Базовый курс образовательной робототехники на платформе Arduino в МГТУ им. Баумана

С понедельника (16.11.2015) мы открываем базовый курс практический робототехники на платформе Arduino при кафедре САУ (ИУ1) факультета ИУ МГТУ имени Баумана.
Целью курса является заложить основы для дальнейшего изучения робототехники, разобрать принципы программирования микроконтроллерных систем, научить применять на практике микроконтроллерные платы, датчики и актюаторы.
Arduino выбрана за ее простоту обучения, низкий порог входа и удобство в изучении основных принципов. Несмотря на все ее недостатки, эта программно-аппаратная платформа проста как конструктор LEGO, имеет достаточно большие возможности по расширению, позволяет быстро собрать прототип и проверить идею. А в обучении это одни из важнейших качеств.
Кроме того, проект можно перенести на свою собственную микроконтроллерную плату с минимальными изменениями или вовсе без них, можно отладить код на чистом С/С++ или ассемблере на плате Arduino, убедиться в его работоспособности и переносить на свою или промышленную плату.

На базе Arduino существует множество неплохих готовых плат для построения относительно несложных роботов. Их выпускают Pololu, DFRobot, Amperka и множество других производителей:

Romeo BLE

Romeo BLE

Strela

Strela

USB-IRPC: ИК пульт для ПК и розеток. Часть 2

В части 1 я рассказал, как собрать USB-IRPC на основе Arduino. Зачем? Чтобы показать, как быстро собрать макет и сложности особой тут нет.
Сегодня сделаем все как положено. С самого начала — с принципиальной схемы, PCB, ЛУТ. Кусочек фольгированного стеклотекстолита превратим с помощью кучки деталек в готовое устройство. Разумеется с корпусом, мы же хотим аккуратно, правда?
Вот наша цель:
USB-IRPC Finished
«USB-IRPC Finished»
Читать далее

Самодельная Arduino

Минимальная Arduino своими руками

Arduino — это хорошо, когда хочется быстро реализовать идею, не заморачиваясь мелочами. Но когда идея проверена, лишняя функциональность начинает просто мешать.
Собирая робота на гусеничном шасси, я столкнулся с тем, что бутерброд из Arduino + MotorShield + Sensor Shield плюс ко всему аккумулятор и прочие компоненты обросли проводами и стали с трудом помещаться на не самом крошечном шасси. Городить еще кучу шилдов, чтобы избавиться от лишних проводов не хотелось.
Появилась идея избавиться от всего, что в Arduino не требуется в готовом девайсе. Попутно хотелось снизить стоимость робота.
Многих интересующихся электроникой отпугивает еще и стоимость Arduino в магазинах. С ebay и китайских магазинов посылка идет долго, изобретательский пыл успевает остыть, поэтому приобретение откладывается «на потом», «когда сын подрастет». Поэтому я решил собрать Arduino-совместимую плату из деталей, которые всегда можно купить в городе.
В итоге я получил Arduino-совместимую плату, стоимостью в 210 рублей на макетной плате и в ~270 рублей в готовом для наращивания функционала виде.
Minimalist Arduino
«Minimalist Arduino»
С нуля до полной готовности собирается с дешевым 40Вт паяльником за 1 выходной без каких-то особых навыков.
Читать далее

USB-IRPC

ИК пульт для ПК и розеток

Часть 2 — изготовление с нуля и программный интерфейс.

У меня нет телевизора. Совсем. На антресолях где-то лежит старый маленький пузатик, но кабель антенны давно свернут, а телевизор этот — скорее издевательство, разве что на кухне поставить и то маловат.
Поэтому в качестве музыкального центра и телевизора я использую свой ПК. И все бы хорошо, но лень — это не только двигатель прогресса, но и фактор, который портит удовольствие, заставляя встать с дивана, на котором уютно устроился с кружкой чая, чтобы запустить программу или выключить колонки после просмотра фильма перед сном.
Существует множество ИК приемников, практически все они могут управлять компьютером и даже могут его выключить, но не могут его включить. И вот в этот момент компьютер перестает быть столь же удобным сколь телевизор или музыкальный центр. Но и проект Igor HID не порадовал своим софтом. Вроде все умеет, а неудобно. И не влезешь в него, исходников нет. Вот поэтому я собрался и сделал свой проект, открытый и доступный всем.
Сделал я его с нуля до законченного комплекта. А поскольку мой опыт в разработке и программировании электронных девайсов до него можно сказать был нулевым, то я считаю, что повторить это сможет каждый, кому это интересно.
image
Называется он USB-IRPC (USB Infrared Remote Personal Computer Control — «Юэсби-ИРПиСи» или ИРПЦ, кому как больше нравится :). Буква R на самом девайсе — просто сокращение от моего ника.
Важным преимуществом девайса является то, что он программно совместим с Arduino и в случае отсутствия уверенности в своих силах в ЛУТ может быть сделан на основе Arduino на макетной плате. Это, конечно, не так компактно и аккуратно, не так дешево, но зато доступно практически всем, даже навыки пайки особые не потребуются.
Если стремление к комфорту вам не чуждо и идея превратить свой компьютер в медиацентр, а заодно поуправлять электророзетками с пульта вам интересна, тогда вперед.
Поехали, делаем USB-IRPC

Программируем управление с ПК

В предыдущих сериях:
Часть 1
Часть 2

Ну что, все уже заказали запчасти и собрали роботов? Пора робота оживить.
Сегодня мы разберем программную начинку.
Вариант, который я предлагаю максимально прост. Не стоит ждать от него уникальных способностей. Его задача — просто ехать работать. Отказоустойчивость, плавность управления и дополнительные функции — это простор для творчества, который я оставляю каждому, чтобы не лишать этого удовольствия. Код весьма простой и оттого далеко не оптимальный и не защищенный и вообще не красивый. Если есть предложения по его улучшению — предлагайте свои варианты, прямо куски кода с пояснением зачем и почему так будет лучше.
Неконструктивная критика того, что сделано плохо — не особо нужна 🙂 Я и так знаю про недостатки. А вот если что-то непонятно- спрашивайте, поясню.
Итак, поехали!

Видеоподсистема и связь

Продолжаем строить гусеничного робота.
В
первой части мы с вами подобрали и, надеюсь, заказали все необходимые детали. Кстати, недавно проверял, все детали Tamiya (гусеницы, площадки, мотор-редукторная коробка) были в наличии в Terraelectronica. Подороже, конечно, чем из Китая, но зато рядом.
Те, кто уже получил детали, наверняка уже собрали шасси.
Теперь займемся бортовой электроникой, видеоподсистемой и питанием.

Начнем с Bluetooth

Гусеничный робот с bluetooth управлением

Я всегда мечтал создать робота, которым можно управлять с помощью компьютера и смотреть за его перемещениями от первого лица.
Весь процесс я условно разделил на три части:
1. Сборка робота
2. Видеоподсистема и связь
3. Программирование управления с ПК

R BT Tank