Поетапно обучение по роботика с комплект: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

След доста месеци на изграждане на собствен робот (моля, вижте всички тези неща) и след като два пъти се повредиха части, реших да направя крачка назад и да преосмисля стратегията и посоката си.

Опитът от няколко месеца понякога беше много възнаграждаващ и много пъти много разочароващ, много труден, много разочароващ. Много пъти изглеждаше като две крачки напред, една крачка назад.

И предполагам, че това се дължи на комбинация от няколко неща.

Целта ми беше да създам „истински“робот - не играчка. Голям, мощен робот, със здрави части и много налична енергия от батерията, който може да работи (през целия ден?) И също така да бъде автономен. Че може безопасно да се движи в целия ми апартамент, без да причини (себе си или никого / нищо) щети.

Докато много бавно напредвах, количеството изследвания, опити и грешки, опитайте това, опитайте това, отнемаше много време и отне много психическа / емоционална енергия.

След като същите части се повредят два пъти, би било лудост просто да ги смените отново и да продължите.

С тежко сърце избрах да оставя настоящия проект „Уолъс“да се върне на рафта, особено след като бях толкова близо до включването на IMU в операционния софтуер на роботите.

И така, какво да правите сега

Случи се така, че през последната седмица от моя проект „направи си сам“робот, по време на работа посещавах онлайн курс по софтуер. Курсът е без значение - това, което ми направи впечатление, беше колко добър беше. Инструкторът на практика водеше зрителя за ръка, стъпка по стъпка, и човек можеше да го следва, да постави на пауза видеото, да направи проблема с програмирането (само по малко парче наведнъж) и след това да види как решението му отговаря на това на инструктора.

И - още по -добре - цялата серия се върти около реален софтуерен проект, който всъщност е лесно полезен за нуждите на уебсайта в реалния свят.

Беше толкова възнаграждаващо, така НЕ стресиращо, че не трябваше да се чудя "какво трябва да науча по -нататък? Как бих могъл да направя / науча" X ""?

И така, между това, което се случваше на работа, и частите, които се проваляха у дома, и аз бях толкова изтощен от количеството усилия, че пожелах нещо подобно на онлайн курса, който взех за работа - но това да бъде за изучаване на роботиката.

Това, което НЕ исках, е да повторя последните няколко месеца. Не исках да си купя още един робот, а след това да се навъртам наоколо, за да го накарам да направи това, което искам. Освен това не исках напълно изградено, готово за работа решение, защото тогава какво бих научил? Вече направих „сглобяването на вашия първи робот“.

Стъпка 1: Робототехниката е …

Проблемът с наистина изучаването на роботиката е, че има толкова много участие. Това е пресечната точка на поне (ако не и повече) от тези:

• машиностроене
• електрическо / електронно инженерство
• софтуерно инженерство

Всяко от горните може да бъде допълнително разработено (което няма да правя тук). Въпросът е: има много за учене.

Реших да отида с двустранен подход и по този начин този "Инструктивен", за да може читателят да разгледа. Реших да се захвана или да започна в две различни, но допълващи се посоки едновременно.

• Прегледайте / Подобрете Вкл. / Научете / Разширете анализа на DC и AC веригата
• Намерете курс / програма, която е комбинация от теория / лекция и практическа работа и се върти около комплект робот.

Стъпка 2: Електротехника с постоянен и променлив ток

Причината, поради която искам да отделя време за изучаване и преглед на тази област, е, че частите на робота най -вероятно са се повредили поради липсата ми на осигуряване на подходяща защита на веригата в определени области. Ако прегледате инструкторите, свързани с роботи, все още мисля, че те са много добри и полезни, дори и сега. Само някои сегменти от части се провалиха и само след известно време.

За да бъдем конкретни, роботът включва повърхност от най-високо ниво, върху която има нещо, което наричам „поддържаща схема“. Това са схемите за разширяване на портовете GPIO и свързаните със сензора схеми, пробивни платки, чипове, разпределение на мощността и окабеляване, необходими за наблюдение и контрол на всички видове сензори, за да бъде роботът безопасен и автономен.

Само няколко от тези части се провалиха - но те се провалиха.

Писах на инженерен форум и получих отговори. Количеството детайли и нивото на отговорите, които наистина ме впечатлиха, просто не съм подготвен за нивото на робота, което имам предвид.

Има малка разлика между малък робот, който има два евтини двигателя, може би 2/3 Amp контролер на двигателя, може би няколко сензора, които можете да носите в една ръка - и един, който тежи нагоре от 20 паунда и има много мощни 20А двигатели и повече от 15 сензора, които могат да нанесат истински щети, ако нещо се обърка.

И така, беше време да хвърлим още един поглед върху електрониката на DC и AC. И намерих този сайт:

DVD с преподавател по математика. Открих, че заглавието е малко нахакано и остаряло. Дори не съм виждал CD или DVD от години. Нали?

Но аз го погледнах. В крайна сметка се абонирах и сега мога да предавам видеоклипове по цял ден, ако желая. Всичко за $ 20 USD на месец. Досега съм обхванал том 1.

Помислете да сте в клас с професор отпред, с бяла дъска, да въвеждате предмети, да ги доразвивате и тогава това е практика, практика, практика. И това е този сайт.

В крайна сметка трябваше да ударим матрична алгебра, защото схемите имаха твърде много едновременни уравнения с подобен брой неизвестни. Но това е добре. Той преминава през алгебрата достатъчно, за да преодолее проблемите. Ако студентът иска повече, има и отделни курсове по математика по физика. Това беше много добра програма досега.

Надявам се, че докато премина тези курсове, ще стигна до отговорите на проблемите си с неизправността на частите и ще бъда готов за бъдеща роботика в областта на електрониката.

Стъпка 3: Обучение и проект по роботика

Но тук е най -добрата част. Предишната стъпка може би е малко суха и не е полезна. (Въпреки че, след като преминете определена точка, ще можете да изберете свои собствени части, да проектирате своя собствена схема и да изградите каквото искате. Кажете, че сте искали да изградите (само за забавление) радиопредавател и приемник. Кажете, че искате това да бъде по ваш избор на честота и протокол. Ще знаете как да проектирате свои собствени схеми.)

Има едно друго нещо за правене едновременно: курс по роботика. Истински курс по роботика.

(Ако искате само платката на микроконтролера да прави вашите неща (аз съставям поредица от инструкции, които биха могли да бъдат полезни), самата дъска за разработка на MSP432 е сравнително евтина на около $ 27 USD. Можете да проверите с Amazon, Digikey, Newark, Element14 или Mouser.)

Случи се така, че наскоро Texas Instruments създаде такъв всеобхватен курс. Учебният комплект на TI Robotics Systems. Моля, не позволявайте на частта "комплект" да ви заблуди. Това е нещо повече от просто "изграждане на друг малък комплект робот". Моля, погледнете сериозно тази връзка.

Това ми струваше $ 200 USD за пълен комплект. Можете също да видите прикачения видеоклип, който пуснах за тази стъпка.

Вижте всички тези модули за обучение:

• Приготвяме се да започнем
• Модул 1 - Работен код на LaunchPad с помощта на CCS (моите наблюдения на Lab 1)
• Модул 2 - Напрежение, ток и мощност (генератор на сигнали и капацитет Инструкции, разработени от лаборатория 2)
• Модул 3 - ARM Cortex M (ето бележки от Lab 3, инструкции - сравняване на монтажа с "C")
• Модул 4 - Софтуерен дизайн, използващ MSP432 (видео от бележки от Lab 4, видео № 2 от Lab 4)
• Модул 5 - Регулиране на батерията и напрежението
• Модул 6 - GPIO (вижте Лаборатория 6, инструктируема част 1, част 2 и част 3, но с акцент върху програмирането на сглобяване)
• Модул 7 - Машини с крайно състояние (Лаборатория 7, част 1 Монтаж)
• Модул 8 - Връзка на входа и изхода
• Модул 9 - Таймер за SysTick
• Модул 10 - Отстраняване на грешки в системи в реално време
• Модул 11 - Дисплей с течни кристали
• Модул 12 - DC двигатели
• Модул 13 - Таймери
• Модул 14 - Системи в реално време
• Модул 15 - Системи за събиране на данни
• Модул 16 - Тахометър
• Модул 17 - Системи за управление
• Модул 18 - Последователна комуникация
• Модул 19 - Bluetooth с ниска енергия
• Модул 20 - Wi -Fi
• Състезавайте се с предизвикателства

Това видео от TI може да каже това, което исках да изразя много по -добре, отколкото мога.

Стъпка 4: Използвайте учебната програма по роботика като отправна точка

Въпреки че не е лесно или не е така предписано, можете да разширите лекциите, лабораториите, заниманията и т.н., които предлага учебната програма.

Например, свързах някои други Instructables с този (вижте предишната стъпка, в която са изброени всички модули за обучение), където се опитах или да разширя, като направя повече с електрониката (кондензатори), или да опитам да напиша кода в асемблирането в в допълнение към писането му на C.

Колкото повече сте запознати с асемблирането, толкова по-добър езиков програмист можете да бъдете по-добър; по -добрият избор, който ще направите в проектите.

Стъпка 5: Arduino Vs MSP432 (в процес на работа)

Тогава не го знаех със сигурност, но останах с такова впечатление … ето откъс от статия, който може да го изрази по -добре от мен:

Разлики между Arduino и MSP432401R: Сега ще видим защо избрахме MSP432 за разлика от много популярния Arduino. Arduino може да бъде доста лесен за програмиране и прототип поради всички налични API, но когато става въпрос за по -добър контрол на хардуера, MSP432 има предимството. С помощта на CCS можем не само да получим достъп до адресното пространство на MSP432, но и ние може да променя стойности на различни регистри, което ще повлияе по подходящ начин на различните настройки. Arduino не е просто микроконтролер, той на практика е като обвивка около микроконтролер. Arduino е като варен пай, докато MSP432 е като суров портокал, който трябва да готвим сами. Надяваме се, че това изяснява различните приложения и на двете. За началните етапи може да се използва Arduino, но когато производителността стане критична, TI MSP432 работи много по -добре поради контрола върху хардуера.

Този откъс е взет от тук.

Стъпка 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (в процес на работа)

Сравнението не е честно, тъй като Pi е наистина микро компютър, а MSP е микроконтролер.

Въпреки това, с T. I. Курс Robotics Kit, той се използва като мозък за робот.

Очевидно Pi има много повече памет.

Pi, работещ със стоков Raspbian, не е операционна система в реално време. Този недостатък може да се прояви, ако се интересувате от получаване на точни измервания (време) от сензор.

MSP на платката за разработка включва два светодиода с общо предназначение (поне един, може би и двата, са RGB), а платката включва и два превключвателя с бутони с общо предназначение.