Pendidikan Langkah demi Langkah dalam Robotika Dengan Kit: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Setelah beberapa bulan membangun robot saya sendiri (silakan lihat semua ini), dan setelah dua kali mengalami kegagalan bagian, saya memutuskan untuk mundur selangkah dan memikirkan kembali strategi dan arah saya.

Pengalaman beberapa bulan itu terkadang sangat bermanfaat, dan berkali-kali sangat membuat frustrasi, sangat sulit, sangat mengecewakan. Berkali-kali rasanya seperti dua langkah maju, satu langkah mundur.

Dan saya kira itu karena kombinasi dari beberapa hal.

Tujuan saya adalah membuat robot "nyata" - bukan mainan. Robot yang besar dan kuat, dengan bagian-bagian yang kuat dan banyak energi baterai yang tersedia, yang dapat berjalan (sepanjang hari?) dan juga mandiri. Bahwa itu dapat dengan aman menavigasi seluruh apartemen saya tanpa menyebabkan kerusakan (sendiri atau siapa pun / apa pun).

Sementara saya sangat lambat membuat kemajuan, jumlah penelitian, coba-coba, coba ini, coba itu, sangat memakan waktu dan menghabiskan banyak energi mental / emosional.

Setelah bagian yang sama gagal dua kali, adalah kegilaan untuk hanya menggantinya sekali lagi, dan terus berjalan.

Dengan berat hati saya memilih untuk membiarkan proyek "Wallace" saat ini kembali ke rak, terutama karena saya sangat dekat untuk memasukkan IMU ke dalam perangkat lunak operasi robot.

Jadi Apa Yang Harus Dilakukan Sekarang?

Kebetulan selama minggu terakhir proyek robot "do-it-myself" saya, di tempat kerja saya mengambil kursus perangkat lunak online. Kursus ini tidak relevan - apa yang membuat saya terkesan adalah betapa bagusnya itu. Instruktur praktis memimpin pemirsa dengan tangan, langkah demi langkah, dan orang dapat mengikuti, menjeda video, melakukan masalah pemrograman (hanya sepotong kecil pada satu waktu), dan kemudian melihat bagaimana solusi seseorang cocok dengan instruktur.

Dan - bahkan lebih baik lagi - seluruh seri berkisar pada proyek perangkat lunak nyata, yang sebenarnya mudah berguna untuk kebutuhan bisnis situs web dunia nyata.

Itu sangat bermanfaat, jadi TIDAK membuat stres, tidak perlu bertanya-tanya "apa yang harus saya pelajari selanjutnya? Bagaimana saya akan melakukan / mempelajari 'X' "?

Jadi, antara apa yang terjadi di tempat kerja, dan bagian-bagian yang gagal di rumah dan saya yang sangat lelah dengan banyaknya usaha, sehingga saya mengharapkan sesuatu yang mirip dengan kursus online yang saya ambil untuk bekerja - tetapi itu untuk belajar robotika.

Yang TIDAK saya inginkan, adalah mengulang beberapa bulan terakhir. Saya tidak ingin membeli kit robot lagi, dan kemudian mencari-cari lagi untuk membuatnya melakukan apa yang saya inginkan. Dan saya juga tidak menginginkan solusi siap pakai yang lengkap karena apa yang akan saya pelajari? Saya sudah melakukan "rakit-robot-pertama-Anda".

Langkah 1: Robotika Adalah …

Masalah dengan benar-benar belajar robotika adalah bahwa ada begitu banyak yang terlibat. Ini adalah persimpangan setidaknya (jika tidak lebih) ini:

• teknik Mesin
• teknik listrik / elektronik
• rekayasa Perangkat Lunak

Masing-masing di atas dapat diuraikan lebih lanjut (yang tidak akan saya lakukan di sini). Intinya adalah: ada BANYAK yang harus dipelajari.

Saya memutuskan untuk menggunakan pendekatan dua cabang, dan dengan demikian "Dapat Diinstruksikan", untuk Anda pembaca pertimbangkan. Saya memutuskan untuk menangani atau memulai dalam dua arah yang berbeda namun saling melengkapi secara bersamaan.

• Tinjau / Tingkatkan Aktif / Pelajari / Perluas analisis rangkaian DC dan AC
• Temukan Kursus / Program yang merupakan kombinasi dari teori / kuliah dan praktik langsung, dan berkisar pada kit robot.

Langkah 2: Teknik Elektro DC dan AC

Alasan saya ingin meluangkan waktu untuk mempelajari dan meninjau area ini adalah karena bagian robot kemungkinan besar gagal karena kurangnya perlindungan sirkuit yang tepat di area tertentu. Jika Anda meninjau Instructables terkait robot, saya masih berpikir mereka sangat bagus dan berguna, bahkan sampai sekarang. Itu hanya bagian tertentu dari bagian yang gagal, dan hanya setelah beberapa waktu.

Untuk lebih spesifik, robot termasuk permukaan tingkat atas di mana ada apa yang saya sebut "sirkuit pendukung". Ini adalah ekspansi port GPIO dan sirkuit terkait sensor, papan breakout, chip, distribusi daya, dan kabel yang diperlukan untuk memantau dan mengontrol semua jenis sensor, agar robot aman dan otonom.

Itu hanya beberapa bagian yang gagal - tetapi mereka gagal.

Saya memang menulis ke forum teknik dan saya memang mendapatkan balasan. Itu adalah jumlah detail dan tingkat balasan yang benar-benar menghantam saya sehingga saya tidak siap untuk tingkat robot yang ada dalam pikiran saya.

Ada perbedaan besar antara kit robot kecil yang memiliki dua motor murah, mungkin pengontrol motor 2/3 Amp, mungkin beberapa sensor, yang dapat Anda bawa di satu tangan -- dan yang beratnya lebih dari 20 pon dan memiliki motor 20A yang sangat kuat, dan lebih dari 15 sensor, yang dapat menyebabkan kerusakan nyata jika terjadi kesalahan.

Jadi, sudah waktunya untuk melihat lagi elektronik DC dan AC. Dan saya menemukan situs ini:

DVD Guru Matematika. Saya menemukan judul menjadi sedikit tipu dan ketinggalan jaman. Saya bahkan belum pernah melihat CD atau DVD selama bertahun-tahun. Benar?

Tapi aku melihatnya. Dan akhirnya berlangganan dan sekarang saya dapat melakukan streaming video sepanjang hari jika saya mau. Semuanya seharga $20 USD per bulan. Sejauh ini saya telah membahas Volume 1.

Pikirkan berada di kelas dengan seorang profesor di depan, dengan papan tulis, memperkenalkan mata pelajaran, menguraikannya, dan kemudian itu adalah latihan, latihan, latihan. Dan itulah situs ini.

Kami akhirnya harus mencapai aljabar matriks karena sirkuit memiliki terlalu banyak persamaan simultan dengan jumlah yang tidak diketahui. Tapi tidak apa-apa. Dia membahas aljabar cukup untuk menyelesaikan masalah. Jika siswa menginginkan lebih, ada juga kursus fisika matematika yang terpisah. Ini adalah program yang sangat bagus sejauh ini.

Harapan saya adalah bahwa pada saat saya menyelesaikan kursus ini, saya akan sampai pada jawaban atas masalah saya dengan bagian saya yang gagal, dan siap untuk robotika masa depan di bidang elektronik.

Langkah 3: Pelatihan dan Proyek Robotika

Tapi inilah bagian terbaiknya. Langkah sebelumnya mungkin agak kering dan tidak bermanfaat. (Meskipun, setelah Anda melewati titik tertentu, Anda AKAN dapat memilih bagian Anda sendiri, merancang sirkuit Anda sendiri, dan membangun apa pun yang Anda inginkan. Katakanlah Anda ingin membangun (hanya untuk bersenang-senang) pemancar dan penerima radio. Katakan bahwa Anda menginginkannya dengan frekuensi dan protokol pilihan Anda sendiri. Anda akan tahu bagaimana merancang sirkuit Anda sendiri.)

Ada hal lain yang harus dilakukan pada saat yang sama: kursus robotika. Kursus robotika nyata.

(Jika Anda hanya ingin papan mikrokontroler melakukan hal Anda sendiri (saya sedang menyusun serangkaian Instruksi yang mungkin bisa membantu), papan pengembangan MSP432 itu sendiri relatif murah sekitar $27 USD. Anda dapat memeriksa dengan Amazon, Digikey, Newark, Element14, atau Mouser.)

Kebetulan baru-baru ini, Texas Instruments telah menghasilkan kursus yang begitu komprehensif. Kit Pembelajaran Sistem Robotika TI. Tolong jangan biarkan bagian "kit" menipu Anda. Ini lebih dari sekedar "membangun kit robot kecil lainnya". Tolong perhatikan link itu dengan serius.

Harganya $200 USD untuk kit lengkap. Anda juga dapat melihat video terlampir yang saya masukkan untuk Langkah ini.

Lihatlah semua modul pembelajaran ini:

• Mulai
• Modul 1 - Menjalankan Kode di LaunchPad menggunakan CCS (pengamatan saya terhadap Lab 1)
• Modul 2 - Tegangan, Arus, dan Daya (Petunjuk pembangkit sinyal dan kapasitansi diuraikan dari Lab 2)
• Modul 3 - ARM Cortex M (inilah catatan Lab 3 yang Dapat Diinstruksikan - membandingkan perakitan dengan "C")
• Modul 4 - Desain Perangkat Lunak menggunakan MSP432 (video catatan Lab 4, video #2 dari Lab 4)
• Modul 5 - Pengaturan Baterai dan Tegangan
• Modul 6 - GPIO (lihat Lab 6 yang Dapat Diinstruksikan Bagian 1, Bagian 2, dan Bagian 3 tetapi dengan fokus pada pemrograman perakitan)
• Modul 7 - Mesin Keadaan Hingga (Lab 7 Bagian 1 Perakitan)
• Modul 8 - Antarmuka Input dan Output
• Modul 9 - Pengatur Waktu SysTick
• Modul 10 - Men-debug Sistem Real-Time
• Modul 11 - Tampilan Kristal Cair
• Modul 12 - Motor DC
• Modul 13 - Timer
• Modul 14 - Sistem Waktu Nyata
• Modul 15 - Sistem Akuisisi Data
• Modul 16 - Takometer
• Modul 17 - Sistem Kontrol
• Modul 18 - Komunikasi Serial
• Modul 19 - Bluetooth Hemat Energi
• Modul 20 - Wi-Fi
• Tantangan Bersaing

Video dari TI ini dapat mengatakan apa yang ingin saya ungkapkan jauh lebih baik daripada yang saya bisa.

Langkah 4: Gunakan Kurikulum Robotika Sebagai Titik Awal

Meskipun tidak mudah, atau tidak seperti yang dilarang, Anda dapat memperluas kuliah, laboratorium, kegiatan, dll, yang ditawarkan kurikulum.

Misalnya, saya telah menautkan beberapa Instructables lain ke dalam yang ini (lihat Langkah sebelumnya yang mencantumkan semua modul pembelajaran) di mana saya mencoba memperluas dengan melakukan lebih banyak dengan elektronik (kapasitor), atau mencoba menulis kode dalam perakitan di selain menulisnya dalam C.

Semakin Anda terbiasa dengan pemrograman assembly, semakin baik Anda menjadi programmer bahasa tingkat tinggi; pilihan yang lebih baik yang akan Anda buat dalam proyek.

Langkah 5: Arduino Vs MSP432 (sedang berlangsung)

Saya tidak benar-benar mengetahuinya dengan pasti pada saat itu, tetapi saya memiliki kesan itu … berikut kutipan dari artikel yang dapat mengungkapkannya lebih baik daripada yang saya bisa:

Perbedaan antara Arduino dan MSP432401R: Sekarang, kita akan melihat mengapa kami memilih MSP432 sebagai lawan dari Arduino yang sangat populer. Arduino mungkin cukup sederhana untuk diprogram dan dibuat prototipenya karena semua API yang tersedia, tetapi dalam hal kontrol perangkat keras yang lebih baik, MSP432 memiliki keunggulan. Dengan bantuan CCS, kita tidak hanya dapat mengakses ruang alamat MSP432 tetapi juga kita dapat mengubah nilai register yang berbeda yang secara tepat akan mempengaruhi pengaturan yang berbeda. Arduino bukan hanya mikrokontroler, itu hampir seperti pembungkus mikrokontroler. Arduino seperti kue yang dimasak sedangkan MSP432 seperti jeruk mentah yang harus kita masak sendiri. Mudah-mudahan, ini memperjelas aplikasi yang berbeda dari keduanya. Untuk tahap awal Arduino dapat digunakan, tetapi ketika kinerja menjadi kritis, TI MSP432 bekerja jauh lebih baik karena kontrol atas perangkat keras.

Kutipan itu diambil dari sini.

Langkah 6: Raspberry Pi 3 B Vs MSP432 (sedang berlangsung)

Perbandingannya tidak terlalu adil, karena Pi benar-benar komputer mikro dan MSP adalah pengontrol mikro.

Namun, dengan T. I. Robotics Kit tentunya digunakan sebagai otak dari sebuah robot.

Jelas, Pi memiliki lebih banyak memori.

Pi, menjalankan stok Raspbian, bukan OS waktu nyata. Kelemahan ini bisa ikut bermain jika Anda tertarik untuk mendapatkan pengukuran yang tepat (waktu) dari sebuah sensor.

MSP pada papan pengembangan mencakup dua LED tujuan umum (setidaknya satu, mungkin keduanya, adalah RGB), dan papan juga mencakup dua sakelar tombol tekan tujuan umum.