Pendidikan Langkah demi Langkah dalam Robotik Dengan Kit: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Setelah beberapa bulan membina robot saya sendiri (sila rujuk semua ini), dan setelah dua kali bahagiannya gagal, saya memutuskan untuk mengambil langkah mundur dan memikirkan semula strategi dan arah saya.

Pengalaman selama beberapa bulan kadang-kadang sangat bermanfaat, dan berkali-kali sangat mengecewakan, sangat sukar, sangat mengecewakan. Berkali-kali kelihatan seperti dua langkah ke depan, satu langkah ke belakang.

Dan saya rasa ini disebabkan oleh gabungan beberapa perkara.

Tujuan saya adalah untuk membina robot "sebenar" - bukan mainan. Robot yang besar dan kuat, dengan bahagian yang kuat dan banyak tenaga bateri yang ada, yang boleh berjalan (sepanjang hari?) Dan juga menjadi autonomi. Bahawa ia dapat menavigasi seluruh apartmen saya dengan selamat tanpa menyebabkan kerosakan (sendiri atau sesiapa sahaja / apa-apa).

Walaupun saya sangat perlahan membuat kemajuan, jumlah penyelidikan, percubaan dan kesilapan, mencuba ini, mencuba itu, sangat memakan masa dan mengambil banyak tenaga mental / emosi.

Setelah bahagian yang sama gagal dua kali, menjadi kegilaan untuk menggantinya sekali lagi, dan terus berjalan.

Dengan berat hati saya memilih untuk membiarkan projek "Wallace" sekarang kembali ke rak, terutamanya kerana saya hampir memasukkan IMU ke dalam perisian operasi robot.

Jadi Apa Yang Perlu Dilakukan Sekarang

Kebetulan pada minggu terakhir projek robot "buat-saya-saya", di tempat kerja saya mengikuti kursus perisian dalam talian. Kursus ini tidak relevan - apa yang memberi kesan kepada saya adalah betapa baiknya. Pengajar secara praktikal memimpin penonton dengan tangan, langkah demi langkah, dan seseorang dapat mengikuti, menjeda video, melakukan masalah pengaturcaraan (hanya sekeping kecil pada satu masa), dan kemudian melihat bagaimana penyelesaian seseorang sesuai dengan pengajar.

Dan - lebih baik lagi - keseluruhan siri ini berkisar pada projek perisian sebenar, yang sebenarnya mudah digunakan untuk keperluan perniagaan laman web dunia nyata.

Ia sangat bermanfaat, jadi TIDAK memberi tekanan, tidak perlu bertanya-tanya "apa yang harus saya pelajari seterusnya? Bagaimana saya hendak melakukan / belajar 'X'"?

Jadi, antara apa yang sedang berlaku di tempat kerja, dan bahagian yang gagal di rumah dan saya sangat letih dengan banyak usaha, sehingga saya menginginkan sesuatu yang serupa dengan kursus dalam talian yang saya ambil untuk bekerja - tetapi ia adalah untuk belajar robotik.

Apa yang TIDAK saya mahukan, adalah mengulangi beberapa bulan terakhir. Saya tidak mahu membeli satu lagi kit robot, dan kemudian mencari lebih banyak lagi untuk membuatnya melakukan apa yang saya mahu ia lakukan. Dan saya juga tidak mahukan penyelesaian siap pakai yang lengkap kerana kemudian apa yang akan saya pelajari? Saya sudah melakukan "assemble-your-first-robot".

Langkah 1: Robotik Adalah…

Masalah dengan robotik yang betul-betul belajar adalah bahawa banyak yang terlibat. Ini adalah persimpangan sekurang-kurangnya (jika tidak lebih) ini:

• Kejuruteraan mekanikal
• kejuruteraan elektrik / elektronik
• Kejuruteraan perisian

Setiap perkara di atas dapat dihuraikan lebih lanjut (yang tidak akan saya lakukan di sini). Intinya adalah: ada BANYAK untuk dipelajari.

Saya memutuskan untuk menggunakan pendekatan serampang dua mata, dan dengan demikian "Instructable" ini, untuk anda pertimbangkan oleh pembaca. Saya memutuskan untuk mengatasi atau memulakan dalam dua arah yang berbeza tetapi saling melengkapi secara serentak.

• Mengkaji / Meningkatkan Hidup / Belajar / Luaskan analisis litar DC dan AC
• Cari Kursus / Program yang merupakan gabungan teori / kuliah dan hands-on, dan berkisar pada kit robot.

Langkah 2: Kejuruteraan Elektrik DC dan AC

Sebab saya ingin meluangkan masa untuk belajar dan meninjau kawasan ini adalah kerana bahagian robot kemungkinan besar gagal kerana saya tidak menyediakan perlindungan litar yang betul di kawasan tertentu. Sekiranya anda mengkaji Instructables yang berkaitan dengan robot, saya masih menganggapnya sangat baik dan berguna, bahkan sekarang. Itu hanya bahagian tertentu yang gagal, dan hanya setelah beberapa lama.

Untuk menjadi lebih spesifik, robot itu merangkumi permukaan tingkat atas di mana terdapat apa yang saya sebut "litar sokongan". Ini adalah rangkaian pengembangan GPIO dan sensor yang berkaitan, papan pelarian, cip, pengedaran kuasa, dan pemasangan kabel yang diperlukan untuk memantau dan mengawal semua jenis sensor, agar robot selamat dan mandiri.

Hanya beberapa bahagian yang gagal - tetapi mereka gagal.

Saya menulis ke forum kejuruteraan dan saya mendapat balasan. Ini adalah jumlah terperinci dan tahap balasan yang benar-benar menghantui saya bahawa saya tidak bersedia untuk tahap robot yang ada dalam fikiran saya.

Terdapat banyak perbezaan antara kit robot kecil yang mempunyai dua motor murah, mungkin pengawal motor 2/3 Amp, mungkin beberapa sensor, yang boleh anda bawa dengan satu tangan - dan yang beratnya melebihi 20 lbs dan mempunyai motor 20A yang sangat kuat, dan lebih tinggi daripada 15 sensor, yang boleh menyebabkan kerosakan sebenar sekiranya berlaku sesuatu.

Oleh itu, sudah tiba masanya untuk melihat elektronik DC dan AC. Dan saya menjumpai laman web ini:

DVD Tutor Matematik. Saya mendapati tajuknya agak hokey dan ketinggalan zaman. Saya tidak pernah melihat CD atau DVD selama bertahun-tahun. Betul?

Tetapi saya melihatnya. Dan akhirnya melanggan dan sekarang saya dapat menstrim video sepanjang hari jika saya mahu. Semuanya dengan harga $ 20 USD sebulan. Setakat ini saya telah membahas Jilid 1.

Fikirkan untuk berada di kelas dengan profesor di hadapan, dengan papan putih, memperkenalkan mata pelajaran, menghuraikannya, dan kemudian latihan, latihan, latihan. Dan itulah laman web ini.

Kami akhirnya terpaksa memukul aljabar matriks kerana litar mempunyai terlalu banyak persamaan serentak dengan bilangan yang tidak diketahui. Tetapi tidak mengapa. Dia meneliti aljabar cukup untuk mengatasi masalah. Sekiranya pelajar mahukan lebih banyak, terdapat juga kursus fizik matematik yang berasingan. Ia merupakan program yang sangat baik setakat ini.

Harapan saya ialah pada masa saya mengikuti kursus ini, saya akan mendapat jawapan kepada masalah saya dengan bahagian saya yang gagal, dan bersedia untuk robotik masa depan dalam bidang elektronik.

Langkah 3: Latihan dan Projek Robotik

Tetapi inilah bahagian yang terbaik. Langkah sebelumnya mungkin sedikit kering dan tidak bermanfaat. (Walaupun, setelah anda melewati titik tertentu, anda AKAN dapat memilih bahagian anda sendiri, merancang litar anda sendiri, dan membina apa sahaja yang anda mahukan. Katakan anda mahu membina (hanya untuk bersenang-senang) pemancar radio dan penerima. Katakan bahawa anda menginginkannya dengan pilihan frekuensi dan protokol anda sendiri. Anda pasti tahu bagaimana merancang litar anda sendiri.)

Ada perkara lain yang perlu dilakukan pada masa yang sama: kursus robotik. Kursus robotik sebenar.

(Sekiranya anda hanya mahu papan pengawal mikro melakukan perkara anda sendiri (saya menyusun satu siri Instructables yang mungkin berguna), papan pengembangan MSP432 itu sendiri agak murah sekitar $ 27 USD. Anda boleh menyemaknya dengan Amazon, Digikey, Newark, Element14, atau Mouser.)

Kebetulan baru-baru ini, Texas Instruments telah menghasilkan kursus yang begitu komprehensif. Kit Pembelajaran Sistem Robotik TI. Jangan biarkan bahagian "kit" menipu anda. Ini lebih daripada sekadar "membina kit robot kecil yang lain". Sila perhatikan pautan tersebut dengan serius.

Saya memerlukan $ 200 USD untuk satu kit lengkap. Anda juga dapat melihat video terlampir yang saya letakkan untuk Langkah ini.

Lihat semua modul pembelajaran ini:

• Bermula
• Modul 1 - Menjalankan Kod pada LaunchPad menggunakan CCS (pemerhatian saya terhadap Makmal 1)
• Modul 2 - Voltan, Arus dan Daya (instruksi penjana isyarat dan kapasitansi yang dihuraikan dari Makmal 2)
• Modul 3 - ARM Cortex M (inilah nota Makmal 3 yang Dapat Diajar - membandingkan pemasangan dengan "C")
• Modul 4 - Reka Bentuk Perisian menggunakan MSP432 (video nota Makmal 4, video # 2 Makmal 4)
• Modul 5 - Peraturan Bateri dan Voltan
• Modul 6 - GPIO (lihat Bahagian 6, Bahagian 2, dan Bahagian 3 Makmal 6 tetapi dengan fokus pada pengaturcaraan pemasangan)
• Modul 7 - Mesin Keadaan Terhad (Perhimpunan Makmal 7 Bahagian 1)
• Modul 8 - Memasukkan Input dan Output
• Modul 9 - Pemasa SysTick
• Modul 10 - Menyahpepijat Sistem Masa Nyata
• Modul 11 - Paparan Kristal Cecair
• Modul 12 - Motor DC
• Modul 13 - Pemasa
• Modul 14 - Sistem Masa Nyata
• Modul 15 - Sistem Pemerolehan Data
• Modul 16 - Tachometer
• Modul 17 - Sistem Kawalan
• Modul 18 - Komunikasi Bersiri
• Modul 19 - Tenaga Rendah Bluetooth
• Modul 20 - Wi-Fi
• Bersaing dengan Cabaran

Video dari TI ini dapat menyatakan apa yang ingin saya nyatakan lebih baik daripada yang saya dapat.

Langkah 4: Gunakan Kurikulum Robotik Sebagai Titik Permulaan

Walaupun tidak mudah, atau tidak seperti yang dilarang, anda dapat memperluas kuliah, makmal, aktiviti, dan lain-lain, yang ditawarkan oleh kurikulum.

Sebagai contoh, saya telah menghubungkan beberapa Instruksional lain ke dalam yang satu ini (lihat Langkah sebelumnya yang menyenaraikan semua modul pembelajaran) di mana saya cuba mengembangkan dengan melakukan lebih banyak perkara dengan elektronik (kapasitor), atau cuba menulis kod secara berkumpul di tambahan untuk menulisnya dalam C.

Semakin anda biasa dengan pengaturcaraan pemasangan, semakin baik pengaturcara bahasa peringkat tinggi; pilihan yang lebih baik yang akan anda buat dalam projek.

Langkah 5: Arduino Vs MSP432 (sedang dalam proses)

Saya tidak benar-benar mengetahuinya dengan pasti pada masa itu, tetapi saya mempunyai kesan itu … berikut adalah petikan dari artikel yang dapat menyatakannya lebih baik daripada yang saya dapat:

Perbezaan antara Arduino dan MSP432401R: Sekarang, kita akan melihat mengapa kita memilih MSP432 berbanding Arduino yang sangat popular. Arduino mungkin cukup mudah untuk diprogram dan prototaip kerana semua API yang ada, tetapi ketika mengendalikan perkakasan yang lebih baik, MSP432 mempunyai kelebihan. Dengan bantuan CCS, kami tidak hanya dapat mengakses ruang alamat MSP432 tetapi juga kami dapat mengubah nilai-nilai daftar yang berbeza yang akan mempengaruhi tetapan yang berbeza. Arduino bukan hanya pengawal mikro, tetapi ia seperti pembungkus mikrokontroler. Arduino seperti pai yang dimasak sedangkan MSP432 adalah seperti oren mentah yang mesti kita masak sendiri. Mudah-mudahan, ini menjelaskan aplikasi yang berbeza dari keduanya. Untuk peringkat awal Arduino dapat digunakan, tetapi apabila prestasi menjadi kritikal, TI MSP432 berfungsi lebih baik kerana kawalan terhadap perkakasan.

Petikan itu diambil dari sini.

Langkah 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (kerja dalam Kemajuan)

Perbandingannya tidak adil, kerana Pi sebenarnya adalah komputer mikro dan MSP adalah pengawal mikro.

Walau bagaimanapun, dengan T. I. Kursus Robotics Kit, ia digunakan sebagai otak robot.

Jelas, Pi mempunyai memori yang lebih banyak.

Pi, menjalankan Raspbian, bukan OS masa nyata. Kekurangan ini dapat berlaku jika anda berminat untuk mendapatkan pengukuran tepat (masa) dari sensor.

MSP pada papan pengembangan merangkumi dua LED tujuan umum (sekurang-kurangnya satu, mungkin kedua-duanya, adalah RGB), dan papan ini juga merangkumi dua suis butang sesaat untuk umum.