फिशरटेक्निक TXT डिस्कवरी सेट डिज़ाइनर - लघु समीक्षा

पिछले प्रकाशन में, मैंने 1965 से 2017 तक फिशरटेकनिक इंजीनियरिंग डिजाइनरों के इतिहास का अवलोकन प्रस्तुत किया, और अब, पाठकों की इच्छा के अनुसार, मैं 524328 ROBOTICS TXT डिस्कवरी सेट का अवलोकन पोस्ट करता हूं।

कंस्ट्रक्टर 524328 उन लड़कों और लड़कियों के लिए है जो मैकेनिक्स, ऑटोमेशन, प्रोग्रामिंग, कंप्यूटर विज़न, या, जैसा कि वे अभी कहते हैं, रोबोटिक्स में रुचि रखते हैं।

कार्डबोर्ड बॉक्स में यांत्रिक भाग, मोटर्स, एक प्रोग्रामेबल TXT कंट्रोलर, एक वीडियो कैमरा, ROBO प्रो सॉफ्टवेयर, असेंबली निर्देश और शैक्षिक सामग्री के साथ पीडीएफ प्रारूप में एक छोटी सी पुस्तक होती है।

इसके अलावा, डिजाइनर के साथ काम करने के लिए, हमें 34969 बैटरी पैक की आवश्यकता है, जिसमें NiMH बैटरी और चार्जर शामिल हैं।

हालांकि, इससे पहले कि मैं किट के विस्तृत विवरण पर आगे बढ़ूं, मेरा सुझाव है कि आप रोबोटिक्स को समर्पित पहले फिशरटेकनिक डिजाइनर के इतिहास से खुद को परिचित करते हैं।

प्रागितिहास

मोबाइल फ़ोटोग्राफ़ी के लिए समर्पित पहला फ़िशरटेकनिक-आधारित डिज़ाइनर 1983 में यूके में उस समय आयोजित एक प्रायोगिक शैक्षिक परियोजना के हिस्से के रूप में दिखाई दिया।

इकोनॉमिक्स कंपनी, जिसने परियोजना पर काम किया था, ने MIT Seymour Peypert ( 1928-2016 ) के एक युवा वैज्ञानिक के काम पर ध्यान आकर्षित किया, जिसने कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में आसन्न क्रांति की भयावहता का अनुमान लगाते हुए, अपनी टीम द्वारा विकसित प्रशिक्षण का उपयोग करके कम उम्र से बच्चों को शुरू करने का सुझाव दिया। प्रोग्रामिंग भाषा लोगो ।

लोगो की एक महत्वपूर्ण विशेषता रनटाइम पर्यावरण के अनुकूल इंटरफेस और एक आभासी नियंत्रण वस्तु के इस वातावरण में उपस्थिति थी - एक ग्राफिक "कछुआ", जो संकलित कार्यक्रम के आदेशों के अनुसार, एक ट्रेस छोड़कर कंप्यूटर स्क्रीन के चारों ओर घूम सकता है। वैसे, मिस्टर पेपेर्ट का यह काम कई बार रूपांतरित हुआ है और स्क्रैच नामक एक सीखने वाले प्रोग्रामिंग वातावरण के रूप में इस दिन तक जीवित रहा है (हम इस बारे में बाद में बात करेंगे)।

इसलिए, परिणामस्वरूप समाधान में प्रस्तावित किया गया था, यह आभासी कछुए को एक बहुत ही वास्तविक वस्तु - एक मोबाइल कार्ट के साथ बदलने का प्रस्ताव था। इस प्रकार, छात्रों के पास न केवल प्रोग्रामिंग प्रौद्योगिकियों से परिचित होने का अवसर है, बल्कि रोबोटिक्स की मूल बातें भी सीखना है। तो पहला बीबीसी बुगी सेट दिखाई दिया:

किट में गाड़ी, एक नियंत्रण बोर्ड, नियंत्रण कार्यक्रमों के उदाहरण के साथ एक वाहक और प्रशिक्षण कार्यों के लिए निर्देशन के संयोजन के लिए फिशरटेक्निक भाग शामिल थे। नियंत्रण बोर्ड एक फ्लैट केबल का उपयोग करके कंप्यूटर से जुड़ा था। हम कह सकते हैं कि यह एक संयुक्त परियोजना फिशरटेक्निक + इकोनॉमिक्स थी।

फिशरटेक्निक ने 1987 में पहला पूर्ण स्वामित्व वाला रोबोट प्रयोग किट - 39502 कम्प्यूटिंग-प्रायोगिक लॉन्च किया। सेट से स्वचालित मशीनों के कई प्रकारों का निर्माण करना संभव था और प्रोग्रामिंग नियंत्रण एल्गोरिदम पर अपना हाथ आज़माना था

इसके बाद अगली पीढ़ी के डिजाइनरों और कार्यात्मक विस्तार के लिए अतिरिक्त सेट थे, लेकिन यह एक ऐसी कहानी है जिसके लिए एक अलग लेख की आवश्यकता होती है। आज मैं वर्तमान सेट - 524328 ROBOTICS TXT डिस्कवरी सेट पर करीब से नज़र डालने का सुझाव देता हूं

524328 रोबोटिक्स TXT डिस्कवरी सेट

डिजाइनर 524328 में 310 भाग शामिल हैं, जिनसे प्रयोगों के लिए 14 मॉडल बनाए जा सकते हैं। असेंबली निर्देशों और आरओबीओ प्रो सॉफ्टवेयर के साथ एक सीडी के अलावा, बॉक्स में मोबाइल रोबोट के परीक्षण के लिए एक परीक्षण मैदान को इकट्ठा करने के लिए रिक्त स्थान भी हैं। परंपरागत रूप से, सेट पीडीएफ प्रारूप में एक मिनी-बुक के साथ होता है, जिसमें आप रोबोटिक्स के क्षेत्र से बुनियादी जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

पैकेजिंग की उपस्थिति:

कार्डबोर्ड बॉक्स के अंदर, भागों को अलग-अलग डिब्बों में दो प्लास्टिक लॉज में संग्रहीत किया जाता है। यदि आप चाहें, तो आप एक मालिकाना भंडारण प्रणाली खरीद सकते हैं और सब्सट्रेट का उपयोग उन भागों को सॉर्ट करने के लिए कर सकते हैं जो आसानी से विधानसभा निर्देशों से कैंची से कट जाते हैं।

मग और स्कूलों में उपयोग के लिए, इस डिजाइनर को अधिक सुविधाजनक और टिकाऊ प्लास्टिक के कंटेनर ग्रैटनल्स में पैक किया गया है और इसकी एक और क्रम संख्या है - 533018।

सरल संरचनात्मक तत्वों के अलावा, भागों की सूची में दो एन्डोमीटर शामिल हैं जिसमें बिल्ट-इन एन्कोडर्स, बाहरी गियरबॉक्स के साथ एक पारंपरिक डीसी मोटर, एक फोटोट्रांसिस्टर, एक थर्मिस्टर, बसें, एलईडी और एक कंप्यूटर विज़न सिस्टम के साथ प्रयोगों के लिए एक नारंगी गेंद है:

(तस्वीर पर क्लिक करके - भाड़े पर)

प्रोग्रामेबल TXT कंट्रोलर

524328 डिजाइनर में नियंत्रण इकाई एआरएम कोर्टेक्स ए 8 प्रोसेसर और एआरएम कोर्टेक्स एम 3 पर एक एकीकृत इनपुट-आउटपुट बोर्ड के आधार पर निर्मित एक कॉम्पैक्ट कंप्यूटर के रूप में बनाई गई है। उपयोगकर्ता के साथ बातचीत करने के लिए, यूनिट में 2.4 इंच, 320x240 रंगीन टच स्क्रीन बैकलाइट के साथ है। इसके अलावा, कंप्यूटर में लिथियम बैटरी से बैकअप पावर के साथ एक अंतर्निहित स्पीकर और आरटीसी है।

TXT नियंत्रक:

TXT कंट्रोलर लिनक्स कर्नेल ओएस के तहत चलता है। यदि वांछित है, तो आप अपने ओएस को प्लग-इन माइक्रो-एसडी मेमोरी कार्ड से बूट कर सकते हैं ।

स्मृति

• 128 एमबी डीडीआर 3 रैम
• 64 एमबी फ्लैश
• माइक्रो एस.डी.
• USB मास स्टोरेज डिवाइस

संचार

नियंत्रक इंटरफेस में निम्नलिखित इंटरफेस हैं:

• ब्लूटूथ 2.1 ईडीआर + 4.0
• WLAN 802.11 b / g / n
• कंप्यूटर से कनेक्ट करने के लिए USB मिनी कनेक्टर
• USB कैमरा, USB फ्लैश ड्राइव और अन्य उपकरणों को जोड़ने के लिए होस्ट कंट्रोलर फ़ंक्शन के साथ USB-A कनेक्टर।
• IR "रिमोट कंट्रोल किट" किट से रिमोट कंट्रोल के लिए IR फोटोडेटेक्टर
• I2C इंटरफ़ेस
• UART का इंटरफ़ेस
• इंटरफ़ेस कर सकते हैं

इनपुट-आउटपुट

• यूनिवर्सल इनपुट: 8 टुकड़े डिजिटल / एनालॉग 0-9V या 0-5 kOhm
• गणना के इनपुट: 4 टुकड़े (0-9V फिन <1 kHz)
• यूनिवर्सल आउटपुट (PWM 9V / 0.25A): 8 टुकड़े

बस मामले में, TXT नियंत्रक के अंदरूनी हिस्से को नीचे दी गई तस्वीर में देखा जा सकता है:

बाएं सर्किट बोर्ड पर:

1. एसटी STM32F105R8T6 - एआरएम कॉर्टेक्स-एम 3 माइक्रोकंट्रोलर।
2. MC33879 - आउटपुट ड्राइवर।
3. MC33879 - आउटपुट ड्राइवर।
4. TJA1040 - कर सकते हैं बस सीरियल ड्राइवर ।

सही सर्किट बोर्ड पर:

1. TI AM3352B - एआरएम कॉर्टेक्स-ए 8 माइक्रोकंट्रोलर।
2. विस्तार ML01G100 - एसएलसी नंद फ्लेश 64MB।
3. सैमसंग K4B2G - DDR3L 1600 DRAM 128 MB
4. TPS65910 - बिजली प्रबंधन मॉड्यूल।
5. WL18MODGB (5) कॉम्बो वाईफाई + ब्लूटूथ मॉड्यूल।

इस किट की एक महत्वपूर्ण विशेषता कंप्यूटर दृष्टि के साथ प्रयोगों के लिए हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर की उपलब्धता है। ऐसा करने के लिए, किट में एक यूएसबी इंटरफेस के साथ एक वीडियो कैमरा है, और आरओबीओ प्रो टूल सॉफ्टवेयर में कंप्यूटर विज़न फ़ंक्शंस की एक लाइब्रेरी और सेटअप और कमीशन के लिए एक कॉन्फ़िगरेशन है।

कंप्यूटर विज़न लाइब्रेरी में वीडियो फ़्रेम को संसाधित करने के लिए निम्नलिखित बुनियादी कार्य शामिल हैं:

• एक वीडियो फ्रेम के दिए गए क्षेत्र की औसत चमक की गणना।
• एक वीडियो फ्रेम के दिए गए क्षेत्र के लिए एक ही रंग के रेखापुंज तत्वों के अनुक्रम के लिए खोजें।
• एक ज्यामितीय आकृति, निर्देशांक और आकारों की गणना के लिए खोजें।
• एक वीडियो फ्रेम के एक क्षेत्र में एक गति डिटेक्टर।

ROBO प्रो सॉफ्टवेयर में शामिल कंप्यूटर दृष्टि सबसिस्टम विन्यासक:

ROBO प्रो टूलींग सॉफ्टवेयर

TXT नियंत्रक के लिए नियंत्रण कार्यक्रमों को विकसित करने के लिए, शैक्षिक उपकरण सॉफ्टवेयर ROBO Pro का उपयोग करने का प्रस्ताव है, जिसमें एल्गोरिदम के ब्लॉक आरेखों का एक संपादक, बुनियादी कार्यक्रम तत्वों की एक लाइब्रेरी, एप्लिकेशन फ़ंक्शन की एक लाइब्रेरी, कमीशनिंग और रिमोट कंट्रोल के लिए उपकरण शामिल हैं। ROBO Pro सॉफ्टवेयर डिजाइन किट का हिस्सा है। अलग से, इसे खरीदने की आवश्यकता नहीं है।

आमतौर पर, संपादक विंडो नीचे की छवि की तरह दिखती है:

नियंत्रण एल्गोरिदम पारंपरिक शास्त्रीय फ़्लोचार्ट के रूप में संकलित किया जाता है - जैसा कि विशेष आईटी साहित्य और तकनीकी दस्तावेज में प्रथागत है। आप निश्चित रूप से, यथोचित मुझसे पूछ सकते हैं: - स्क्रैच के बारे में क्या? यह एमके ATMEL या PLC SIMATIC एल्गोरिदम के लिए फ़्लोचार्ट के रूप में दर्शाए गए दस्तावेज़ में क्यों है, और स्क्रैच सर्किट के रूप में नहीं है? यहां, मैं शायद ही आपको उचित जवाब दे सकता हूं। हालांकि, मेरे आंतरिक इंजीनियर को स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकियों वाले बच्चों के पहले परिचित के लिए स्वाभाविक रूप से स्वीकृत दृश्य उपकरण का उपयोग करने के अवसर से प्रसन्नता होती है।

बस मामले में, तकनीकी दस्तावेज से एल्गोरिदम :

संपादक में संकलित फ़्लोचार्ट को दो मोड में निष्पादित किया जा सकता है - स्थानीय रूप से वाद्य यंत्र पर या दूरस्थ रूप से लक्ष्य मशीन पर डाउनलोड करके। पहली विधि डिबगिंग के लिए सुविधाजनक है। एल्गोरिथ्म के निष्पादन के दौरान, आप चरण-दर-चरण निष्पादन का उपयोग कर सकते हैं और एल्गोरिथ्म के वर्तमान चरण को उजागर कर सकते हैं।

उन्नत उपयोगकर्ताओं के लिए, ROBO Pro में बहु-थ्रेडेड एल्गोरिथ्म समर्थन है। एल्गोरिदम की प्रक्रियाओं में अपघटन भी समर्थित है, और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस तत्व भी हैं जिन्हें सीधे फ़्लोचार्ट की शीट पर रखा जा सकता है।

उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस तत्वों के पुस्तकालय में डिजिटल मूल्यों के इनपुट और आउटपुट के लिए एक रिकॉर्डर / ऑसिलोस्कोप, डायल गेज और फ़ील्ड हैं। यह शुरुआती और उन्नत उपयोगकर्ताओं दोनों के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण विशेषता है। वास्तविक समय और बाद के विश्लेषण में डेटा रिकॉर्ड करने की क्षमता नए नियंत्रण एल्गोरिदम के अध्ययन को बहुत सरल करती है और सेटअप समय को काफी कम करती है।

यह वही है जो संपादक विंडो एक अधिक जटिल परियोजना के साथ दिखता है:

अतिरिक्त सेट

किट 524328 की कार्यक्षमता को ROBOTICS श्रृंखला से अतिरिक्त किट के साथ विस्तारित किया जा सकता है:

• 511933 स्वचालित रोबोट
• 516186 इलेक्ट्रो-न्यूमेटिक्स
• 508778 शोधकर्ता

वे TXT नियंत्रक की अनुपस्थिति में 524328 कंस्ट्रक्टर से भिन्न होते हैं। यह माना जाता है कि इन सेटों में संक्रमण सेट 524328 से सभी समस्याओं को हल करने के बाद होता है।

प्रोजेक्ट उदाहरण

मैंने कई वीडियो तैयार किए, जो अतिरिक्त निर्माण के बिना मानक निर्माता TXT डिस्कवरी सेट की संभावनाओं के कुछ (लेकिन किसी भी तरह से सभी) प्रकट करते हैं। उदाहरणों से सभी परियोजनाएँ जीतूब पर हैं । मुझे टिप्पणियों में आपके सवालों का जवाब देने में खुशी होगी।

दो सरल यातायात प्रकाश एल्गोरिदम:

आरओबीओ प्रो में यूजर इंटरफेस तत्वों और वीडियो प्रसारण का उपयोग कर रिमोट कंट्रोल:

कंप्यूटर दृष्टि के आधार पर प्रतिक्रिया के साथ गाड़ी का स्वचालित नियंत्रण। नियमन के आनुपातिक कानून का उपयोग किया जाता है। आनुपातिक लिंक केपी = 3.5 का लाभ। यह देखा जा सकता है कि ट्रॉली मार्ग के साथ अस्थिर रूप से आगे बढ़ रही है - यह मार्ग को छोड़ देता है और अंततः ट्रैक को छोड़ देता है। पैरामीटर लकड़हारे पर ध्यान दें। यह आपको आंदोलन को रोकने के बाद ओवरशूट के मूल्य को निर्धारित करने की अनुमति देता है:

अस्थिर व्यवहार का कारण यह है कि जब ट्रॉली घूमती है, तो जड़ता बल उत्पन्न होती है जो आनुपातिक लिंक से नियंत्रण कार्रवाई शून्य होने पर भी ट्रॉली को चालू करना जारी रखेगा। नतीजतन, हम देखते हैं कि ट्रॉली किस तरह से रेखा को खिसकाती है और फिर विपरीत दिशा में मुड़ना शुरू कर देती है - गतिशील प्रणाली में दोलन होते हैं। यह व्यवहार नियंत्रण की गुणवत्ता को बहुत कम कर देता है और कुछ मामलों में विफलता का कारण बन सकता है।

जड़ता की ताकतों का मुकाबला करने के लिए, नियंत्रक की संरचना में एक विभेदक तत्व जोड़ा जाता है, जो नियंत्रक के इनपुट पर बेमेल परिवर्तन के लिए आनुपातिक रूप से संकेत करता है। गुणांक केडी = 6.0 सेट करें और देखें कि ट्रॉली कैसे व्यवहार करती है:

अब रोबोट लगातार ट्रैक से गुजरता है। रिकॉर्डर पर ग्रीन सिग्नल पर ध्यान दें - यह नियामक के अंतर लिंक का आउटपुट सिग्नल है, जो प्रक्षेपवक्र में लौटने पर रोबोट की बारी को "धीमा" करने में मदद करता है।

निष्कर्ष

ऊपर, मैंने स्वचालित नियंत्रण के सिद्धांत पर व्यावहारिक अभ्यासों को व्यवस्थित करने के लिए 524328 ROBOTICS TXT डिस्कवरी सेट का उपयोग करने के कई उदाहरण दिए। दिए गए उदाहरण बहुत शुष्क थे और सैद्धांतिक गणना से रहित थे। मुझे लगता है कि निम्नलिखित प्रकाशनों में से एक में मैं फिशरटेक्निक निर्माणकर्ताओं का उपयोग करके स्वचालन में व्यावहारिक वर्गों के संगठन के बारे में अपनी सर्वोत्तम प्रथाओं को साझा कर सकूंगा। क्या आप इसमें रुचि लेंगे?

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संदर्भ

1. 1983 बीबीसी बग्गी ट्रेनिंग टर्टल की कहानी
2. सीमोर पैपर्ट - लोगो भाषा का आविष्कारक
3. कस्टम ओएस TXT नियंत्रक के लिए बनाएँ
4. TXT नियंत्रक के लिए स्क्रैच
5. TXT नियंत्रक के लिए पायथन