Hakbang-hakbang na Edukasyon sa Robotics Na May Kit: 6 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Matapos ang ilang buwan ng pagbuo ng aking sariling robot (mangyaring sumangguni sa lahat ng mga ito), at pagkatapos ng dalawang beses na pagkabigo ng mga bahagi, nagpasya akong bumalik at muling isipin ang aking diskarte at direksyon.

Ang karanasan ng ilang buwan ay paminsan-minsang nakakaganti, at maraming beses na nakakadismaya, napakahirap, napaka-nakakabigo. Maraming beses na parang dalawang hakbang pasulong, isang hakbang pabalik.

At hulaan ko iyon ay dahil sa isang kumbinasyon ng maraming mga bagay.

Ang layunin ko ay upang bumuo ng isang "totoong" robot - hindi isang laruan. Isang malaki, malakas na robot, na may matatag na mga bahagi at maraming magagamit na enerhiya ng baterya, na maaaring tumakbo (buong araw?) At maging autonomous din. Na maaari itong ligtas na mag-navigate sa aking buong apartment nang hindi nagdudulot (mismo o kahit sino / anupaman) pinsala.

Habang ako ay napakabagal sa pag-unlad, ang dami ng pagsasaliksik, trial-and-error, subukan ito, subukan iyon, napakapalipas ng oras at tumagal ng maraming mental / emosyonal na enerhiya.

Matapos ang pagkabigo ng parehong mga bahagi nang dalawang beses, magiging pagkabaliw na palitan lamang ang mga ito nang muli, at magpatuloy.

Ito ay may isang mabigat na puso na pinili kong hayaan ang kasalukuyang proyekto na "Wallace" na bumalik sa istante, lalo na't malapit na ako sa pagsasama ng isang IMU sa operating software ng mga robot.

Kaya Ano ang Gagawin Ngayon

Ito ay nangyari na sa huling linggo ng aking "do-it-sarili" na robot-project, sa trabaho ay kumukuha ako ng kurso sa online na software. Ang kurso ay hindi nauugnay - kung ano ang gumawa ng isang impression sa akin ay kung gaano ito kabuti. Praktikal na pinamunuan ng magtuturo ang manonood ng kamay, sunud-sunod, at maaaring sumunod ang isa, i-pause ang video, gawin ang problema sa programa (isang maliit na piraso lamang sa bawat oras), at pagkatapos ay makita kung paano tumugma ang isang solusyon sa isang nagtuturo.

At - mas mabuti pa - ang buong serye ay umiikot sa isang tunay na proyekto ng software, na talagang madaling kapaki-pakinabang para sa mga pangangailangan sa negosyo sa website ng real-world.

Napakalaki ng gantimpala, kaya HINDI nakaka-stress, na hindi magtaka "kung ano ang susunod kong matututunan? Paano ako gagawa tungkol sa paggawa / pag-aaral ng 'X'"?

Kaya, sa pagitan ng kung ano ang nangyayari sa trabaho, at ang mga bahagi na nabigo sa bahay at ako ay pagod na pagod sa dami ng pagsisikap, na hinahangad ko para sa isang bagay na katulad sa online na kurso na kinukuha ko para sa trabaho - ngunit para sa pag-aaral ng robotics.

Ang AYAW ko, ay ulitin ang huling ilang buwan. Hindi ko nais na bumili pa ng isa pang kit ng robot, at pagkatapos ay palawigin pa ang ilan upang magawa itong nais kong gawin. At hindi ko rin ginusto ang isang kumpletong built, handa na solusyon dahil kung ano ano ang matututunan ko? Nagawa ko na ang "assemble-your-first-robot".

Hakbang 1: Ang Robotics Ay…

Ang problema sa talagang pag-aaral ng robotics ay na may kasangkot lamang. Ito ang intersection ng hindi bababa sa (kung hindi higit pa) sa mga ito:

• enhinyerong pang makina
• electrical / electronic engineering
• software engineering

Ang bawat isa sa itaas ay maaaring karagdagang elaborated (na hindi ko gagawin dito). Ang punto ay: mayroong maraming matutunan.

Napagpasyahan kong puntahan ang isang dalwang dalawahang diskarte, at sa gayon ang "Makatuturo" na ito, para sa iyo ng mambabasa na isaalang-alang. Napagpasyahan kong talakayin o magsimula sa dalawang magkakaibang ngunit pantulong na direksyon nang sabay.

• Suriin / Pagbutihin Sa / Alamin / Palawakin ang pagsusuri ng DC at AC circuit
• Humanap ng isang Kurso / Programa na isang kombinasyon ng teorya / panayam at hands-on, at umiikot sa isang robot kit.

Hakbang 2: DC at AC Electrical Engineering

Ang dahilan kung bakit nais kong gugulin ang oras sa pag-aaral at pagrepaso sa lugar na ito ay dahil malamang na nabigo ang mga bahagi ng robot dahil sa aking kawalan ng pagbibigay ng tamang mga proteksyon ng circuit sa ilang mga lugar. Kung susuriin mo ang mga Instruction na nauugnay sa robot, sa palagay ko ay napakahusay at kapaki-pakinabang ng mga ito, kahit ngayon. Ito ay isang tiyak na segment lamang ng mga bahagi na nabigo, at pagkatapos lamang ng ilang haba ng oras.

Upang maging tiyak, ang robot ay nagsama ng isang tuktok na antas na ibabaw kung saan doon ay tinatawag kong "sumusuporta sa circuitry". Ito ang GPIO port-expansion at mga circuit na nauugnay sa sensor, mga breakout board, chips, pamamahagi ng kuryente, at paglalagay ng kable na kinakailangan upang subaybayan at kontrolin ang lahat ng uri ng mga sensor, upang ang robot ay maging ligtas at nagsasarili.

Ilan lamang sa mga bahagi na nabigo - ngunit nabigo sila.

Sumulat ako sa isang forum ng engineering at nakakuha ako ng mga tugon. Ito ay ang dami ng detalye at ang antas ng mga tugon na talagang napunta sa bahay na hindi ako handa para sa antas ng robot na nasa isip ko.

Mayroong isang mundo ng pagkakaiba sa pagitan ng isang maliit na robot kit na mayroong dalawang murang mga motor, marahil isang 2/3 Amp motor controller, marahil isang pares ng mga sensor, na maaari mong dalhin sa isang kamay - at isa na may bigat na 20 lbs at mayroon napakalakas na 20A motors, at pataas ng 15 sensor, na maaaring makagawa ng totoong pinsala kung may mali.

Kaya, oras na upang tingnan ang DC at electronics ng DC. At nakita ko ang site na ito:

DVD ng Tutor sa Math. Natagpuan ko ang pamagat na medyo hokey at luma na. Hindi ko pa nakikita ang isang CD o DVD sa mga taon. Di ba

Ngunit tiningnan ko ito. At sa paglaon ay nag-subscribe at ngayon ay maaari akong mag-stream ng mga video sa buong araw kung nais ko. Lahat para sa $ 20 USD bawat buwan. Sa ngayon ay natakpan ko ang Tomo 1.

Isipin ang pagiging nasa isang klase kasama ang isang propesor sa harap, na may isang whiteboard, nagpapakilala ng mga paksa, nagpapaliwanag sa kanila, at pagkatapos ay pagsasanay, kasanayan, kasanayan. At iyon ang site na ito.

Nang huli ay kinailangan naming pindutin ang matrix algebra dahil ang mga circuit ay masyadong maraming mga sabay na equation na may tulad na bilang ng mga hindi kilalang. Pero ok lang yun. Dumadaan siya sa algebra sapat lamang upang malampasan ang mga problema. Kung ang mag-aaral ay nais ng higit pa, mayroon ding magkakahiwalay na mga kurso sa pisika ng matematika din. Napakahusay na programa sa ngayon.

Ang aking pag-asa ay sa oras na makatapos ako sa mga kursong ito, makakarating ako sa mga sagot sa aking mga problema sa aking mga bahagi na nabigo, at maging handa para sa mga robot na hinaharap sa lugar ng electronics.

Hakbang 3: Pagsasanay at Proyekto sa Robotics

Ngunit narito ang pinakamagandang bahagi. Ang nakaraang hakbang ay maaaring marahil ay medyo tuyo at hindi nagbibigay ng gantimpala. (Bagaman, sa sandaling lumampas ka sa isang tiyak na punto, MAAARI kang pumili ng iyong sariling mga bahagi, magdisenyo ng iyong sariling circuit, at bumuo ng anumang gusto mo. Sabihin na nais mong bumuo (para lamang sa kasiyahan) isang radio transmitter at isang tatanggap. Sabihin na nais mong makasama iyon ng iyong sariling pagpipilian ng dalas at protokol. Malalaman mo kung paano magdisenyo ng iyong sariling mga circuit.)

Mayroong ibang bagay na dapat gawin nang sabay: isang kurso sa robot. Isang tunay na kurso ng robotics.

(Kung nais mo lamang ang micro-controller board na gawin ang iyong sariling bagay (bumubuo ako ng isang serye ng mga Instructable na maaaring maging kapaki-pakinabang), ang board ng pag-unlad ng MSP432 mismo ay medyo mura sa humigit-kumulang na $ 27 USD. Maaari mong suriin sa Amazon, Digikey, Newark, Element14, o Mouser.)

Nangyayari na kamakailan lamang, ang Texas Instruments ay gumawa ng isang komprehensibong kurso. Ang TI Robotics Systems Learning Kit. Mangyaring huwag hayaan ang bahagi ng "kit" na lokohin ka. Ito ay waaaay higit pa sa isang "bumuo ng isa pang maliit na robot kit". Mangyaring tingnan ang isang seryosong link.

Nagkakahalaga ito sa akin ng $ 200 USD para sa isang kumpletong kit. Maaari mo ring tingnan ang kalakip na video na inilagay ko para sa Hakbang na ito.

Tingnan ang lahat ng mga module ng pag-aaral na ito:

• Nagsisimula
• Modyul 1 - Running Code sa LaunchPad gamit ang CCS (aking mga obserbasyon sa Lab 1)
• Modyul 2 - Boltahe, Kasalukuyan at Lakas (signal generator at capacitance Instructables na naidagdag mula sa Lab 2)
• Modyul 3 - ARM Cortex M (narito ang Mga tala ng Lab 3 na Maituturo - paghahambing ng pagpupulong sa "C")
• Modyul 4 - Disenyo ng Software gamit ang MSP432 (video ng mga tala ng Lab 4, video # 2 ng Lab 4)
• Modyul 5 - Pagsasaayos ng Baterya at Boltahe
• Modyul 6 - GPIO (suriin ang isang Lab 6 na Maituturo Bahagi 1, Bahagi 2, at Bahagi 3 ngunit may pagtuon sa pagpupulong na programa)
• Modyul 7 - Mga Makatapos na State Machine (Lab 7 Bahagi 1 Assembly)
• Modyul 8 - Input at Output ng Interfacing
• Modyul 9 - SysTick Timer
• Modyul 10 - Pag-debug ng Mga Sistema ng Real-Time
• Modyul 11 - Liquid Crystal Display
• Modyul 12 - Mga Motors ng DC
• Modyul 13 - Mga Timer
• Modyul 14 - Mga Sistema ng Real-Time
• Modyul 15 - Mga Sistema ng Pagkuha ng Data
• Modyul 16 - Tachometer
• Modyul 17 - Mga Sistema ng Pagkontrol
• Modyul 18 - Serial Komunikasyon
• Modyul 19 - Mababang Enerhiya ng Bluetooth
• Modyul 20 - Wi-Fi
• Makipagkumpitensya sa Mga Hamon

Ang video na ito mula sa TI ay maaaring sabihin kung ano ang nais kong ipahayag nang mas mahusay kaysa sa maaari kong sabihin.

Hakbang 4: Gamitin ang Kurikulum ng Robotics Bilang Panimulang Punto

Habang hindi madali, o hindi tulad ng naka-subscribe, maaari mong palawakin ang mga lektura, lab, aktibidad, atbp, na inaalok ng kurikulum.

Halimbawa, na-link ko ang ilang iba pang Mga Instructable sa isang ito (tingnan ang nakaraang Hakbang na naglilista ng lahat ng mga module ng pag-aaral) kung saan sinubukan kong palawakin sa pamamagitan ng paggawa ng higit pa sa mga electronics (capacitor), o subukang isulat ang code sa pagpupulong sa karagdagan sa pagsulat nito sa C.

Kung mas pamilyar ka sa pagprograma ng pagpupulong, mas mahusay kang maging programmer ng wika na may mas mataas na antas na mas mataas ka; ang mas mahusay na mga pagpipilian na gagawin mo sa mga proyekto.

Hakbang 5: Arduino Vs MSP432 (isinasagawa ang Isinasagawa)

Hindi ko talaga alam ito sa anumang katiyakan sa oras na iyon, ngunit mayroon akong impression na iyon … narito ang isang sipi mula sa isang artikulo na maaaring ipahayag ito nang mas mahusay kaysa sa maaari kong:

Mga pagkakaiba sa pagitan ng Arduino at MSP432401R: Ngayon, makikita natin kung bakit pinili namin ang MSP432 na taliwas sa pinakatanyag na Arduino. Ang Arduino ay maaaring maging simple sa programa at prototype dahil sa lahat ng mga magagamit na API, ngunit pagdating sa mas mahusay na kontrol ng hardware, may kalamangan ang MSP432. Sa tulong ng CCS, hindi lamang natin maa-access ang address space ng MSP432 ngunit din namin maaaring baguhin ang isang halaga ng iba't ibang mga pagrehistro na naaangkop na nakakaapekto sa iba't ibang mga setting. Angrduino ay hindi lamang isang microcontroller, ito ay halos tulad ng isang balot sa paligid ng isang microcontroller. Ang Arduino ay tulad ng isang lutong pie samantalang ang MSP432 ay tulad ng isang hilaw na kahel na kailangan nating lutuin ang ating sarili. Inaasahan kong nililinaw nito ang iba't ibang mga aplikasyon ng pareho sa kanila. Para sa mga panimulang yugto ay maaaring magamit ang Arduino, ngunit kapag naging kritikal ang pagganap, ang TI MSP432 ay gumagana nang mas mahusay dahil sa kontrol sa hardware.

Ang sipi na iyon ay kinuha mula rito.

Hakbang 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (isinasagawa ang Isinasagawa)

Ang paghahambing ay hindi talaga patas, dahil ang Pi ay talagang isang micro computer at ang MSP ay isang micro controller.

Gayunpaman, kasama ang T. I. Ang kurso ng Robotics Kit, ginagamit ito bilang utak para sa isang robot.

Malinaw na, ang Pi ay may higit na memorya.

Ang Pi, tumatakbo na stock na Raspbian, ay hindi isang real-time na OS. Ang sagabal na ito ay maaaring maglaro kung interesado kang makakuha ng tumpak na mga sukat (tiyempo) mula sa isang sensor.

Ang MSP sa board ng pag-unlad ay may kasamang dalawang mga pangkalahatang layunin na LED (hindi bababa sa isa, marahil kapwa, ay RGB), at nagsasama rin ang board ng dalawang pangkalahatang layunin na saglit na mga switch ng pindutan ng pindutan.