Žingsnis po žingsnio robotikos mokymas su rinkiniu: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Po kelių mėnesių, kai sukūriau savo robotą (žiūrėkite visus šiuos dalykus) ir du kartus nepavykus dalių, nusprendžiau žengti žingsnį atgal ir iš naujo apgalvoti savo strategiją ir kryptį.

Kelių mėnesių patirtis kartais buvo labai naudinga, o daug kartų labai varginanti, labai sunki, labai nuvilianti. Daug kartų tai atrodė kaip du žingsniai į priekį, vienas žingsnis atgal.

Ir manau, kad taip yra dėl kelių dalykų derinio.

Mano tikslas buvo sukurti „tikrą“robotą - ne žaislą. Didelis, galingas robotas, turintis tvirtas dalis ir daug turimos baterijos energijos, galintis veikti (visą dieną?) Ir būti autonomiškas. Kad jis galėtų saugiai naršyti po visą mano butą, nepadarydamas žalos sau (niekam ar niekam).

Nors aš labai lėtai dariau pažangą, daug tyrimų, bandymų ir klaidų, pabandykite tai, pabandykite tai, buvo labai daug laiko ir atėmė daug psichinės / emocinės energijos.

Po to, kai tos pačios dalys sugenda du kartus, būtų beprotybė jas dar kartą pakeisti ir tęsti.

Su sunkia širdimi nusprendžiau leisti dabartiniam „Wallace“projektui grįžti į lentyną, juolab kad buvau taip arti IMU įtraukimo į robotų operacinę programinę įrangą.

Taigi, ką daryti dabar

Taip atsitiko, kad paskutinę savo „pasidaryk pats“roboto projekto savaitę darbe lankiau programinės įrangos internetinius kursus. Kursas nesvarbus - man paliko įspūdį, koks jis geras. Instruktorius praktiškai vedė žiūrovą už rankos, žingsnis po žingsnio, ir jūs galėjote sekti, pristabdyti vaizdo įrašą, atlikti programavimo problemą (tik mažą kūrinį vienu metu) ir tada pamatyti, kaip jūsų sprendimas atitinka instruktoriaus.

Ir dar geriau - visa serija sukasi aplink tikrą programinės įrangos projektą, kuris iš tikrųjų yra labai naudingas realaus pasaulio svetainių verslo poreikiams.

Tai buvo labai naudinga, todėl NĖRA streso, kad nereikėjo galvoti „ko turėčiau išmokti toliau? Kaip aš daryčiau / mokyčiausi„ X ““?

Taigi tarp to, kas vyko darbe, o kai kurios dalys namuose sugedo, ir mane taip išvargino pastangos, kad norėjau kažko panašaus į internetinį kursą, kurį lankiau darbui, bet kad jis būtų skirtas mokytis robotikos.

Aš nenorėjau pakartoti pastaruosius kelis mėnesius. Nenorėjau nusipirkti dar vieno robotų komplekto, o paskui dar plakti, kad jis padarytų tai, ko noriu. Ir aš taip pat nenorėjau visiškai pastatyto, paruošto darbui sprendimo, nes ką tada išmoksiu? Aš jau padariau „surink savo pirmąjį robotą“.

1 žingsnis: Robotika yra …

Tikrai besimokančios robotikos problema yra ta, kad čia yra tiek daug. Tai bent (jei ne daugiau) susikirtimas:

• Mechaninė inžinerija
• elektros / elektronikos inžinerija
• programinės įrangos inžinerija

Kiekvienas iš aukščiau išvardytų dalykų gali būti toliau plėtojamas (ko čia nedarysiu). Esmė ta, kad yra daug ko išmokti.

Aš nusprendžiau pasirinkti dviejų krypčių metodą, taigi ir šį „Instructable“, kurį skaitytojas turi apsvarstyti. Aš nusprendžiau vienu metu spręsti arba pradėti dviem skirtingomis, bet viena kitą papildančiomis kryptimis.

• Peržiūrėkite / patobulinkite įjungimą / sužinokite / išplėskite nuolatinės ir kintamosios srovės grandinės analizę
• Raskite kursą / programą, kuri yra teorijos / paskaitos ir praktinių dalykų derinys ir sukasi aplink robotų rinkinį.

2 žingsnis: nuolatinės ir kintamosios srovės elektros inžinerija

Priežastis, dėl kurios noriu praleisti laiką mokydamasis ir peržiūrėti šią sritį, yra ta, kad greičiausiai roboto dalys nepavyko dėl to, kad tam tikrose srityse nesuteikiau tinkamos grandinės apsaugos. Jei peržiūrėsite su robotais susijusias instrukcijas, vis tiek manau, kad jos yra labai geros ir naudingos net ir dabar. Sugedo tik tam tikras dalių segmentas ir tik po tam tikro laiko.

Tiksliau tariant, robotas turėjo aukščiausio lygio paviršių, ant kurio buvo vadinama „atraminė grandinė“. Tai yra GPIO prievado išplėtimo ir su jutikliais susijusios grandinės, pertraukimo plokštės, lustai, energijos paskirstymas ir kabeliai, reikalingi visų tipų jutikliams stebėti ir valdyti, kad robotas būtų saugus ir autonomiškas.

Sugedo tik kelios tos dalys, bet jos buvo nesėkmingos.

Aš parašiau inžinerijos forumui ir gavau atsakymus. Mane tikrai nustebino detalių kiekis ir atsakymų lygis, kad aš tiesiog nesu pasiruošęs tokiam roboto lygiui, kokį turiu omenyje.

Yra mažas skirtumas tarp mažo robotų komplekto, kuriame yra du nebrangūs varikliai, galbūt 2/3 amperų variklio valdiklis, galbūt pora jutiklių, kuriuos galite nešioti vienoje rankoje, ir vienas, kuris sveria daugiau nei 20 svarų ir turi labai galingi 20A varikliai ir daugiau nei 15 jutiklių, kurie gali padaryti realią žalą, jei kas nors nutiks.

Taigi atėjo laikas dar kartą pažvelgti į nuolatinės ir kintamosios srovės elektroniką. Ir radau šią svetainę:

Matematikos mokytojas DVD. Man pasirodė, kad pavadinimas yra šiek tiek niūrus ir pasenęs. Jau daugelį metų nemačiau CD ar DVD. Teisingai?

Bet aš tai pažvelgiau. Galiausiai užsiprenumeravau ir dabar, jei noriu, galiu transliuoti vaizdo įrašus visą dieną. Viskas už $ 20 USD per mėnesį. Iki šiol nagrinėjau 1 tomą.

Pagalvokite apie tai, kad būnate pamokoje su profesoriumi priekyje, su lenta, pristatote dalykus, juos išplėtojate, o tada tai praktika, praktika, praktika. Ir tai yra ši svetainė.

Galiausiai turėjome pasiekti matricos algebrą, nes grandinėse buvo per daug vienalaikių lygčių su panašiu nežinomų skaičių. Bet tai gerai. Jis peržengia algebrą tik tiek, kad išspręstų problemas. Jei studentas nori daugiau, taip pat yra atskiri matematikos fizikos kursai. Iki šiol tai buvo labai gera programa.

Tikiuosi, kad kai baigsiu šiuos kursus, aš surasiu atsakymus į problemas, su kuriomis susidursiu, ir būsiu pasirengęs būsimai robotikai elektronikos srityje.

3 žingsnis: Robotikos mokymas ir projektas

Bet čia yra geriausia dalis. Galbūt ankstesnis žingsnis gali būti šiek tiek sausas ir nesuteikiantis naudos. (Nors praėjus tam tikram taškui, galėsite pasirinkti savo dalis, suprojektuoti savo grandinę ir statyti viską, ką norite. Tarkime, kad norėjote sukurti (tik savo malonumui) radijo siųstuvą ir imtuvą. Pasakykite, kad norite, kad tai būtų jūsų pasirinktas dažnis ir protokolas. Jūs žinotumėte, kaip suprojektuoti savo grandines.)

Tuo pačiu metu galima nuveikti dar ką nors: robotikos kursą. Tikras robotikos kursas.

(Jei norite, kad tik mikrovaldiklio plokštė atliktų savo darbą (aš renku instrukcijų seriją, kuri gali būti naudinga), pati MSP432 kūrimo plokštė yra palyginti nebrangi ir kainuoja apie 27 USD. Galite patikrinti „Amazon“, „Digikey“, Niuarkas, „Element14“arba „Mouser“.)

Taip atsitinka, kad neseniai „Texas Instruments“parengė tokį išsamų kursą. TI robotų sistemų mokymosi rinkinys. Neleiskite, kad „rinkinio“dalis jus suklaidintų. Tai yra daugiau nei tik „sukurkite kitą mažą robotų rinkinį“. Prašau rimtai pažvelgti į šią nuorodą.

Už visą komplektą man kainavo 200 USD. Taip pat galite peržiūrėti pridėtą vaizdo įrašą, kurį įdėjau šiam žingsniui.

Pažvelkite į visus šiuos mokymosi modulius:

• Darbo pradžia
• 1 modulis - kodo paleidimas „LaunchPad“naudojant CCS (mano 1 laboratorijos pastebėjimai)
• 2 modulis - įtampa, srovė ir galia (signalų generatorius ir talpos instrukcijos, parengtos iš 2 laboratorijos)
• 3 modulis - „ARM Cortex M“(čia yra 3 laboratorijos pastabos, kurias galima instruktuoti - lyginant surinkimą su „C“)
• 4 modulis - programinės įrangos projektavimas naudojant MSP432 (4 laboratorijos pastabų vaizdo įrašas, 4 laboratorijos 2 vaizdo įrašas)
• 5 modulis - akumuliatoriaus ir įtampos reguliavimas
• 6 modulis - GPIO (patikrinkite „Lab 6“instrukcinę 1, 2 ir 3 dalis, tačiau daugiausia dėmesio skiriant surinkimo programavimui)
• 7 modulis - baigtinės būsenos mašinos (7 laboratorijos 1 dalies surinkimas)
• 8 modulis. Sąsajos įvestis ir išvestis
• 9 modulis - „SysTick Timer“
• 10 modulis - realaus laiko sistemų derinimas
• 11 modulis - skystųjų kristalų ekranas
• 12 modulis - nuolatinės srovės varikliai
• 13 modulis - laikmačiai
• 14 modulis - realaus laiko sistemos
• 15 modulis. Duomenų rinkimo sistemos
• 16 modulis - Tachometras
• 17 modulis - valdymo sistemos
• 18 modulis - nuoseklusis ryšys
• 19 modulis - „Bluetooth“mažai energijos
• 20 modulis - „Wi -Fi“
• Konkuruoti iššūkiai

Šis TI vaizdo įrašas gali pasakyti tai, ką norėjau išreikšti daug geriau nei galiu.

4 žingsnis: kaip pradžios tašką naudokite robotikos mokymo programą

Nors tai nėra lengva arba ne taip uždrausta, galite išplėsti mokymo programos siūlomas paskaitas, laboratorijas, veiklą ir pan.

Pvz., Prie šios nuorodos susiejau keletą kitų instrukcijų (žr. Ankstesnį žingsnį, kuriame išvardyti visi mokymosi moduliai), kur bandžiau išplėsti daugiau dirbdamas su elektronika (kondensatoriais) arba pabandyti parašyti kodą surinkime be to, kad parašėte jį C.

Kuo daugiau esate susipažinęs su surinkimo programavimu, tuo geresnis galite būti aukštesnio lygio kalbų programuotojas; geresnius sprendimus, kuriuos atliksite projektuose.

5 veiksmas: „Arduino“vs MSP432 (nebaigtas darbas)

Tuo metu to tikrai nežinojau, bet man susidarė toks įspūdis … čia yra ištrauka iš straipsnio, kuris gali tai geriau išreikšti nei aš:

Skirtumai tarp „Arduino“ir MSP432401R: Dabar pamatysime, kodėl pasirinkome MSP432, o ne labai populiarų „Arduino“. „Arduino“gali būti gana paprasta užprogramuoti ir sukurti prototipą dėl visų turimų API, tačiau kalbant apie geresnę techninės įrangos valdymą, MSP432 turi pranašumą. Naudodami CCS galime ne tik pasiekti MSP432 adresų erdvę, bet ir mes gali pakeisti skirtingų registrų reikšmes, kurios atitinkamai paveiks skirtingus nustatymus. „Arduino“yra ne tik mikrovaldiklis, bet iš esmės yra tarsi apvyniojimas aplink mikrovaldiklį. „Arduino“yra kaip virtas pyragas, o MSP432 - kaip žalias apelsinas, kurį turime virti patys. Tikimės, kad tai paaiškina skirtingas jų abiejų programas. Pradiniuose etapuose galima naudoti „Arduino“, tačiau kai našumas tampa kritinis, TI MSP432 veikia daug geriau dėl aparatūros valdymo.

Ta ištrauka paimta iš čia.

6 žingsnis: Raspberry Pi 3 B vs MSP432 (nebaigtas darbas)

Palyginimas nėra teisingas, nes „Pi“iš tikrųjų yra mikrokompiuteris, o MSP - mikrovaldiklis.

Tačiau su T. I. Robotikos rinkinio kursas, jis naudojamas kaip roboto smegenys.

Akivaizdu, kad „Pi“turi daug daugiau atminties.

„Pi“, turintis „Raspbian“, nėra OS realiuoju laiku. Šis trūkumas gali atsirasti, jei jus domina tikslūs matavimai (laikas) iš jutiklio.

Plėtros plokštės MSP yra du bendrosios paskirties šviesos diodai (bent vienas, o gal abu yra RGB), o plokštėje taip pat yra du bendrosios paskirties momentiniai mygtukiniai jungikliai.