Создание прототипов в современной робототехнике с использованием Arduino и 3D-принтеров

Преподаватель IT-школы «СМАРТ» Береговой Константин принял участие в этом форуме в секции «Интеллектуальные решения в IT».

Преподаватель IT-школы «СМАРТ» Береговой Константин принял участие в этом форуме в секции «Интеллектуальные решения в IT». Он выступил с докладом «Создание прототипов в современной робототехнике с использованием Arduino и 3Д-принтеров».

Все материалы форума вошли в сборник «Widening our horizons» («Расширяя наши горизонты»).

В ближайшем будущем робототехника станет одной из приоритетных отраслей развития Украины.  Уже сейчас исследования в области робототехники являются актуальными. И с каждым годом роботы становятся сложнее и многофукциональнее. Робот это сложное устройство в котором используются  разнообразные платформы для разработки функциональных систем и все популярные платформы: Raspberry Pi, Arduino, Intel… обладают различными характеристиками. Все эти платформы позволяют пользователю вносить различные изменения в  робота конструктивно, функционально и программно.

Основными компонентом вычислительной платформы прототипа являются простая плата ввода-вывода и среда разработки на языке С, Processing, С++ даже есть поддержка Scratch (визуальный язык программирования, для обучения детей). Контроллер это электронное устройство, которое что-нибудь контролирует, реагируя на изменения одних параметров изменением других. Как яркий и наглядный пример можем взять кондиционер в котором стоит контроллер, включающий и выключающий (в зависимости от внешних факторов и пользовательских настроек) подогрев, охлаждение, увлажнение воздуха. Кофе-машина, увлажнитель воздуха, телевизор, система «умный дом», навигатор всеми этими устройствами управляют контроллеры.

Для создания прототипа любого устройства требуется следующие пункты: идея, разработка принципиальной схемы, выбор датчиков и приводов и механизмов, выбор соответствующего контроллера, проектирование и реализация внешнего вида.

Существует большое разнообразие универсальных контроллеров и платформ, позволяющих осуществлять технически проекты разных уровней сложности, но при выборе следует обратить внимание: требуется ли программатор, требуемые специфические познания в программировании микроконтроллеров, открытость проекта, наличие готовых библиотек, схем и проектов, стандартное расположение выводов, существование Шилдов, кроссплатформенность среды разработки.

Если посмотреть на все текущие требования то оптимальным выбором можно считать Arduino, который соответствует всем предыдущим требованиям. Благодаря функциональным характеристикам Arduino можно проверять цифровые входы на наличие или отсутствие в них сигнала. Измерять силу входящего сигнала аналогового входа, подавать сигналы на цифровые выходы.

Внешняя часть проекта начинается с эскиза, на базе которого в дальнейшем будет проводиться построение 3D-модели. 3D-модель нашего изделия в некотором роде «скелет» нашего цифрового прототипа, на базе которого будут в дальнейшем проводиться расчеты и оптимизация конструкции, создание технической документации, визуализация и реализация компонентов на 3D-принтере.

Следующий этап это сборка, программирование и тестирование прототипа робота.

Related Posts