: Ես արդեն արել եմ «հավաքիր-քո-առաջին-ռոբոտը»:

Քայլ 1: Ռոբոտաշինությունը…

Իրականում ռոբոտաշինություն սովորելու խնդիրն այն է, որ դրանում շատ բան կա ներգրավված: Սա առնվազն (եթե ոչ ավելին) խաչմերուկն է.

• մեքենաշինություն
• էլեկտրական / էլեկտրոնային ճարտարագիտություն
• ծրագրային ապահովման ճարտարագիտություն

Վերոնշյալներից յուրաքանչյուրը կարող է լրացուցիչ մշակվել (ինչը ես այստեղ չեմ անի): Բանն այն է. Սովորելու շատ բան կա:

Ես որոշեցի գնալ երկկողմանի մոտեցմամբ, և, հետևաբար, այս «Ուսուցանելի», որպեսզի ընթերցողը հաշվի առնի: Ես որոշեցի զբաղվել կամ սկսել միաժամանակ երկու տարբեր, բայց լրացնող ուղղություններով:

• Վերանայել / կատարելագործել / սովորել / ընդլայնել DC և AC սխեմաների վերլուծությունը
• Գտեք դասընթաց / ծրագիր, որը տեսության / դասախոսության և գործնականի համադրություն է և պտտվում է ռոբոտների հավաքածուի շուրջ:

Քայլ 2: DC և AC էլեկտրատեխնիկա

Պատճառն այն է, որ ես ցանկանում եմ ժամանակ ծախսել այս ոլորտը սովորելու և վերանայելու համար, այն է, որ ռոբոտների մասերը, ամենայն հավանականությամբ, խափանվել են ՝ որոշակի տարածքներում պատշաճ միացում ապահովելու իմ բացակայության պատճառով: Եթե դուք վերանայեք ռոբոտների հետ կապված Instructables- ը, ես դեռ կարծում եմ, որ դրանք շատ լավ և օգտակար են, նույնիսկ հիմա: Դա մասերի միայն որոշակի հատված էր, որոնք խափանում էին, և միայն որոշ ժամանակ անց:

Ավելի կոնկրետ լինելու համար ռոբոտը ներառում էր բարձր մակարդակի մակերես, որի վրա կար այն, ինչ ես անվանում եմ «օժանդակ սխեմաներ»: Սրանք GPIO նավահանգստի ընդլայնման և սենսորների հետ կապված սխեմաներ են, ճեղքման տախտակներ, չիպսեր, էներգիայի բաշխում և մալուխներ, որոնք անհրաժեշտ են բոլոր տեսակի սենսորների վերահսկման և վերահսկման համար, որպեսզի ռոբոտը լինի անվտանգ և ինքնավար:

Այդ հատվածներից միայն մի քանիսն էին ձախողվում, բայց դրանք ձախողվում էին:

Ես իսկապես գրել եմ ինժեներական ֆորումին և ստացել եմ պատասխաններ: Մանրամասների քանակը և պատասխանների մակարդակը, որոնք ինձ իսկապես դուր եկան, այն էր, որ ես պարզապես պատրաստ չեմ իմ մտքում եղած ռոբոտի մակարդակին:

Կա մի տարբերություն փոքր ռոբոտների հավաքածուի միջև, որն ունի երկու էժան շարժիչ, գուցե 2/3 Amp շարժիչի վերահսկիչ, գուցե մի քանի տվիչ, որը կարող եք կրել մեկ ձեռքով, և այն, որը կշռում է ավելի քան 20 ֆունտ և ունի շատ հզոր 20A շարժիչներ և 15 սենսորից բարձր, որոնք կարող են իրական վնաս հասցնել, եթե ինչ -որ բան սխալ է ընթանում:

Այսպիսով, ժամանակն էր մեկ այլ հայացք գցել DC և AC էլեկտրոնիկայի վրա: Եվ ես գտա այս կայքը.

DVD մաթեմատիկայի դասախոս: Ես գտա, որ վերնագիրը մի փոքր ծիծաղելի է և հնացած: Տարիներ շարունակ ես նույնիսկ CD կամ DVD չեմ տեսել: Ճիշտ?

Բայց ես իսկապես նայեցի դրան: Եվ, ի վերջո, բաժանորդագրվեցի, և այժմ ես ցանկության դեպքում կարող եմ ամբողջ օրը տեսանյութեր հեռարձակել: Բոլորը ամսական $ 20 ԱՄՆ դոլարով: Մինչ այժմ ես ընդգրկել եմ 1 -ին հատորը:

Մտածեք դասարանում լինել դասախոսի հետ առջևում, գրատախտակի հետ, ներկայացնել առարկաներ, մշակել դրանք, այնուհետև դա պրակտիկա, պրակտիկա, պրակտիկա: Եվ սա այն է, ինչ այս կայքը:

Մենք, ի վերջո, ստիպված եղանք հարվածել մատրիցային հանրահաշվին, քանի որ սխեմաներն ունեին չափազանց շատ միաժամանակյա հավասարումներ անհայտների նույն թվով: Բայց դա նորմալ է: Նա բավականաչափ անցնում է հանրահաշվի վրայով ՝ խնդիրները հաղթահարելու համար: Եթե ուսանողը ավելին է ուզում, կան նաև մաթեմատիկայի ֆիզիկայի առանձին դասընթացներ: Մինչ այժմ դա շատ լավ ծրագիր էր:

Իմ հույսն այն է, որ մինչև այս դասընթացներն անցնեն, ես կհասնեմ իմ մասերի խափանումների հետ կապված խնդիրների պատասխաններին և պատրաստ կլինեմ էլեկտրոնիկայի ոլորտում ապագա ռոբոտաշինությանը:

Քայլ 3. Ռոբոտաշինության ուսուցում և նախագիծ

Բայց ահա լավագույն մասը: Նախորդ քայլը կարող է մի փոքր չոր լինել և ոչ թե հատուցող: (Թեև, երբ որևէ կետ անցնեք, Դուք կկարողանաք ընտրել ձեր սեփական մասերը, նախագծել ձեր սեփական սխեման և կառուցել այն, ինչ ցանկանում եք: Ասեք, որ ցանկանում եք կառուցել (պարզապես զվարճանքի համար) ռադիոհաղորդիչ և ընդունիչ: Ասեք, որ ցանկանում եք, որ դա լինի ձեր ընտրած հաճախականությամբ և արձանագրությամբ: Դուք կիմանաք, թե ինչպես նախագծել ձեր սեփական սխեմաները:)

Միևնույն ժամանակ այլ բան կա անելու ՝ ռոբոտաշինության դասընթաց: Իսկական ռոբոտաշինության դասընթաց:

(Եթե ցանկանում եք, որ միկրոհսկիչի տախտակը անի ձեր գործը (ես կազմում եմ մի շարք հրահանգներ, որոնք կարող են օգտակար լինել), MSP432- ի զարգացման տախտակն ինքնին համեմատաբար էժան է ՝ մոտ $ 27 ԱՄՆ դոլար: Դուք կարող եք ստուգել Amazon- ի, Digikey- ի, Նյուարք, տարր 14 կամ Մաուզեր)

Պատահում է, որ վերջերս Texas Instruments- ը պատրաստել է նման համապարփակ դասընթաց: TI Robotics Systems ուսումնական հավաքածու: Խնդրում եմ, թույլ մի տվեք, որ «հավաքածուի» հատվածը ձեզ հիմարի: Սա ավելին է, քան պարզապես «կառուցել մեկ այլ փոքր ռոբոտների հավաքածու»: Խնդրում եմ լուրջ նայեք այդ հղմանը:

Ինձ համար $ 200 ԱՄՆ դոլար արժեցավ ամբողջական հավաքածուի համար: Կարող եք նաև դիտել կից տեսանյութը, որը ես տեղադրել եմ այս քայլի համար:

Նայեք այս բոլոր ուսուցման մոդուլներին.

• Սկսել
• Մոդուլ 1 - Գործող ծածկագիր LaunchPad- ի վրա ՝ օգտագործելով CCS (լաբորատոր 1 -ի իմ դիտարկումները)
• Մոդուլ 2 - Լարման, հոսանքի և հզորության (ազդանշանի գեներատոր և հզորության հրահանգներ ՝ մշակված լաբորատորիայից 2)
• Մոդուլ 3 - ARM Cortex M (ահա Lab 3 նշումներ Instructable - համեմատելով հավաքումը «C» - ի հետ)
• Մոդուլ 4 - SPրագրաշարի ձևավորում MSP432- ի միջոցով (Լաբորատոր 4 գրառումների տեսանյութ, Լաբորատոր 4 -ի տեսանյութ 2)
• Մոդուլ 5 - Մարտկոցի և լարման կարգավորումը
• Մոդուլ 6 - GPIO (ստուգեք Լաբորատորիա 6 -ի հրահանգավորվող մասը 1 -ին, 2 -րդ և 3 -րդ մասերը, բայց կենտրոնանալով հավաքների ծրագրավորման վրա)
• Մոդուլ 7 - Վերջնական վիճակի մեքենաներ (Լաբորատորիա 7 մաս 1 հավաքում)
• Մոդուլ 8 - միջերեսային մուտք և ելք
• Մոդուլ 9 - SysTick ժմչփ
• Մոդուլ 10 - Իրական ժամանակի համակարգերի վրիպազերծում
• Մոդուլ 11 - Հեղուկ բյուրեղյա էկրան
• Մոդուլ 12 - DC շարժիչներ
• Մոդուլ 13 - ersամաչափեր
• Մոդուլ 14 - Իրական ժամանակի համակարգեր
• Մոդուլ 15 - Տվյալների ձեռքբերման համակարգեր
• Մոդուլ 16 - Տախոմետր
• Մոդուլ 17 - Կառավարման համակարգեր
• Մոդուլ 18 - Սերիական հաղորդակցություն
• Մոդուլ 19 - Bluetooth ցածր էներգիա
• Մոդուլ 20 - Wi -Fi
• Մրցակցել մարտահրավերներին

ԹԻ -ի այս տեսանյութը կարող է ասել այն, ինչ ես ուզում էի արտահայտել շատ ավելի լավ, քան կարող եմ:

Քայլ 4. Օգտագործեք ռոբոտաշինության ծրագիրը որպես մեկնարկային կետ

Թեև հեշտ չէ, կամ արգելված չէ, դուք կարող եք ընդլայնել դասախոսությունները, լաբորատորիաները, գործունեությունը և այլն, որոնք առաջարկում է ուսումնական ծրագիրը:

Օրինակ, ես այս հրահանգին միացրել եմ որոշ այլ հրահանգներ (տե՛ս նախորդ Քայլը ՝ թվարկելով ուսումնական բոլոր մոդուլները), որտեղ ես փորձել եմ կամ ընդլայնել ՝ ավելի շատ աշխատելով էլեկտրոնիկայի (կոնդենսատորների) հետ, կամ փորձել հավաքել ծածկագիրը ի լրումն այն գրել C- ում:

Որքան ավելի շատ ծանոթ լինեք հավաքման ծրագրավորմանը, այնքան ավելի բարձր մակարդակի լեզվի ծրագրավորող կարող եք լինել. ավելի լավ ընտրություն կկատարեք նախագծերում:

Քայլ 5. Arduino Vs MSP432 (աշխատանքն ընթացքի մեջ է)

Ես այն ժամանակ իսկապես հաստատ չգիտեի, բայց այդ տպավորությունն ունեի… ահա մի հատված մի հոդվածից, որը կարող է այն ինձանից լավ արտահայտել.

Տարբերությունները Arduino- ի և MSP432401R- ի միջև. Այժմ մենք կտեսնենք, թե ինչու ենք մենք ընտրել MSP432- ը ի տարբերություն հանրաճանաչ Arduino- ի: Arduino- ն կարող է բավականին պարզ ծրագրավորվել և նախատիպավորվել ՝ առկա բոլոր API- ների պատճառով, սակայն երբ խոսքը վերաբերում է սարքավորումների ավելի լավ վերահսկմանը, MSP432- ն ունի առավելություն: CCS- ի օգնությամբ մենք կարող ենք ոչ միայն մուտք գործել MSP432 հասցեի տարածք, այլև մենք կարող է փոխել տարբեր գրանցամատյանների արժեքները, որոնք համապատասխանաբար կազդի տարբեր պարամետրերի վրա: Arduino- ն ոչ միայն միկրոկոնտրոլեր է, այլև գործնականում նման է միկրոկոնտրոլերի շուրջ փաթաթվածին: Arduino- ն նման է եփած կարկանդակի, մինչդեռ MSP432- ը նման է հում նարնջի, որը մենք ինքներս պետք է պատրաստենք: Հուսանք, սա պարզաբանում է երկուսի տարբեր ծրագրերը: Սկզբնական փուլերի համար Arduino- ն կարող է օգտագործվել, բայց երբ կատարողականը դառնում է կրիտիկական, TI MSP432- ը շատ ավելի լավ է աշխատում `ապարատային սարքերի վերահսկողության պատճառով:

Այդ հատվածը վերցված է այստեղից:

Քայլ 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (աշխատանքն ընթացքի մեջ է)

Համեմատությունն իրոք արդարացի չէ, քանի որ Pi- ն իսկապես միկրո համակարգիչ է, իսկ MSP- ն `միկրոկարգավորիչ:

Այնուամենայնիվ, T. I.- ի հետ Robotics Kit դասընթաց, այն օգտագործվում է որպես ռոբոտի ուղեղ:

Ակնհայտ է, որ Pi- ն շատ ավելի շատ հիշողություն ունի:

Pi- ն, որն ունի Raspbian ֆոնդ, իրական ժամանակի ՕՀ չէ: Այս թերությունը կարող է ուժի մեջ մտնել, եթե դուք հետաքրքրված լինեք սենսորից ճշգրիտ չափումներ (ժամանակացույց) ստանալու մեջ:

Boardարգացման տախտակի վրա MSP- ն ներառում է երկու ընդհանուր նշանակության LED (առնվազն մեկը, գուցե երկուսն էլ RGB են), իսկ տախտակը ներառում է նաև երկու ընդհանուր նշանակության վայրկենական սեղմիչ անջատիչ: